MW级风电机组齿类零件再制造加工工艺及设备的研制

发布时间：2020-06-16 01:39

【摘要】：风电产业一直是我国的战略性新兴产业之一,也是我区重点发展的特色产业之一。风力发电机齿轮箱的失效比例占风力发电机总停机故障比例的40%,是风力发电机主要停机故障之一,在齿轮箱失效中齿轮的失效导致齿轮箱停机的占比为30%,通过激光熔覆再制造技术可以有效的提高风力发电机齿轮箱齿轮的使用寿命,降低风力发电机后维护的运维成本。近年来,我国的激光熔覆技术一直处于的迅猛发展的状态,对于失效零件表面的熔覆再制造研究也越来越成熟。齿轮作为机械工程领域中的重要零件,由于齿轮的特性,它一直是再制造领域中的重大难题,传统的修复方法主要针对的是啮合运动简单、负载小、表面精度要求较低、表面没有渗碳等条件的齿轮,但是对于齿轮硬度大、表面进行渗碳处理、工作环境复杂、重载的齿轮传统的修复方式并不能起到很好修复效果,主要还是采用跟换齿轮副的方式进行维修。本文以2.5MW风力发电齿轮箱齿轮为主要修复对象,研究其激光熔覆再制造的可行性及激光熔覆工艺。以激光熔覆修复为目的,根据风电齿轮箱齿轮的失效形式及齿轮表面的性能要求,结合熔覆材料的选择依据,确定了熔覆材料为Ni60合金粉末;以2.5MW风力发电齿轮箱齿轮用钢17CrNiMo6为基材,进行了旁轴同步送粉式单道熔覆实验。分析了不同激光熔覆工艺参数条件下熔覆层的质量,初步寻找出适合用于17CrNiMo6钢的工艺参数。并通过XRD、金相显微分析、显微硬度测试、摩擦磨损实验等手段检测了 Ni60熔覆层在17CrNiMo6钢基材表面的性能,为在风力发电机齿轮箱齿轮表面制备优质熔覆层提供试验依据。基于项目针对目前缺乏用于齿轮再制造的装备,进行了基于磨齿机集成激光器的集成机床设计,分析设计需求,并根据设计需求采用成形磨齿机作为母机,介绍了成形磨齿机基本结构及加工的原理,在此基础上对其主轴箱部件进行改造并集成激光器。在集成设备上分析了激光器能否实现齿轮渐开线轨迹的加工,为项目进展提供依据。
【学位授予单位】：宁夏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM315
【图文】：

开始形成疲劳裂纹并且不断扩展导致断齿。齿轮材料选用不当、齿轮的精度过低、齿根处应力集逡逑中等问题都会导致齿轮长时间使用后出现疲劳折断。③随机断裂的生成主要是由于齿面出现点蚀、逡逑剥落等失效或其他原因导致齿面的应力集中造成局部应力过大，最终齿轮折断。如图１－１所示。逡逑（２）

图１４多工艺组合的五轴联动加工装备逡逑表面的成形精度主要还是依靠磨齿机的加工来实现。通常高精度热处理之后，通过磨齿来提高齿轮的精度，磨齿加工后的齿轮精磨齿加工一般是针对于热处理后需要精加工的齿轮，磨齿加工的，所以对磨齿的装备要求较高［５３】。逡逑方法分为两种：展成法和成形法，展成法又可分为单齿分展成法方法时利用齿轮啮合的原理，通过砂轮与齿轮啮合来完成齿轮的行齿面的加工，根据砂轮的形状可分为锥形砂轮磨齿机、蝶形砂砂轮来磨削齿轮，所有又叫蜗杆砂轮磨齿机，再加工过程中是连成法，这种方法是生产效率最高的。成形磨削加工方法是先将砂截形完全相同的形状，然后通过径向的进给完成齿面的加工［５３＿５６］。逡逑熔覆的成形精度高、加工余量小的特点，对于进行激光熔覆后的轮表面进行修型。目前并未发现有人将激光熔覆技术与磨削技术并未发现有人将激光器与磨齿机进行集成，本文将进行激光器与

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本文编号：2715322