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蓬勃发展的电力工程行业
来源:瓦尔特(无锡)有限公司 发布日期:2010/5/21 1:38:12

  许多行业目前都在缩小生产,然而电力工程行业却恰恰相反,原因是高效率的能源生产比以往更受欢迎。高效能源的产生主要是通过复杂材料实现的。相应地,对这种复杂材料的加工也需要高性能的刀具。图宾根刀具制造商 -- 瓦尔特公司就是一家提供这种刀具的专业制造商。

  与从事航空航天、化学、食品以及医疗行业的机械加工企业一样,从事能源行业的机械加工公司也面临着相似的技术开发挑战。使用的材料变得越来越复杂,同时对机床和刀具的要求也越来越高。因此,需要大量的非标乐虎体育娱乐手机网址。在这种情况下,进行深加工和相互协作是非常必要的。目前,机床和刀具供应商正在和零件制造商一起探讨如何获得最佳的制造方案。

  目前参与讨论的是Andreas Elenz,他负责瓦尔特集团的电力工程。 电力工程目前正在迅速地发展,它对图宾根刀具制造商起着极为重要的作用。 因此,Andreas Elenz所在部门的专家团队始终都处于高压下。 目前,图宾根的一组专家团队正在专门研究电力工程行业的应用,团队中的一些专家也在朝着目标不断努力。 仅仅通过三年的时间,电力工程行业应用所产生的销售业绩就比以前翻了三倍,即使是在发生经济危机的2009年,业绩也比上一年(2008年)有所增长。再生能源,比如风力和水力发电,极大地促进了近年来需求的快速增长。火电技术由于其先进性和高要求也不断地需要更高效的加工乐虎体育娱乐手机网址。

  关于需求的整体性概念

  就像其他行业一样,能源行业也越来越青睐于能提供整体乐虎体育娱乐手机网址的供应商。Andreas Elenz说: “制造商委任我们开发生产单个零部件的整体性方案,包括预加工和精加工的方案”。该开发对象的另一个重要方面就是非标刀具,其比例占到60-70%(相当高)。因此,Andreas Elenz所领导的团队中的大多数员工都致力于工程研究工作。

  燃气轮机和蒸汽轮机是图宾根专家的主要订单来源。需要加工的部件包括转轮、叶片、外壳和发电机轴。 除此之外,还包括传动部件(外壳、轴承和齿轮)以及风力发电厂的旋转轴和外壳。最常用的刀具是带有整体硬质合金刀片的各种铣刀。其他重要的加工技术是钻削,包括深孔钻削、螺纹切削和车削。 电力工程中的车削需要大量的切槽工序。 一个新的商机是原油输送工具的加工,瓦尔特公司主要为其提供车削刀片。

  这种零件由精密且难加工的材料制成,因此非常昂贵。这一点也形成了另一个特性, 正如Elenz所说的:“实际上,并没有试验用工件,而且进行试验的可能性也是非常低的”。测试主要在“安全位置”进行,比如粗切削之间的位置或容差范围内不会造成损坏的位置。这种“试切削”一方面需要客户的信任,另一方面也需要刀具供应商具备相当丰富的经验。法国阿尔斯通公司和瓦尔特公司已建立了这种相互关系。瓦尔特公司是燃气轮机和蒸汽轮机制造商的主要刀具供应商。两家公司已经有20多年的合作历史(请参考方框中的文字)。

  材料所带来的挑战

  发电厂技术开发的主要目标是提高效率。影响火电厂的最重要因素包括新蒸汽的温度和压力等级。为了能够在较高温度下操作发电机(580摄氏度为目前发展水平,700摄氏度是新的衡量标准),越来越多的高耐热镍基合金得到应用,这也是当前汽轮机的新标准。许多这种超级材料已经经过高压叶片的加工。目前正在讨论将其进一步应用到转子和外壳中--迄今为止,生铁主要用于制造外壳,钢或钢铸件被用于一些高压厂。这些计划的实施将对制造设备提出巨大的挑战,因为外壳通常长达数米且重达数吨。 根据当前的制造技术,业内人士计算生产时间将延长十倍。

