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海克斯康助力风电行业测量标准制定


风能作为一种可再生资源,已经越来越受到世界各国的重视,过去十年中,风能系统(WES)的发电量倍增。但对于大多数风力涡轮发电机来说,对于大多数风力涡轮发电机来说,长久的使用以及可能由于尺寸不正确而引起机械故障,进而造成产能降低以及成本的增加等。

产生机械故障的原因:

尺寸精度不足
质量问题
风力涡轮机传动系统的机械故障可能是由尺寸不正确引起的,尺寸不正确可能导致磨损和局部发热。诸如波纹或粗糙度之类的表面状况也会对高应力组件的寿命产生重大影响。另外,在这样的大部件中,诸如制造温度和整个零件上的温度梯度或夹持的影响也可能是有害的。
与汽车行业相比,用于风能系统(WES)的大型传动系统组件距离汽车行业中的高性能和低故障率还有很长的路要走。在汽车发动机零件中,可追溯的测量是制造过程和质量控制的基础。相比之下,WES制造目前没有如此严格,也缺乏可追溯的测量和制造标准。

解决方案

1)专题项目组成立,开发风电机测量标准和程序

欧洲计量联合研究计划(Europen Metrolory Programme,简称EMRP)汇集了23个不同国家计量研究所的技术力量,以应对关键的计量挑战。海克斯康也参与其中。
EMRP成立了一个专题项目——开发测量标准和程序,以提高准确性并减少高精度传动系统组件定量测量的不确定性。

2)成功建立计量程序
在实际工业应用中开发并试用了六个有关轴,齿轮,轴承和齿轮测量的实践指南。该指南涉及测量大型传动系统组件的长度,表面形状(包括波纹度)和粗糙度。还针对以下方面提出了针对特性和参数进行测量的建议:渐开线轮廓(牙齿轮廓),包括超精加工表面;制动系统;齿轮,以及渐开线斜齿轮。

3)开发CAD模块
项目开发了计算机辅助设计(CAD)模块和数值模型,并使用它们来模拟在大型组件的测量中引入误差的重要因素。这些虚拟研究考虑了表面特性,温度变化以及重力和夹紧引起的变形。根据它们的结果,现在可以通过使用数值模型/计算得出的建议来很大程度地减少大型组件的测量中的这些误差。

4)形成大尺寸测量指南
该项目制定了以下六个用于优化大尺寸测量的实践指南:
① 关于大型齿轮和大型环测量标准的热化时间的实践指南
② 很大程度地减少重力和夹紧等重大测量不确定性因素的实践指南
③ 齿轮表面参数检测的实践指南

④ 大型轴承形状和直径测量的表面参数测量策略的实践指南
⑤ 大型轴承波纹度和粗糙度测量的表面参数测量策略的实践指南
⑥ 大型轴类零件形状和直径测量的表面参数测量策略的实践指南


行业影响


为了应对风电行业关键零部件检测挑战,海克斯康增强了齿轮评估软件和齿轮图形评估功能,大大提高了测量结果的准确性和可靠性。QUINDOS Gear软件中集成了一种经过开发的算法,并可供所有QUINDOS客户使用。该实践指南被证明有助于引导海克斯康的客户和潜在客户,在设备性能方面提供保证,并提高检验质量。
据统计,海克斯康集团EMEA地区,2019年销售的大型Leitz龙门三坐标测量机中约有一半受到了参与该项目的积极影响。可追踪的测量结果提高了风电系统组件的质量和可靠性。这将使风能系统的投资获得更高的回报,来支持扩大这类新能源的生产,并帮助欧盟国家实现对可再生能源的目标。

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