[00931889]42CrMo4风力发电机空心主轴制造关键技术与应用

该项目属于新能源（风能）配套装备制造领域。 随着经济的发展，能源问题越来越受到重视，风力发电是今后解决能源危机的主要渠道之一。主轴是风电机组中最关键的核心部件之一,它承担了支撑轮毂处传递过来的各种负载的作用,并将扭矩传递给齿轮箱,关系到整机的使用寿命、稳定性、安全性等关键技术指标。采用空心主轴是适应风力发电机大型化发展、减小发电舱重量的有效途径，同时可提高安装效率，降低成本。而相对于铸造空心主轴，锻造空心主轴可获得更高的强度和更低的重量。该项目成果针对42CrMo4空心风电主轴生产过程中的锻压、热处理和涂装等工序的关键问题开展研究与开发，通过数值模拟、试验研究和现场验证，自主设计研发了空心主轴锻造、抑制内壁开裂热处理、内壁涂装等关键技术及相关装备，形成了大功率空心风力发电机主轴制造技术体系，实现了产业化应用，取得了显著的经济与社会效益。 （1）采用数值模拟自主研发设计了空心主轴芯轴拔长锻造加工方案，进一步发展了冲深孔锻造技术，提出了采用多次、组合式冲孔的方案以解决自由锻冲深孔的工艺难题，实现了空心主轴制造的节材提质和高效生产。 （2）基于数值模拟和显微组织解剖数据，明确了以上贝氏体为主的组织缺陷为空心主轴内壁开裂的主导因素，提出了抑制开裂热处理技术方案，设计应用了风力发电机主轴淬火装置和风力发电机主轴回转加热炉，有效抑制了内壁开裂，提高了成品率。 （3）自主开发了风电空心主轴内壁高效喷涂装备与工艺，通过内壁表面涂装的喷砂-清理-喷涂的一体化集成与自动化控制，实现了高质量和高效涂装。 通过项目成果的推广和规模化生产，共获得授权发明专利5项，实用新型专利5项，获得科技成果鉴定6项，参与制定1项国家风电主轴标准并已颁布。 截至2017年底，该成果应用于1.5MW-3.0MW共计9个大功率空心风电主轴品种的生产，具有每年近3000支各类风电主轴的产销量。经机械工业材料质量检测中心、上海材料研究所检测中心等权威分析检测单位对产品力学性能和尺寸精度等指标进行相关检测，并经德国西门子、恩德、森维安、西班牙歌美飒等多家用户多年使用表明，用上述工艺生产的风电主轴均能达到合同约定指标的要求，产品技术质量水平不低于国外进口产品性能。产品在项目实施单位已经建设生产线并已规模化生产，累计实现经济效益17.37亿元，上缴税收1.32万元，出口创汇8545万美元。 风电是商业利用价值最高、环境次生危害最小、应用技术最成熟的新能源之一，风电主轴作为风力发电机中的关键零部件，在全国经济结构调整、环境污染整理的大背景下，每年风电的装机容量大幅增长，该项目成果的应用前景十分广阔。