  随着材料的不断变化,瓦尔特公司也在花费大量的时间着力研究恰当的刀具和切削材料乐虎体育娱乐手机网址。 例如Tiger·tec?刀具材料家族目前已包括PVD氧化铝涂层(“PVD Tiger”)。 这些刀具材料主要用于加工难加工(ISO-S)和不锈钢(ISO-M)材料,同时也被越来越多的用于电力工程行业。 Andreas Elenz强调说:“作为一家交钥匙的全方位供应商,我们能够提供最佳的刀具材料、高精度的刀体、专业的工程和周到的客户服务”。图宾根刀具专家所关注的焦点是高效且可靠的枞树型铣刀,该铣刀配备有用于对刀座和转子沟槽进行半精加工和精加工(两者都是重要的加工过程)的刀片。 伴随着四个或更多刀齿以及五个或更多台阶,每个刀片座在微米范围内都可重复利用。其他非标刀具包括直径为50毫米的整体硬质合金铣刀、带有焊接夹套的铣刀和高速钢铣刀。另一个非常重要的因素是全球性的服务网络、快速的技术支持和物流。非常重要的一点: 该行业不能承受在最糟糕情况下发电机停滞或缓起动这样的缺陷。

  数量较多的零件:叶片

  叶片的生产与其它过程稍有不同。与外壳和转动轴相比,叶片具有许多特征。燃气轮机或蒸汽轮机由数千个零件构成。这为更广泛的加工测试和优化加工过程创造了机会,这一点相当重要。加工过程通常在五轴联动磨床(为这些部件而特意设计的)上进行,且这一过程很难被人掌控。 在开发优化刀具和加工技术方面,瓦尔特已开始与位于西萨克森的茨维考大学之生产工程研究所(IfP)合作。 他们最近的合作项目是测试瓦尔特公司生产的新型ConeFit?铣刀。这种刀具系统由可互换式整体硬质合金铣刀头构成,该铣刀头通过螺丝和锥形精密螺纹被固定于各种不同的刀柄上,其主要优点是较高的灵活性和较低的刀具成本。涡轮叶片精密加工测试证明,螺纹接口并未降低刀具的性能 -- 相反,在不稳定加工条件下可能发生振动的刀具显示出了一些吸振特性。在合作伙伴方面,Andreas Elenz说:“与茨维考生产工程研究所(IfP)的合作对瓦尔特公司测试和快速引进用于加工涡轮叶片的新产品非常重要。IfP所采用的操作方法具有较高的灵活性和可操作性,这也是我们公司产品的应用所需要的”。

  位于西萨克森的茨维考大学之生产工程研究所(IfP)下属的汽车机械工程学院在Schneewei?教授的带领下建立了一个配备有尖端设备的加工实验室。此外,多个数控加工中心以及大量的材料分析设备都可用。服务范围包括:基于完整过程分析的加工程序的优化,新的加工技术(包括高效能方法,例如HSC、HPC、超声波法、硬态干式切削法)的开发以及难切割材料、现代陶瓷材料和复合材料的加工。 研究项目主要与汽车工程、轮机制造、制陶业、刀具和滚柱轴承的生产有关。更多信息,敬请登陆: www.fh-zwickau.de/mbk/spt

  最大汽轮机所使用的刀具

  作为世界领先的燃气轮机和蒸汽轮机制造商,法国阿尔斯通公司目前正在通过其位于美国田纳西州查特怒加市的基地,开发北美市场在电力工程和制造方面潜力。在未来,该基地将开发并生产出供核电厂和火电厂使用的发电机以及世界上最大的蒸汽轮机。

  就转子制造业来说,瓦尔特集团提供初始装备所需要的60%的刀具。产品范围主要包括铣削和钻削刀具,比如用于转子沟槽的非标成形铣刀和用于接口系统的非标刀具。非标刀具有60多种,包括可转位硬质合金刀片。下一个大订单包括加工外壳所需要的初始设备,将在2010年交货。

  [图1和图2 非标刀具: 钟形铣刀,圣诞树精加工铣刀]

  图片说明:瓦尔特公司生产的用于对阿尔斯通/查特怒加市转子生产时出现的枞树型叶根槽进行加工的非标刀具:钟形粗切铣刀和圣诞树精加工铣刀。照片提供:瓦尔特

  [图3: 蒸汽轮机叶片]

  图片说明:法国阿尔斯通公司是世界领先的蒸汽轮机制造商。位于图宾根的瓦尔特集团是向其提供生产所需刀具的主要供应商。上图显示了蒸汽轮机的叶片。图片提供:阿尔斯通
  [图4:用于加工叶根的圣诞树铣刀]

  图片说明: 用于对燃气轮机和蒸汽轮机的叶根进行加工的枞树型特种铣刀。图片提供:瓦尔特集团

  图片说明:用于对叶片进行加工的成套刀具。图片提供:瓦尔特集团

  图片说明:Andreas Elenz是图宾根瓦尔特公司电力工程部的领导:“作为一家交钥匙的全方位供应商,我们能够提供最佳的刀具材料、高精度的刀体、专业的工程和周到的客户服务”。

  图片提供:瓦尔特集团

瓦尔特(无锡)有限公司
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