GIORIA palástköszörű gázturbinák tengelyének megmunkálásához

A cél egy személyre szabott megoldás fejlesztése volt, ami a termékkatalógusban is megtalálható modellek megbízhatóságával rendelkezik.

A GIORIA R/152 5000×1000 egy nehéz alkalmazásokhoz tervezett palástköszörű külső átmérőkhöz és síkfelületekhez. Két gépággyal rendelkezik, egy a köszörűkorongnak és egy a munkadarabnak. Ez a már létező modellek felépítését tükrözi, még akkor is, ha a teljes szerkezet méretét megnövelték, így akár 100 és 2000 mm közti átmérőkkel is dolgozhatnak. Hogy az ilyen nagyméretű munkadarabok is biztonságosan megmunkálhatók legyenek, a köszörű szánvezetékei között lévő távolságot megnövelték, így a köszörűkorong a munkadarab teljes hosszán képes mozogni.

TECNO_team_GIORIA_cikk

Gázturbinák megmunkálása a világ legnagyobb gyárában

A palástköszörűt gázturbinák tengelyének megmunkálására használják a világ legnagyobb üzemében, Dél-Karolinában. A gyárban számos, ehhez a termékcsaládhoz tartozó gépet alkalmaznak például hengerművek köszörülése. Ezek az alkatrészek hasonló súllyal rendelkeznek, mint a gázturbina tengelyek, így a köszörülést állóbábok segítségével végzik, a csúcsokat kizárólag az axiális mozgások kiküszöbölésére használják. Az R/512 5000×1000 esetében a tengelyek geometriája és a megmunkálás típusa miatt azonban nem használhatnak állóbábokat, így a teljes súly a csúcsokra nehezedik.

TECNO_team_GIORIA_cikk1

 

A nagyméretű palástköszörűvel akár 5 m hosszú, 2 m átmérőjű munkadarabokon is végezhető megmunkálás. Az alkatrészeket, melyek akár 30 tonnásak is lehetnek, kizárólag a csúcsok tartják, így a mechanikus csapágyak használata nem lehetséges az orsó és a szegnyereghüvely esetében. Éppen ezért a GIORIA mérnökei a hidrosztatikus megoldás mellett döntöttek, hogy elkerüljék a forgató orsók méretének növelését, ami a pontosság fenntartásához lenne szükséges. A GIORIA-nál már régóta alkalmaznak hidrosztatikus csapágyakat a köszörű orsójában, a technológiát így könnyedén felhasználhatják más tengelyeknél is.

Nagy léptekkel előre

A tengely adja minden gázturbina alapját, így a pontos köszörülés kulcsfontosságú a végleges eszköz hatékonyságának szempontjából, hiszen ez határozza meg a radiális és axiális ütést, valamint az élettartamot. A turbinalapátok koronáját tartó nyergek köszörülését 0,003 mm-es toleranciával kell elvégezni, így egyértelmű, hogy a hidrosztatikus csapágyak használata az egyetlen megoldás. A másik lehetőség az lett volna, ha nagy méretű mechanikus csapágyakat használnak, azonban ezek jóval nehezebben alkalmazhatók. Emellett a gép teljes élettartama alatt fent kell tartani ezt a pontosságot, ami szintén a mechanikus csapágyak ellen szól. A többi köszörű, amit pár évvel korábban telepítettek az üzemben, nem lett volna képes ilyen pontos megmunkálásra, csak a gépkezelők ügyességének és virtuozitásának köszönhetően. Az asztalmozgással dolgozó gépek, ahol a munkadarabon lineáris és forgató mozgatást is végeznek, adott toleranciák mellett nem képesek átlépni egy bizonyos súlykorlátot. Az egyik lehetőség az volt, hogy külső beszállítókat bíznak meg a hatalmas tengelyek megmunkálásával, azonban az alkatrészek fontossága miatt inkább a házon belüli megoldás mellett döntöttek, így az általuk megmunkált munkadarabok maximális súlya 30 tonnára emelkedett.

TECNO_team_GIORIA_cikk5

A teljes gép öntöttvasból készült, a köszörű és a munkadarab ágy öntvénye egymás mellett helyezkednek el, a köztük lévő távolságot pedig a megmunkálandó átmérőnek megfelelően lehet beállítani. Ebből a szempontból a gép rendkívül sokoldalú, hiszen így 100 és 2000 mm közti külső átmérők megmunkálására is képes, a közel 1 m-es köszörű keresztszán úthossznak köszönhetően. Az öntöttvas szerkezet kiváló rezgéscsillapítást tesz lehetővé, ez pedig kiemelt fontosságú a gép használata során. A vállalatnál ezzel a személyre szabott megoldással, egy technológiai fejlődési folyamat indult meg, aminek eredményeképpen a 2015-ös EMO kiállításon egy ehhez hasonló gépet fognak bemutatni. A gép valamivel nagyobb, 7000 mm-es csúcstávolsággal rendelkezik majd, valószínűleg ez lesz a legnagyobb palástköszörű, amit nemzetközi kiállításon bemutattak.

