Per un mondo più sostenibile solo tecnologie all’avanguardia

Per realizzare le boccole richieste per i cuscinetti radenti utilizzati nel comparto eolico, nel suo stabilimento di Laakirchen la società Miba Gleitlager Austria utilizza diversi centri di tornitura/fresatura HYPERTURN 100 Powermill di Emco. Grazie a queste macchine, l’azienda è riuscita ad aumentare la sua capacità produttiva, oltre a garantire una lavorazione completa e un processo ottimizzato e affidabile.

di Elisabetta Brendano

Negli ultimi anni l’energia eolica è diventata socialmente più rilevante, contribuendo in modo significativo alla transizione energetica. Tuttavia, i parchi eolici devono diventare ancora più efficienti per poter conservare le risorse. È proprio qui che entra in gioco l’azienda Miba Gleitlager Austria con i suoi cuscinetti idrodinamici per turbine eoliche.
L’azienda, con sede a Laakirchen (Alta Austria), è uno dei principali produttori mondiali di cuscinetti per motori, compressori e turbine di grandi dimensioni.
Con i cuscinetti idrodinamici prodotti da Miba, è possibile ottenere prestazioni ottimali rispetto all’impiego di cuscinetti volventi convenzionali, una tecnologia che si è già affermata in numerose applicazioni.
È da oltre cinque anni che l’azienda di Laakirchen sviluppa anche cuscinetti per il cambio delle turbine eoliche. “Grazie alla nostra vasta conoscenza nell’applicazione della tecnologia e dei materiali, siamo in grado di fornire cuscinetti personalizzati ed economici per turbine eoliche che superano i limiti della tecnologia dei cuscinetti”, afferma Wolfgang Stadlmayr, Project Manager presso Miba Gleitlager Austria.
Ma le turbine eoliche risentono anche dell’economia di mercato (parola chiave: megawattora) e devono quindi funzionare nel modo più efficiente possibile. Questo vuol dire anche aumentare le richieste tecnologiche delle turbine eoliche, ed è proprio questo che gioca a favore di Miba: “Le prossime turbine saranno progettate per il doppio della produzione. Tuttavia, non sarà più necessario aumentare lo spazio di installazione. Tradizionalmente, i cuscinetti volventi difficilmente possono far fronte a questi requisiti”, afferma Stadlmayr, spiegando perché sempre più produttori di ingranaggi in tutto il mondo si affidano alle conoscenze specialistiche dell’azienda austriaca. I cuscinetti radenti di Miba convincono per il loro design compatto, per l’elevata potenza, la capacità di carico superiore, il funzionamento silenzioso e il semplice montaggio, le minori esigenze di manutenzione e la durata superiore.

Componenti chiave sono le boccole sferiche e gli anelli reggispinta

Per lavorare le boccole richieste per i cuscinetti radenti, Miba utilizza diversi centri di tornitura-fresatura HYPERTURN 100 Powermill di Emco, come spiega Wolfgang Stadlmayr, che oltre a essere il Project Manager di Miba è anche responsabile della selezione macchine e sviluppo dei processi nel campo delle energie rinnovabili. “A causa della crescente domanda di energia, i parchi eolici esistenti vengono ampliati e ne vengono costruiti di nuovi, in particolare in Cina, così come nel resto del mondo. Per riuscire a soddisfare questa richiesta elevata, abbiamo aumentato in maniera importante le nostre capacità produttive dei cuscinetti eolici. Il particolare design dei centri di tornitura e fresatura HYPERTURN 100 Powermill di Emco ci permette di svolgere la lavorazione completa di componenti complessi.
Insieme a Emco, siamo dunque riusciti a convertire il processo di produzione delle nostre boccole per cuscinetti eolici garantendo una lavorazione completa e un processo ottimizzato e affidabile”.
Componenti chiave del portafoglio prodotti Miba Wind sono le boccole sferiche e gli anelli reggispinta. Le boccole sono realizzate in materiale composito. “I nostri cuscinetti motore sono utilizzati in applicazioni con diametri che vanno da 125 a 500 mm e richiedono una grande competenza nel processo di produzione”.

