太原重型机械集团有限公司是我国在1950年自行设计、建造的第一家重型机械制造企业，1998年通过资产重组成立了太原重工股份有限公司，成为中国重型机械行业第一家上市公司。太原重工股份有限公司齿轮传动分公司(以下简称“太重传动分公司”)作为太重重点扶持、快速发展的分公司之一，近几年在齿轮箱、减速机、风电增速器等优势产品上取得飞速的发展。目前已经形成1.5MW、2.0MW、3MW、3.6MW、5.0MW双馈及半直驱增速器及偏航变浆驱动、主轴等传动部件系列产品的设计制造能力。

近日，记者来到太重传动分公司与技术科科长宋泽就风电增速器的发展及加工过程中的相关话题进行了深入的交流，同时深入加工现场参观了风电增速器加工过程的每一个细节。让记者颇为感慨的是，太重传动分公司能够在短短两年多的时间里，就能生产出性能优异、耐用可靠的风电增速器。在加工现场，记者不仅见到了加工增速器要用的先进的机床和工具，还见到了6S现场管理体系和6σ管理体系带来的有序、高效的生产环境。

全力开发风电产品

2010年中国风电装机规模跃居世界第二，年度新增和累计装机容量连续四年翻番，中国也连续四年成为世界上最活跃的风电市场。近年来在国家产业政策的支持和科技攻关的推动下，风电设备制造和风电场开发利用互相促进，快速发展，取得了举世瞩目的成绩，我国风电设备制造产业基本形成了比较齐全的产业链。

大功率风力发电机组是“十一五”国家支持发展的重点技术，近年来，太重利用自身在齿轮箱研发、制造方面深厚的底蕴，开始进行风电齿轮箱产品的研发，通过吸收国外先进技术和经验，已经自主完成了1.5MW、2MW 、3MW、3.6 MW、和5MW风电齿轮箱的设计开发，其中，1.5MW和2MW已进入批量生产的阶段。2008年，太重引进了德国连克先进的从设计到制造工艺全套增速齿轮箱制造技术，为太重风电增速器制造引进、吸收、开发奠定了坚实的技术基础。据宋泽介绍，2008年太重投资近3亿元进行风电齿轮箱厂房的建设和设备的投入，完成了具有世界先进水平，年产1500台风电机组增速器生产能力的现代化风电机组增速器设计、制造基地。

“通过风电增速器，风力发电机的浆叶每旋转一圈就可以带动整个发电机旋转100圈，这也是整个风力发电设备的最核心的部分，目前国内只有少数企业可以生产。太重传动分公司生产的风电增速器具有结构先进、性能可靠、重量轻等特点，可用于海拔高度1200～1300m ，环境温度 -40℃ ～+ 50℃ 等地区。”宋泽向记者介绍了增速器的应用情况。“目前，采用太重传动分公司生产的增速器产品的风电厂商由2008年的大庆的汉维风力发电成套设备(大庆)有限公司发展到现在的北京的盛国通元(北京)科技有限公司、内蒙古的锋电能源技术有限公司、北京的国电联合动力技术有限公司、沈阳华创能源有限公司等多家整机制造商。”

从2008年，太重传动分公司增速器产品不断研发进步，从1.5MW单行星的两种机型(70型和77型)到现在的5 MW双行星(82型)、2MW、3MW、3.6 MW和海陆两用5 MW等多种机型的开发和应用。“细分我们的产品，包括一级行星加二级平行轴双馈增速器、二级行星加一级平行轴双馈增速器、二级行星半直驱增速器等多种产品结构。基本都是采用一级行星加二级平行齿轮传动组合和二级行星加一级平行齿轮传动组合。”宋泽介绍说，除了多款技术领先的风电机组增速器，太重传动分公司还开发了偏航、变浆驱动技术、1.5～5MW风力发电机主轴等风力发电机组产品。

创造高要求生产条件

2008年，太重投资3亿元新建风电增速器厂房，被列入了山西省重点工程，厂房占地18000余平方米，新增具有国际先进水平的高精尖设备近30台，拥有从φ800到φ4000的磨齿机群以及国际一流的检测手段，完全达产后，形成1.5MW～5MW海陆两用风电机组增速器1500台的年生产能力，成为国内最具竞争力的兆瓦级风电设备增速器生产基地。

