作为较有潜力的能源之一,风力发电的应用越来越广泛。作为风力发电系统的关键核心装备,齿轮箱质量的好坏直接决定了整套风力发电装备的使役性能。作为齿轮箱的典型零件,齿轮的表面精度是决定齿轮箱质量的关键因素之一。风电齿轮一般采用滚齿作为粗加工与成形磨齿作为精加工的方式获得。成形磨削过程中,磨削极限位置的获取对于了解磨削过程、优化磨削参数以及消除加工缺陷至关重要。提出了一种获取极限磨削位置的方法。根据滚齿加工展成法的基本原理,获取滚齿形成的齿形曲线;以成形磨削为基础,在不同进给余量的前提下,建立极限磨削位置的数学模型,并利用合适的数值迭代算法获取了该位置;以某典型风电斜齿轮为例,说明了所提方法的正确性和有效性。

因能够有效减小齿轮啮合过程中的冲击,改善载荷分布不均,减少振动和降低噪声,齿面修形技术在风电齿轮中被广泛应用。而成形磨削是风电齿轮加工的最后一道工序,其直接决定了齿面的最后精度。求解成形磨削的几何误差,对于规划成形磨削加工路径,提高齿面加工精度至关重要。为求解成形磨削几何误差,首先,建立了包含齿廓修形、螺旋线修形(包含鼓形修形和螺旋角修形)的齿面模型;然后,根据齿面参数、砂轮齿轮轴线公垂线长度以及交错角,求解了成形磨削的接触线,构建了成形磨削齿面;最后,利用理论齿面和成形磨削齿面,定义了成形磨削几何误差,构建了齿面成形磨削的几何误差模型;并给出了减小成形磨削几何误差的建议。

结合生产实际需要,对引起齿轮渗碳淬火畸变的滚齿工艺进行基础性系统化研究,为齿轮畸变控制技术的建立提供基础性实验数据和理论依据。选取了某行星轮作为研究对象,在不同滚刀线速度、轴向进给速度及走刀次数的实验条件下,测量了齿轮公法线、内孔直径、齿顶圆直径的热前热后数据,分析滚齿工艺对齿轮热处理畸变的影响规律及相关性。

风电齿轮箱中行星轮和轴承整合设计后,行星轮内孔作为滚动轴承外圈直接使用。针对该类行星轮内孔的磨削精度、质量和效益等问题,对行星轮内孔磨削方法进行了分析和试验,实际检测结果和分析相符,可供同行业加工参考。

针对大模数齿轮逆铣时容易产生拉毛、凹坑和粘屑等齿面质量问题,选取某风电齿轮箱低速级太阳轮作为研究对象,分析滚齿径向进刀的加工原理,计算过程参数,并进行实际滚齿加工验证,对比在不同加工方式和加工参数下的大模数太阳轮齿面质量及加工效率。

风电齿轮齿向螺旋角修形方式主流的有对称修形、平行修形和完全不对称修形等3种方式。文中讨论并对比了比较常用的对称修形和平行修形的差异及优劣,平行修形的螺旋角制造技术,最后以某2 MW风电齿轮箱为例展示了对称修形和平行修形在高速级上的应用及齿面啮合情况分析。

某风电主齿轮箱太阳轮花键热处理后硬度较高,滚齿齿面易产生拉毛凹坑的质量问题。文中选取了某2.5 MW低速级太阳轮花键作为研究对象,设计了高精度成型铣刀,计算了工艺过程参数,并进行加工试验验证,同时对比了滚铣复合工艺与普通滚齿工艺的加工效率,为改进高硬度花键加工方法提供数据支持。

通过试验研究了成形磨齿粗糙度的变化规律,并通过多元线性回归方法建立了齿面粗糙度与修整参数及磨削参数关系的数学模型,最后检验了模型及其各系数的显著性,结果表明成形磨齿齿面粗糙度受修整速度比及修整重叠比影响最大;为了获得较好的齿面粗糙度,精磨阶段的最后一次冲程宜采用负的速度比和较高的修整重叠比,并降低冲程速度。

针对嘉二气藏具有的气藏含水量高、井口计量输差大的问题,对输差原因进行了分析。认为脉动流影响,孔板检查、维护不到位,安装不符合标准要求,场站管理存在问题是其输差大的主要原因。为此,提出了减少脉动流、加强孔板管理、加强流量计检修,提高各个连接零件的加工精度等一系列降低嘉二气藏输差的改进措施。

反应堆压力容器不锈钢密封面加工的成败直接关系到反应堆压力容器的密封效果。密封面材料EQ308L不锈钢是一种公认的难加工材料,由于本身具有的某些基本特性,导致在切削过程中。所以,如何保证密封面粗糙度要求是密封面的加工难点。本文针对反应堆压力容器不锈钢密封面展开工艺加工研究和试验,通过合理选择加工刀具和切削参数,获得了比较理想的加工效果。