Una partnership iniziata 20 anni fa

Diversi centri di tornitura-fresatura HYPERTURN 100 Powermill di Emco sono in funzione nello stabilimento Miba di Laakirchen, nonché uno nello stabilimento di produzione in Cina, destinati alla produzione di boccole per cuscinetti sferici che avviene in modo affidabile ed economico. “Di questi centri, ne sono già stati ordinati altri in modo da poter soddisfare l’enorme domanda locale, soprattutto in Asia”, rivela Stadlmayr. L’azienda dell’Alta Austria ha una partnership di lunga data con Emco, poiché 20 anni fa è stato effettuato il primo investimento nella prima serie HYPERTURN. “In totale, Miba ha già ordinato a Emco 14 centri di tornitura-fresatura, molti dei quali parzialmente o completamente automatizzati. E quasi tutti sono ancora in uso”, afferma Rupert Lehenauer, responsabile delle vendite di area presso Emco.
Deliberatamente Miba non assegna alcun progetto chiavi in mano, ma tiene il know-how al suo interno. “In questo modo, rimaniamo sempre indipendenti e in grado di realizzare ogni progetto esattamente secondo le nostre idee”, riprende Stadlmayr.
La stessa cosa è avvenuta anche con la progettazione e la produzione di boccole sferiche per l’industria eolica: “Il progetto comportava un certo rischio per noi, perché non sapevamo con certezza se saremmo stati in grado di produrre le boccole con le tolleranze e le qualità superficiali necessarie e in modo sicuro per il processo”, continua il Project Manager. Per questo motivo, Miba cercava un partner che, oltre ai requisiti tecnici, fosse il più flessibile possibile. Naturalmente, sono stati contattati diversi potenziali produttori di macchine, ma alla fine Emco si è rivelata – ancora una volta – il partner ottimale per Miba: “Da un lato, conoscevamo la qualità e l’affidabilità della serie HYPERTURN grazie a molti anni di esperienza e dall’altra Emco ha accettato di implementare senza modifiche il concetto che avevamo pianificato e anche di condividere il rischio in una certa misura”, ricorda Stadlmayr.
Miba ha progettato internamente il concetto del dispositivo di bloccaggio, che adotta sistemi standard e speciali. Affinché le boccole possano essere lavorate nel modo più preciso possibile, il bloccaggio interno è essenziale affinché il componente non si deformi. “Durante la progettazione del nostro HYPERTURN 100 Powermill abbiamo dovuto tenere conto dei sistemi di serraggio appositamente progettati per la macchina e installarlo di conseguenza”, continua Lehenauer, che collabora con Miba da oltre 20 anni e che ha fatto da interfaccia per lo sviluppo dell’applicazione della tecnologia in questo speciale progetto, sviluppo che ha coinvolto anche lo stabilimento italiano di San Giorgio su Legnano (MI), dove l’HYPERTURN 100 Powermill viene prodotto.

Il processo è stato simulato inizialmente in azienda

Per effettuare la lavorazione, il pezzo grezzo viene inserito nel centro HYPERTURN dall’operatore della macchina. Sia il diametro esterno che quello interno vengono lavorati in modo completamente automatico sul mandrino principale e sul contromandrino con il mandrino di fresatura e una torretta portautensili inferiore. Al termine della lavorazione, i componenti finiti vengono misurati esternamente su una macchina di misura a coordinate. “In questo modo, riusciamo a mantenere le tolleranze specificate nell’ordine dei micrometri per i diametri richiesti. Per quanto riguarda lo spessore delle pareti, siamo scesi a un compromesso tra la sicurezza di processo e il minor peso possibile”, spiega Stadlmayr.
Prima dell’inizio del progetto, l’intero processo è stato simulato internamente su un centro HYPERTURN 690 nel modo più realistico possibile in modo da ottenere un certo grado di sicurezza. L’accettazione è poi avvenuta presso Emco in Italia, dove sono stati fabbricati e controllati circa 30 componenti. “Le prime lavorazioni in Italia sono state soddisfacenti fin dall’inizio: tutti i controlli sono stati positivi, il processo ha funzionato e le specificità sono state rispettate”, ricorda Stadlmayr.
Oggi, l’attività produttiva in Miba si svolge 24 ore su 24 grazie all’impiego di diversi centri HYPERTURN 100 Powermill identici. “Il design modulare di queste macchine, che comprende un potente mandrino principale e un contromandrino con una distanza massima del mandrino di 3.300 mm, un asse B con azionamento diretto per la lavorazione simultanea complessa a 5 assi e un sistema aggiuntivo di torretta inferiore, permette di effettuare una lavorazione completa di componenti complessi – come avviene in Miba – con un diametro di tornitura fino a 500 mm”, spiega Lehenauer.

