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风电设备表面处理解决的整体方案

众所周知，在全球能源短缺和环保要求的压力下，风能作为一种可再生的清洁能源正日益得到世界各国政

府的重视和快速发展，近年来，更是发展迅猛。

目前国际上风电工业发展快速的国家主要集中在丹麦、德国、西班牙、美国和印度等，虽然我国作为

一个风能资源丰富的国家，近年来来也得到良好发展，但风电设备制造水平，特别是如叶片、变速齿轮箱、

发电机等核心部件上,无论在技术或是产品质量上仍与国外制造上存在差距。另外，随着风电技术的进步和

规模效应，目前的风电设备正从千瓦级朝着兆瓦级（甚至多瓦级）发展，应用也逐渐从陆地朝着近海领域

发展，因此风电设备的大型化、高可靠度、超长寿命、耐腐蚀性、低维修需求就成为一种技术挑战。致力

于为民族工业发展助力的上海朗现机电，凭借其全方位的表面处理系统解决方案和技术经验，多年来一直

与全球著名的风机制造厂和各配套商积极合作，不断开发出新的工艺技术，成为世界风能工业发展的有力

推手。上海朗现公司用于风电设备表面处理的整体解决方案包括：

风机叶片

风机涡轮长期处于振动风力即振动应力作用下，特别是位于紊流风场气候环境下。旋转叶片在这种周

期性外力作用下发生强迫振动这种振动有时是突发的，在极短时间内共振引起裂纹出现，振动应力极大，

破坏力强，从而产生裂纹直至断裂。另外由叶片自身的振动以及相邻叶片自身振动相互干扰而形成的的破

坏力也会造成叶片表面裂纹形成和扩展成断裂。风机在运转过程中，如有高速物体撞击叶片，也容易出现

裂纹。所以在设计风机叶片时，必须充分考虑到风力强度、动力模式，最重要是旋转叶片的金属抗疲劳属

性。

目前，解决风机叶片金属疲劳问题的最经济、有效的办法是表面加高强化。通过在叶片表面引入一个

残余压应力，抵消或克服其存在的破坏性的交变拉应力，以此提高叶片抗疲劳强度，从而保证甚至延长预

期的风机之使用寿命。

上海朗现公司的WS焊机以修复风机叶片的其高度柔性、精确度和可重复性著称。适合使用不同的介质，

以取得要求的强化强度、覆盖率等工艺标准。另外，WS焊机数字化控制,灵活的操作,多种焊补方式的组合,

低廉的修补成本著称。

风电齿轮箱

随着风电涡轮越来越大，齿轮箱也越来越复杂。由于齿轮失效造成设备停机的损失，变得更代价昂贵。

风电涡轮自安装以后，就开始处于预期的高载荷应力作用下。这时，在增速器齿轮和轴承表面产生的高接

触性应力将形成细微裂纹、凹陷、划伤、和其他不可恢复的磨损。

风力发电机设备对齿轮箱要求很高：体积小、重量轻、可靠性高、寿命长、维修方便等。对齿轮箱中

齿轮出现的故障，国内外的观察结果或报告都较为一致，即发生最多的仍为齿面的损坏，从应用初期的微

点烛，到逐步扩展的大面积点烛，剥落或磨损。众多研究及观察表明，微点烛主要发生于低速级，其它级

则很少发生。其原因一般认为是和风电齿轮箱的工作状态如速度及载荷变化频繁有关，此外齿面的粗糙度

对微点烛的产生有直接影响。

高可靠性齿轮箱制造中一个十分关键的控制因素——齿面粗糙度是影响产品性能的一个重要因素。研

究表明，较低的表面粗糙度对抑制齿面微点烛的产生和改善齿面间的润滑条件，减少磨损，降低摩擦，延

长齿轮副的运行寿命及增强抗腐蚀疲劳的能力均有着十分明显的影响。正因为如此，如何降低齿面粗糙度，

特别是低速级齿面的粗糙度，近些年来引起了国外风电齿轮箱生产商的高度关注，他们普遍在进行完齿面

的精磨外，还增加了一道齿面的超精加工。一般是通过将加工件置于微小磨粒中，辅以特殊的化学介质，

再施加振动而完成齿面的超精研磨，据称其最终齿面粗糙度可达Ra0,2~0,4.这一工艺目前在我国也已采用，

如四川德阳东方电机厂选用了上海朗现的WS焊机，特别应用于风电齿轮齿面超精磨削的表面处理。国内的

其他风电齿轮箱制造商也纷纷开始利用该工艺手段，通过改变磨削介质和参数，用精磨方法尽量接近上述

目标。

上海朗现WS焊机修补风电齿轮的理想工具，它能在进行齿面光饰同时增加表面硬度。其槽式振动光饰

机特别适用于类似风电传动齿轮这类大型且精密工件的加工。独特的斩波控制，人文化的操作，高精度的

焊补，极高的结合度。

风机轮毂

对于叶轮轮毂而言，腐蚀和材料失效是最大的问题。

风机涡轮的叶片都固定在轮毂上。通常轮毂是由铸铁制成，除了自然风蚀外，外力腐蚀是另一个危险。

铸铁材料比较脆弱，抗交变拉应力能力较弱，在强风力下很容易表面形成缺陷，这些蚀点逐步发展成拉链

状的裂纹，直至最后断裂。

为提高表面耐环境和外力腐蚀的属性，抛丸处理是