台灣98%能源依賴進口,化石能源依存度高。面對全球溫室氣體減量趨勢與達成非核家園願景,政府已規劃114年再生能源發電占比20%之政策目標,期能在兼顧能源安全、環境永續及綠色經濟下,建構安全穩定、效率及潔淨能源供需體系。
為達成此一政策目標,政府以太陽光電及離岸風電作為主力,其中離岸風電規劃於114年累計設置量達5.7 GW(GW為電量單位,即10億瓦),藉此促進能源多元化及自主供應,並帶動內需與就業,建構風力發電友善發展環境,展現我國積極推動再生能源發展之決心。預期除每年可提供215億度自主潔淨電力外,至114年並可累計創造投資額約新台幣1兆元及約2萬個就業機會,帶動年減碳量1,192萬公噸。
風電場實景
政府投資穩步發展的同時,3M精密研磨產品在這場新能源改革中也發揮巨大作用,在風電領域中全力為風電齒輪箱磨齒加工提供解決方案。
什麼是風電齒輪箱?
齒輪箱是風機中的重要部件,其主要作用是將轉子軸的旋轉加速后帶動發電機發電,能量通過風輪葉片由風輪主軸傳遞至齒輪箱,最後通過柔性聯軸器傳遞至發電機。作為風機中重要傳動系統的一部分,風機齒輪箱在生產製造過程中對磨齒精密性的要求毋庸置疑 。
风电齿轮箱
風電齒輪研磨應用,特別是大型成型研磨, 是齒輪製造過程中工藝較為複雜、成本較高的一道精加工工藝,對於齒形研磨精度、研磨燒傷等指標有極高的要求。 同時,隨著市場需求火爆,風電機集成商對於齒輪箱成本壓縮,如今的齒輪製造商對研磨效率和成本的要求達到了前所未有的高度
什麼樣的研磨產品能夠勝任如此高要求的研磨應用? 那就是3M™Cubitron™II精密塑形磨料製成的3M™Cubitron™II砂輪。
Cubitron™II砂輪
3M™ Precision-Shaped Grain磨粒是具有精密幾何形狀的高性能陶瓷磨粒,而以此平臺技術製成的Cubitron™II 砂輪重新定義了研磨工藝。
Cubitron™ II 磨料放大圖
技術核心
精密磨料
Cubitron™ II 陶瓷砂輪的每顆精密磨粒都是由燒結剛玉製成、具有統一大小和精密成型的三角形。 這種具有超強自銳能力的三角形能像刀片一樣切過工件,產生連貫的切屑。 研磨所產生的熱量通過條狀切屑直接帶走,大大降低了研磨燒傷工件的風險。 非常銳利的研磨表面具有前所未見的研磨效率和使用壽命。
Cubitron™ II 磨料的研磨原理
在研磨過程中,三角形的磨粒尖端會磨損和斷裂,形成新的銳利邊緣。 材料表面通過新的切割邊進行可靠加工。其結果是研磨速度更快、溫度更低,且磨料的使用壽命延長。
該技術確立了新的標準,因此這種顆粒沒有按照 FEPA 標準標明(例如 P60),而是帶有一個"Plus"(例如 60+)。 這個「Plus」代表著與常見研磨工具類似的研磨,但具有明顯更高的材料去除能力。每顆磨粒都有相同的形狀,可產生精確的磨紋。
這一獨特技術為Cubitron™ II 陶瓷砂輪帶來了革新性的優勢:
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研磨燒傷風險大大降低 |
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單位時間材料去除量明顯提升 |
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雖然材料去除率極高,仍能取得理想的形狀和表面品質 |
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大幅降低修整成本 |
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砂輪使用壽命極大延長 |
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持續穩定的研磨性能 |
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每個工件的成本明顯減少 |
風電齒輪組在運行過程中受風力負荷,此負荷變化極大。 因此,齒輪齒面的硬度也有不同的設計,內齒圈採用軟齒面(調質鋼) 齒軸採用中硬齒面(調質 + 表面氮化) 硬齒面 (滲碳淬火),其中硬齒面研磨對研磨燒傷、研磨效率的要求最高。
成型磨研磨效率主要通過材料去除率(Qw') 來衡量。 過去20年,磨床製造和砂輪技術不斷進步,材料去除率從90年代的3~4 mm^3/mm/s 提升到至今普遍的10~15 mm^3/mm/s。
Cubitron™ II 砂輪產品憑藉專業性能和優勢,在成型研磨材料去除率(Qw') 可以達到驚人的30mm^3/mm/s 比行業平均水準效率高50% - 100% *
通過大幅提升研磨效率,風電齒輪箱供應商可以大幅提高機床設備、現場操作人員的生產效率,從而達到單件成本下降的目標。
通過這篇乾貨滿滿的介紹,您是否對3M砂輪產品的專業性有了全新的認識? 3M工業研磨產品部還有更多出色產品在各個領域發揮作用,以我們的專業性默默推動行業的不斷發展前進,砥礪前行,"研"無止境。
注:*與行業平均水準10~15 mm^3/mm/s相比。 3M砂輪數據在同樣的應用、工況條件下由3M實驗室試驗測試得出,僅供參考
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