專利名稱：：風(fēng)力發(fā)電機(jī)組機(jī)架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：風(fēng)力發(fā)電機(jī)組機(jī)架一、
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及1.5兆瓦(及以上)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組機(jī)架。二、
背景技術(shù)：
風(fēng)能是最具商業(yè)潛力、最具活力的可再生能源之一，使用清潔，成本較低，取用不盡。風(fēng)力發(fā)電具有裝機(jī)容量增長(zhǎng)空間大，成本下降快，安全、能源永不耗竭等優(yōu)勢(shì)。風(fēng)力發(fā)電在為經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)提供穩(wěn)定電力供應(yīng)的同時(shí)，可以有效緩解空氣污染、水污染和全球變暖問(wèn)題。風(fēng)電設(shè)備行業(yè)進(jìn)入壁壘是比較高的，風(fēng)電裝備主要包括整機(jī)組裝、電機(jī)、葉片、塔架基座、機(jī)架等，技術(shù)很復(fù)雜，風(fēng)電極為看重機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性。風(fēng)電機(jī)組需要在野外可靠運(yùn)行20年，要經(jīng)受住各種極端惡劣天氣和非常復(fù)雜的風(fēng)力交變載荷，對(duì)風(fēng)電機(jī)組的質(zhì)量要求很高，風(fēng)電裝備制造企業(yè)沒(méi)有豐富的技術(shù)和實(shí)踐積累是不行的。目前已掌握了750千瓦及以下容量的風(fēng)電機(jī)組整機(jī)和零部件的設(shè)計(jì)制造技術(shù)并實(shí)現(xiàn)了批量生產(chǎn)，但這只相當(dāng)于國(guó)際上1990年代中期的水平，中國(guó)大部分風(fēng)電裝備制造企業(yè)目前還停留在中低端設(shè)備的設(shè)計(jì)與制造水平，國(guó)產(chǎn)兆瓦級(jí)變速恒頻機(jī)組正在研制并有部分機(jī)組投入運(yùn)行，兆瓦級(jí)葉片、齒輪箱和發(fā)電機(jī)也相繼完成研制并投入小批量生產(chǎn)，但總的來(lái)看，整機(jī)總體設(shè)計(jì)和關(guān)鍵零部件設(shè)計(jì)制造技術(shù)仍是制約中國(guó)風(fēng)機(jī)制造業(yè)發(fā)展的最大瓶頸。750千瓦和1.5兆瓦之間的技術(shù)是跨越式的。中國(guó)風(fēng)機(jī)技術(shù)與國(guó)際水平相比尚有較大差距，目前正在裝配中的主流陸上風(fēng)機(jī)容量為1.5兆瓦。CN200510022689公開(kāi)了鑄態(tài)無(wú)Ni低溫球鐵鑄造大型高韌部件的方法來(lái)制備風(fēng)力發(fā)電機(jī)組底座、機(jī)架等部件，但鑄造方法得到的產(chǎn)品不但重量過(guò)大，而且在尺寸精度上較難直接達(dá)到制備要求，需要后續(xù)加工，而且加工的設(shè)備大，加工成本較高。三、
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種1.5兆瓦及以上功率風(fēng)力發(fā)電機(jī)組機(jī)架，該機(jī)架完全合金鋼板焊接而成，具有優(yōu)化結(jié)構(gòu)，提高整個(gè)機(jī)組的運(yùn)行效率，并能保證機(jī)架不變形、整體性和穩(wěn)定性好，能在非常復(fù)雜、惡劣的(高低溫環(huán)境，尤其是可在零下40度的低溫)環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組機(jī)架，尤其是1.5兆瓦風(fēng)力發(fā)電機(jī)組機(jī)架，機(jī)架上設(shè)有安裝主軸軸承座、齒輪箱、發(fā)電機(jī)裝置的支承板，機(jī)架內(nèi)部安裝偏航驅(qū)動(dòng)裝置，機(jī)架下方連接偏航軸承及塔架連接座等，尤其是采用平底船形結(jié)構(gòu)，由面板、底板和連接面板與底板的側(cè)板構(gòu)成船倉(cāng)結(jié)構(gòu)，其中船倉(cāng)結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)有若干隔倉(cāng)筋板。其中面板分為前、后支承面板、U型面板三個(gè)部件，面板部件焊接而成，底板包括前底板、中底板；側(cè)板包括前端板、前側(cè)板、后端板和后側(cè)板諸部件，板的部件焊接而成為一個(gè)整體。面板、底板和側(cè)板上均設(shè)有安裝孔或工藝孔。