Egy hétből egy nap

Az R/152 5000×1000 kifinomult centírozó berendezésekkel van felszerelve, ami az orsóra és a szegnyereghüvelyre szerelt szárakkal állítja be a csúcsokat a főorsó ütésének megfelelően. A tengely megfogása után a centírozó berendezés, ami nagy nyomatékú dupla menetes orsókból áll, lehetővé teszi, hogy a gépkezelő beállítsa a középvonalakat, ami csökkenti az ütést, még a megmunkálás megkezdése előtt. Ezek a beállítások 30 tonnás munkadarabok esetében azonban nem egyszerűek. A GIORIA által összeállított megoldás olyan meggyőzően teljesített, hogy másik gépeken is alkalmazni kezdték. Ez, valamint a többi, egyedi céllal fejlesztett megoldás tette lehetővé, hogy a pontosság, az ismételhetőség és a hatékonyság is jelentősen javuljon. Egy 5 m hosszú, 2 m átmérőjű tengely mozgatása és betöltése nem egyszerű, amit a GIORIA előrelátóan kezelt.

TECNO_team_GIORIA_cikk6

Mivel az egyedi geometriák miatt nem használhatnak állóbábokat, a tengely kicsivel a középvonal alatt lévő támaszokon fekszik, közel a főorsóhoz. Amikor a szegnyerget egy másik CNC-vezérelt tengely működteti, a szegnyereg csúcsok közti befogás automatikusan megtörténik az előre beprogramozott szorítóerővel, így a munkadarab a támaszokról való elemelkedés után szabadon foroghat. Minden centírozó eszköz felszerelhető különböző hosszúságú csúcsokkal, így különböző típusú megtámasztási furatok esetében is alkalmazható. A szegnyereg csúcsok minden esetben a megfelelő tengelyek megtámasztási furatainak megfelelően állíthatók. Ráadásul ezzel a géppel a külső átmérő köszörülése mellett síkfelületek megmunkálása is elvégezhető. A turbinalapátok koronájának forgatásakor, amiből egy turbinában akár 16 is lehet, a toleranciák nagyon szűkek. Minden korona megforgatásakor a meghatározott axiális és radiális ütési toleranciákon belül kell maradni. A gép minden tulajdonságát úgy alakították ki, hogy növelje a pontosságot, miközben csökkenti a ciklusidőket. Kiemelkedő eredmény, hogy a korábban egy teljes hetet is igénylő, turbinatengely megmunkálás az új gépnek köszönhetően mindössze egy nap alatt elvégezhető.

TECNO_team_GIORIA_cikk4

A kiemelkedő pontosságú megmunkálás eredményei a turbinalapátok radiális és axiális ütésének csökkenése, ami a gáz injektorok és egyéb elemek szabadalmaztatott dizájnjával párosulva lehetővé teszik, hogy a turbinák finomítatlan, természetes gázokkal működjenek. Azon cégek számára, ahol áramtermelésre használják ezeket az eszközöket, hatalmas előnyöket jelent a költségcsökkentés. Emellett a kimagasló pontosság pozitív hatással van a turbinák élettartamára is. Új turbinák gyártása helyett elegendő a már meglévőket karbantartani, ami jelentős költségcsökkenéssel jár. Az egyik leggyakoribb ok, amiért ezek a komplex szerkezetek tönkremennek, az a turbinalapátok leválása. Ennek oka lehet a túlságosan nagy ütésekből adódó rázkódás, vagy egy idegen test, ami bekerül a kompressziós- vagy az égéskamrába. A főorsó ütésének csökkentésével jelentős stratégiai előnyre tehet szert a felhasználó, hiszen a karbantartás vagy az esetleges csere ritkábban szükséges, így sokkal olcsóbb a turbina használata.

 

Személyre szabott hardver és szoftver

TECNO_team_GIORIA_cikk3A palástköszörűt egy Fanuc 31i – B vezérlővel szerelték fel, azonban a GIORIA által fejlesztett HMI interfész annyira tetszett az ügyfélnek, hogy módosították a standard Fanuc vezérlőt, így már ugyanazzal a programozási architektúrával működik. A grafikus felület segítségével a gépkezelő könnyen elvégezheti a megelőző folyamatokat, mint például a köszörű korong típusának és formájának beállítása, a munkadarab nullpontjának beállítása, a köszörűkorong felszabályozási ciklusainak programozása az adott köszörülési folyamatnak megfelelően. Egy alkatrész program lefuttatásakor a gépkezelő eldöntheti, hogy a teljes turbinán elvégzi a köszörülést, a külső átmérőn és a síkfelületeken is, vagy csak egy-egy folyamatot hajt végre. Sőt a köszörülési folyamat is befolyásolható, durva, középfinom, vagy finom köszörülés is választható, programozható kiszikráztatási ciklussal és automata vagy manuális gyémánt felszabályozással. Mivel a síkköszörülés legalább annyira fontos, mint a külső átmérő megmunkálása, a szoftver 3 különböző köszörülési folyamatot tesz elérhetővé. Az első a méretre történő köszörülés, amikor a gépkezelő beállít egy értéket, a vezérlő pedig ez alapján elvégzi a folyamatot. Síkköszörüléskor a „kézi koronggal” mód lehetővé teszi, hogy beállítsuk a korong távolságát a homlokfelülettől és később egy elektromos kézi eszköz segítségével a gépkezelő maga végezheti a köszörülést. És végül a 3. köszörülési módban szenzorok segítségével közelíthető a korong a munkadarabhoz, majd amikor a rendszer érintkezést észlel, kezdetét veheti a megmunkálás.

Forrás: GIORIA S.p.A.

További információ

A Tecno.Team honlapja
A GIORIA S.p.a. honlapja

Kapcsolattartó

Thiery Tamás
Tel.: +36 30 946 7147
Email: thiery@t-email.hu