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卷板机在风电行业的研究与应用

泰安华鲁锻压机床有限公司

摘要：根据风电塔筒特殊工艺要求，通过针对性的技术研发，优化创新了卷板机

的技术方案和典型结构，满足该行业对设备的精度、效率、安全要求，该产品的

推广取得显著的社会效益和经济效益。

关键词：卷板机；风电；塔筒；应用

1引言

发展风电对于改善能源结构、保护生态环境、保障能源安全和实现经济的可

持续发展有着极其重要的意义。经过几十年的发展，风力发电技术已经成熟，近

年来，我国风电装机规模迅速扩大，2019年1～6月，全国新增风电装机容量

909万kW，其中海上风电40万kW，累计并网装机容量达到1.93亿kW，风

电行业兴起推动了风电装备的发展。

塔筒是风电设备重要基础承力部件（图1），加工制造难度系数极大。该件

为圆形，需要用卷板机卷制完成，单台风机需要筒体大于30节，因此卷板机卷

制工作量大，提高卷制效率对风电设备制造进度和降低成本意义重大。

图1风电塔筒

快速发展风电卷板机是国内市场的急需，塔筒制造要求一次卷制成形，国内

卷板机产品基本不能满足塔筒的卷制要求。为此，华鲁锻压公司成立设计研发团

队，从2010年开始，跟踪行业需求，借鉴国外先进技术进行再创新，开发出拥

有自主知识产权的系列化多规格风电卷板机，先后开发出了WS11K系列卷制板

厚100～220多规格风电专用卷板机，如图2所示，通过验收测试，产品各性能

满足设计及风电客户要求，并顺利交付给风电企业。

图2风电专用卷板机

2风电塔筒技术参数及精度要求

2.1塔筒技术参数（表1）

表1塔筒技术参数

2.2塔筒精度要求（表2）

表2塔筒精度要求

3风电卷板机的技术研究及创新

针对风电行业对卷板机的需求，通过吸收国外先进技术，对国内卷板机技术

进行研发与创新。

国内常规卷板机无法有效满足风电行业需求，其主要原因如图3所示。

图3普通卷板机应用于风电行业的现状

3.1主传动动力不足

普通卷板机卷制完成时间一般是按3～5次压下卷制（单个工件1h左右），

风电塔筒卷制要求1次压下卷制完成（单个工件15min左右），因此风电塔筒

要求卷制效率高，普通卷板机的主传动无法提供动力，根本无法一次完成卷制成

形，如图4所示。

图4卷板机工作辊驱动装置

改进措施：主传动功率加大。通过设计计算，卷制180mm厚，3m宽的风

电卷板机需要功率300kW，而普通卷板机主传动功率是150kW，可见要满足要

求，主传动扭矩成倍加大，才能满足上料后一次性卷制筒体的要求。

3.2大筒径带来的筒体下陷

①风电塔筒卷板机的塔筒直径在8m以上，自身重量达30多t，在卷制时

会出现不同的下陷，成形困难；②卷制过程中需要行车等吊具辅助，辅助时间长；

③存在人身设备安全隐患。

改进措施：设置上支撑和侧支撑解决筒体下陷问题。上支撑安装在卷板机的

上工作辊的上端，上支撑活动支架可根据需要上下移动托住筒体上端，避免自重

及变形下陷；侧支撑安装在机器的前后两侧，可上下摆动，工作时托住筒体下端，

筒体保持较好的圆度。如图5所示。

图5卷板机上、侧支撑装置

3.3筒体错边问题

在卷制过程中，筒体合口存在着不同程度的径向和轴向的错位（图6）。而

传统的解决方法是用辅助工具或焊接工艺块，强行人工操作双向合口，对于厚度

100mm以上的钢板过程相当困难，劳动强度很大。

图6筒体卷制中错边示意图

改进措施：设置纠偏装置。纠偏装置安装在