本實(shí)用新型采用高強(qiáng)度低合金板(Q345E板)焊接制備，通過(guò)設(shè)有支承板和筋板對(duì)機(jī)架整體強(qiáng)度的提高和安裝支承，并在焊接后對(duì)機(jī)架整體進(jìn)行熱處理，使機(jī)架滿足不同溫度環(huán)境下的使用時(shí)強(qiáng)度的要求，1.5兆瓦風(fēng)力發(fā)電機(jī)組機(jī)架的制備方法，采用高強(qiáng)度低合金板(Q345E板，厚12-80mm)焊接，焊接成整體后對(duì)機(jī)架進(jìn)行熱處理風(fēng)電一體機(jī)架回火處理工藝條件是1、機(jī)架進(jìn)爐時(shí)，爐內(nèi)溫度不得高于40(TC;2、機(jī)架升溫至40(TC后，爐溫升溫速度不得超過(guò)(5000/最大板厚mm)°C/h，且上限不得超過(guò)200°C/h，最小可為50°C/h。尤其是在機(jī)架加熱區(qū)的升溫速度最好不得超過(guò)62.5°C/h。3、升溫期間，加熱區(qū)內(nèi)任意長(zhǎng)度為5000mm內(nèi)的溫差不得大于120°C。4、機(jī)架保溫期間的溫度為600650°C。保溫時(shí)間為3h以上，12h以下。5、保溫期間，加熱區(qū)內(nèi)最高與最低溫差不宜大于65°C。6、在爐內(nèi)降溫后出爐；機(jī)架出爐時(shí)，爐溫不得高于40(TC，出爐后應(yīng)靜止在空氣中冷卻。本實(shí)用新型的有益效果是這是一種1.5兆瓦及以上功率風(fēng)力發(fā)電機(jī)組機(jī)架及制備方法，該機(jī)架完全合金鋼板焊接而成，船形結(jié)構(gòu)的整體性能和強(qiáng)度好，采用U形板面板、前底板、中底板；側(cè)板包括前端板、前側(cè)板、后端板和后側(cè)板諸部件的焊接使裁剪容易，焊接簡(jiǎn)明，結(jié)構(gòu)容易符合安裝要求，且整體的加工成本低。整個(gè)機(jī)組的安裝及加工效率高，并能保證機(jī)架不變形，能在非常復(fù)雜、惡劣的(高低溫環(huán)境，尤其是可在零下40度的低溫)環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行。四、圖l為機(jī)架的三維圖圖2為機(jī)架的左視圖圖3為機(jī)架的主視圖圖4為機(jī)架的仰視圖五具體實(shí)施方式本實(shí)用新型的船形結(jié)構(gòu)，具有隔倉(cāng)筋板或加強(qiáng)板5-7塊，在機(jī)架上面安裝主軸軸承座、齒輪箱、發(fā)電裝置，機(jī)架內(nèi)部安裝偏航驅(qū)動(dòng)，下方連接偏航軸承及塔架連接座等，均可以保證支架的整體性好，部份孔徑的開(kāi)設(shè)需要由大型數(shù)控銑鏜床進(jìn)行機(jī)加工。機(jī)架熱處理使用的加熱爐為長(zhǎng)，寬，高為24米X4米X4米全纖維爐；外接熱電偶為鎳鉻-鎳硅熱電偶；外接熱電偶檢測(cè)儀表采用日本CHINO(千野)LEIOOO高速、高精度混合記錄儀，精度等級(jí)為±0.05%;隨爐控溫儀表采用日本shinko(神港)控溫儀，精度等級(jí)為±0.1%;隨爐溫度記錄儀表EH-IOO型中長(zhǎng)度記錄儀，精度等級(jí)為±0.5%。整體焊接之后可以采取兩次回火?；鼗鹛幚砉に嚄l件是機(jī)架進(jìn)爐時(shí)，爐內(nèi)溫度300°C;機(jī)架升溫至40(TC后，爐溫升溫速度50-100°C/h。通過(guò)控制加熱器使機(jī)架加熱區(qū)的升溫速度不得超過(guò)62.5°C/h;機(jī)架保溫期間的溫度為600650°C。保溫時(shí)間為3-12h，如4小時(shí)。保溫期間，加熱區(qū)內(nèi)的分布最高與最低溫差不宜大于65°C。在爐內(nèi)降溫后出爐；機(jī)架隨爐溫到40(TC或以下溫度，機(jī)架出爐后，出爐應(yīng)靜止在空氣中冷卻。[0024]本實(shí)用新型材料化學(xué)成分和機(jī)械性能需符合GB/T1591，焊接材料采用E501T-1L焊絲，規(guī)格口1.2，其焊絲化學(xué)成分和機(jī)械性能需符合GB/T10045-01;該機(jī)架外形尺寸(長(zhǎng)X寬X高)為7752mmX3056mmX1219mm。該產(chǎn)品焊接要求很高，焊接對(duì)接接頭機(jī)械性能參照J(rèn)B4708-92進(jìn)行以下評(píng)定外觀檢測(cè)(外觀檢測(cè)不得有裂紋)、無(wú)損檢測(cè)、表面裂紋檢查、拉力實(shí)驗(yàn)、側(cè)彎實(shí)驗(yàn)、背彎實(shí)驗(yàn)、_401:溫度下的沖擊實(shí)驗(yàn)(焊縫、熔合線、熱影響區(qū))，以滿足構(gòu)件在惡劣環(huán)境下長(zhǎng)期工作的需要；T型接頭焊透實(shí)驗(yàn)評(píng)定參照J(rèn)B4708-92，JB4709-92標(biāo)準(zhǔn)，并進(jìn)行以下評(píng)定外觀檢測(cè)(外觀檢測(cè)不得有裂紋)、金相檢驗(yàn)(宏觀)。