据宋泽介绍，我国目前已经运行和研制的风电机组主要有定桨距失速调节风电机组、双馈式变桨变速异步风电机组、永磁直驱式变桨变速风电机组、永磁半直驱式变桨变速风电机组等四种机型，对于这些风电机组，传动增速器都算是其中的核心部件之一。风力发电机组增速器的种类很多，按照传统类型可分为圆柱齿轮增速箱、行星增速箱以及它们互相组合起来的齿轮箱;按照传动的级数可分为单级和多级增速器;按照转动的布置形式又可分为展开式、分流式和同轴式以及混合式等。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。“增速器齿轮箱内用的齿轮，齿面大都需要进行硬化和精加工处理，以适应风电场这样特殊的应用环境的需要，特别是能大大降低风机转动时的噪音水平。硬化作用是增加齿面的硬度，但它会让齿面材料轻微错位变形，所以必须随之进行精磨、抛光等加工处理。”宋泽举例说明了风电增速器加工的较高要求。

“为了满足风力发电机组恶劣的工况环境，风电机组增速器对加工技术提出了极高的要求。首先要应用有限元、动态仿真模拟软件，进行系统分析和计算，优化整体结构，以提高整机可靠性。其次，采用德国连克专利技术，均载功率传递，行星轮单向受载，润滑更合理，可以延长整机寿命。此外，我们还采用使用重载、交变载荷工况的三位一体齿轮修形，以及完善的润滑、冷却、加热系统及检测装置。”据宋泽介绍，2009年12月9日，太重获得了中国船级社(CCS)颁发的 1.5兆瓦风电增速齿轮箱“设计评估”和“型式试验”两张认证证书，风电增速器具备了参与国内外竞争的能力。太重是首家通过中国船级社(CCS)风电齿轮箱产品认证的企业，也是国内首家同时获得两个认证证书的企业。

为了满足规范化、批量化生产的要求，太重传动分公司和大连理工大学合作开发了针对太重风电机组增速器产品的“ERP”生产管理系统。“风电机组增速器对生产的一致性要求很高，即使都在公差范围之内，为了使我们的产品具有更好的产品质量，我们还在设计公差的基础上进行的工艺公差的控制并对零件尺寸进行了优化分组。比如都满足5μm的公差要求的齿轮，我们会分为0~2.5μm、2.5~5μm等几个等级，选择同等级的齿轮进行装配，这样可以保证增速器在运行过程中的平稳和安全。”宋泽介绍说，有了专业的生产管理系统，可以使生产效率大大提高，且还能使产品质量稳步提升。

完善的加工设备和工艺

在太重传动分公司的加工现场，整齐地排列着各种先进的加工设备，像Gleason-PFAUTER P 1600 G数控成形齿轮磨齿机、NILES ZPI 25数控成形磨齿机、SAMPUTENSILI数控铣齿机、delta slant大型龙门式三座标测量机等都是技术领先的高端设备。宋泽介绍说，因为风电机组增速器加工要求比较高，所以生产线上基本都是当前世界最先进的机床和刀具，这些都是太重技术中心和相关机床刀具供应商根据加工需要，研发出的最佳解决方案。当然，先进的生产设备在保证加工质量的同时，也造成了昂贵的前期投入，从项目立项到正式投入生产，在厂房、设备投入上就有近5亿元的投资，如此巨大的投资也是很多中小企业无法跨足风电行业的原因。

“先进的设备是制造出高品质产品的基本保证，此外，还需要合理的工艺设置才能生产出更好的产品。从刚开始的研发到试制再到批量生产，我们严格把关每一个工艺环节，不允许任何不合理的工艺、不合格的产品存在。”宋泽介绍说，“增速器相关零部件材料都是高质量、优良力学性能的材料。齿轮渗碳淬火磨齿、齿根喷丸强化、内齿轮磨齿精加工等每一个工艺，以及重要的零部件都要进行严格的材料、力学性能测试、探伤和烧伤等检查，出厂前100%进行负荷及性能的台架实验。”

“齿轮箱加工中，齿圈的加工周期最长，如何提高齿圈的加工效率是摆在我们工艺技术人员面前的一道必须克服的难题。开始我们采用传统的加工手段，在周期和质量的稳定上都难以满足生产的需求。”宋泽介绍说，“传统的方法是采用配钻和钻模加工，配钻加工互换性差，并且在相配钻的齿轮箱上、下盖和齿圈当中有一件出现问题将会造成三件同时报废，这样既加大了生产成本，又不能满足批量化生产的流程节拍。采用钻模加工，这么大尺寸的零件钻模本身制造难度就很大，同时增加的工人的操作难度，并且在销孔用钻模打底孔后要采用铰孔达到图纸尺寸，在孔数量如此多的情况下效率不高。鉴于以上两种方案都不能满足的情况下，我们经过讨论，借鉴联轴器在数控机床孔加工后能够实现互换的加工经验，最终成功地实现了增速器零件的互换性要求。”