Basamento monoblocco stabile e compatto

I centri HYPERTURN 100 Powermill di Emco hanno un basamento monoblocco. Si tratta di una costruzione stabile e compatta riempita di calcestruzzo polimerico. La stabilità è anche merito della struttura a montante mobile che assorbe le vibrazioni che si possono generare durante la lavorazione, sinonimo di una maggiore precisione sul pezzo. “Tutte le guide sono realizzate con elementi lineari precaricati di grandi dimensioni e dispongono di righe ottiche. Le guide lineari a rulli aumentano ulteriormente la stabilità della macchina e ottimizzano lo smorzamento delle vibrazioni, oltre a essere più robuste”, afferma Lehenauer. A confermarlo è lo stesso Wolfgang Stadlmayr: “HYPERTURN 100 Powermill assicura massima precisione nella lavorazione completa dei nostri cuscinetti radenti”.
Tra i dati tecnici più significativi dei centri HYPERTURN 100 Powermill ricordiamo le corse dell’asse X pari a 780 (+760/-20) mm, Y pari a 420 mm e Z pari a 1.500/2.200/3.100 mm. La distanza tra le punte è 1.700/2.400/3.300 mm, mentre il massimo diametro di tornitura è 720 mm (con mandrino di fresatura). Per quanto riguarda il mandrino principale – contromandrino, il diametro massimo autocentrante è invece 400/630 mm, la velocità massima del mandrino è 3.500 giri/min, mentre la coppia massima è pari a 800 Nm.
La contropunta con cannotto CM 5 ha una corsa (senza lunetta) di 1.230/1.930/2.830 mm. La corsa del cannotto del mandrino e il diametro sono uguali, ovvero pari a 150 mm. La velocità di avanzamento della corsa della contropunta è invece 15 m/min.
Il mandrino di fresatura (cono HSK-T63/PSC63 – Capto C6) è in grado di raggiungere un regime massimo di rotazione di 12.000 giri/min ed è azionato da un motore con potenza 52 kW capace di assicurare una coppia massima di 164 Nm. I centri HYPERTURN 100 Powermill di Emco sono dotati di serie di un magazzino da 40/100 posti (su richiesta, può essere ampliato fino a 200 posti). Il magazzino è in grado di ospitare utensili con una lunghezza massima di 500 mm, con un peso massimo di 12 kg e un diametro pari a 90 mm. Inoltre, i centri HYPERTURN 100 Powermill di Emco sono provvisti di un sistema refrigerante con una pressione (mandrino di fresatura/torretta portauntensili) rispettivamente di 80/50 bar. La vasca refrigerante ha una capacità di 600 l.
Grazie all’utilizzo dei centri HYPERTURN 100 Powermill di Emco, Miba è dunque riuscita ad ampliare il processo di produzione dei cuscinetti eolici fino a garantirne la lavorazione completa, permettendo al tempo stesso di aumentare in maniera significativa la produttività. La tecnologia di attrezzaggio è stata progettata da Miba insieme a un partner di lunga data, mentre i processi sono stati ottimizzati e sviluppati in un momento successivo. “Attualmente, il nostro tempo di lavorazione è già al di sotto di quanto ci saremmo aspettati. Ciò dimostra, ancora una volta, che i centri di tornitura e fresatura HYPERTURN di Emco sono molto potenti, oltre che stabili e precisi”, conclude Wolfgang Stadlmayr.