該機(jī)架完全焊接而成，結(jié)構(gòu)經(jīng)優(yōu)化且整體性好，能提高整個(gè)機(jī)組的運(yùn)行效率，能保證機(jī)架不變形、能在非常復(fù)雜、惡劣的環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行。焊縫外表面質(zhì)量進(jìn)行100%的目測(cè)檢查，高應(yīng)力區(qū)域焊縫100%超聲波探傷檢測(cè)，按GB11345-89為C類I級(jí)驗(yàn)收，同時(shí)對(duì)外表面100%磁粉探傷，按JB/T6061-92II級(jí)驗(yàn)收；其它未標(biāo)明高應(yīng)力區(qū)域的焊縫按20%抽查超聲波探傷檢測(cè)，按GB11345-89為B類II級(jí)驗(yàn)收。若高應(yīng)力區(qū)域焊縫的檢測(cè)出現(xiàn)不合格，整件零件視為不合格品；高應(yīng)力區(qū)域焊縫要求在施焊工程中增加一次100%超聲波探傷檢測(cè)，該增加的檢測(cè)次數(shù)在第三層施焊后進(jìn)行；所有角焊高度為1015;焊縫的缺陷必須用適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行修復(fù)；根據(jù)材料的要求，如有必要，焊接時(shí)需進(jìn)行預(yù)熱、所有焊接工序必須在機(jī)加工前完成；確保焊接構(gòu)件變形在高度方向的尺寸公差為2mm，平面變形控制在2mm以內(nèi)。依據(jù)GB/T9452-2003熱處理爐有效加熱區(qū)測(cè)定方法。焊接后需進(jìn)行回火，回火溫度控制在600-65(TC。機(jī)架熱處理后，噴丸處理去除表面油銹，按GB8923標(biāo)準(zhǔn)，再涂一道特制環(huán)氧富鋅底漆，厚度為30士5iim;機(jī)艙底座鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)外部防腐涂裝先用X-9清潔劑清洗，并用紙遮蓋不需涂裝部分；涂第二道特制環(huán)氧富鋅底漆，厚度為30士5ym;噴五六道黑磁鐵環(huán)氧中間底漆，厚度為140±10iim;最后涂二三道丙烯酸脂肪族聚氨脂面漆，厚度為60±10iim，總厚度為260±10iim(面漆的顏色為綠色)。下表為1.5麗風(fēng)電機(jī)艙底座零件明細(xì)表<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>以上機(jī)架結(jié)構(gòu)和加工方法不僅加工質(zhì)量穩(wěn)定、工藝流程合理、生產(chǎn)組織方便，更在很大程度上提高了機(jī)架的使用效益。權(quán)利要求風(fēng)力發(fā)電機(jī)組機(jī)架，其特征是所述機(jī)架為平底船形結(jié)構(gòu)，由面板、底板和連接面板與底板的側(cè)板構(gòu)成平底船形的船倉(cāng)結(jié)構(gòu)，其中船倉(cāng)結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)有若干隔倉(cāng)的筋板。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組機(jī)架，其特征是其中面板分為前、后支承面板、U型面板三個(gè)部件，面板部件焊接而成，底板包括前底板、中底板；側(cè)板包括前端板、前側(cè)板、后端板和后側(cè)板，所述前端板、前側(cè)板、后端板和后側(cè)板焊接而成為一個(gè)整體；面板、底板和側(cè)板上設(shè)有安裝孔或工藝孔。專利摘要風(fēng)力發(fā)電機(jī)組機(jī)架，為平底船形結(jié)構(gòu)，由面板、底板和連接面板與底板的側(cè)板構(gòu)成船倉(cāng)結(jié)構(gòu)，其中船倉(cāng)結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)有若干隔倉(cāng)筋板。面板分為前、后支承面板、U型面板三個(gè)部件，面板部件焊接而成，底板包括前底板、中底板；側(cè)板包括前端板、前側(cè)板、后端板和后側(cè)板諸部件，所述板的部件焊接而成為一個(gè)整體；面板、底板和側(cè)板上均設(shè)有安裝孔或工藝孔。文檔編號(hào)F03D11/00GK201461258SQ200920043268公開(kāi)日2010年5月12日申請(qǐng)日期2009年6月25日優(yōu)先權(quán)日2009年6月25日發(fā)明者丁建偉,于曉梅,傅強(qiáng)申請(qǐng)人:無(wú)錫潤(rùn)和葉片制造有限公司