Výroba součástí větrných elektráren

Není žádných pochyb, že odvětví výroby větrných elektráren, jakožto plně obnovitelná alternativa ke konvenčním způsobům získávání energie, má před sebou skvělou budoucnost. Bohužel, celá řada velice složitých součástí, z nichž se větrná turbína skládá, vyžaduje velice rozsáhlé a intenzivní obrábění, takže konkurenceschopnost zde hraje zcela zásadní roli.  

Začleňování nejvhodnějších výrobních postupů s nepřetržitým zdokonalováním metod obrábění představuje jeden z nejzásadnějších rozdílů, kterými se odlišují obrobny věnující se výrobě součástí pro větrné elektrárny. Volba vhodných pracovních postupů a nástrojového vybavení, spolu s úrovní aplikačních technologických znalostí a podpory, jsou považovány za klíčové faktory pro všechny otázky spojené s konkurenceschopností. Proto společnost Sandvik Coromant stupňuje své úsilí věnované podpoře výrobců působících v oblasti výroby větrných elektráren a rozšiřuje svou nabídku vysoce konkurenceschopných, jednotlivým součástem přizpůsobených řešení obráběcích nástrojů a nástrojových systémů.

Charakteristické součásti

Součásti větrných turbín, jako jsou náboj rotoru, unášeč planetových kol (součást převodovky) nebo hlavní nosný rám, jsou natolik rozměrově členité, že si to vyžaduje úplné zaplnění zásobníku nástrojů. Ale nejnovější vývoj, konkrétně u frézovacích nástrojů, přinesl značný pokrok, který obrobnám umožnil zkrácení výrobních časů a dosažení konzistentní kvality s využitím menšího počtu typů nástrojů. Například obrábění vnitřních ploch náboje rotoru bývá nejenom náročné, ale také zdlouhavé. Jedním z osvědčených, cenově hospodárných řešení je vysoce přesné obrábění zadních ploch pomocí univerzálních kotoučových fréz CoroMill 331.

Podobně je také fréza CoroMill 345 s lehkým řezem, osmi reálnými řeznými hranami a podložkami pro ochranu tělesa frézy skvělým řešením pro frézování rovinných ploch na náboji rotoru. Okamžitého zkrácení strojních časů a snížení výrobních nákladů pak lze dosáhnout při použití na zakázku vyráběných vrtáků CoroDrill 880 pro výrobu stupňovitých děr a děr se sraženou hranou, které umožňují sloučení dvou následujících operací do jedné.

Složitý tvar náboje rotoru znesnadňuje jeho upnutí a v důsledku toho mohou nastat problémy se vznikem vibrací. Kombinace systému Coromant Capto a tlumených nástrojových adaptérů Silent Tools je stále populárnějším řešením pro zvýšení produktivity: spojka Coromant Capto poskytuje potřebnou stabilitu a nástroje Silent Tools brání vibracím při použití dlouhých nástrojů zajišťujících dosah do špatně přístupných oblastí.  

Přínos v oblasti obrábění litiny

Pro obrábění unášeče planetových kol, který se nejčastěji vyrábí z modulární litiny, se doporučuje použití břitových destiček T-MAX P. V takovém případě lze díky kombinaci tvrdého substrátu a povlaku s vysokou odolností proti otěru, při využití vysokých hodnot řezných parametrů v kombinaci s obráběním za mokra, dosáhnout potřebného úběru kovu.  

Pro obrábění unášeče planetových kol se využívá řada různých způsobů a jejich uplatnění závisí na příslušném obráběcím stroji a zvolené strategii obrábění. Často je upřednostňována šroubovicová interpolace, flexibilní technika využívající trojosé postupné zahlubování, které je v případě použití frézy CoroMill 390 s dlouhými břity tvořenými vyměnitelnými břitovými destičkami skutečně produktivní volbu pro hrubování otvorů. Pro jemné/dokončovací vyvrtávání je pak doporučeno použití nástrojů CoroBore 825, které se vyznačují svou univerzálností a snadným ovládáním umožňujícím seřízení s mikrometrickou přesností.  

Polotovar vážící několik tun

Hlavní hřídel větrné turbíny je rozměrná součást, při jejímž obrábění je z tyčového polotovaru vážícího několik tun běžně odebráno až 40 procent materiálu. Z pohledu obrábění vyžaduje kovaný povrch použití břitových destiček se spolehlivou funkcí a zaručenou výkonností, které disponují vysokou tepelnou odolností umožňující dlouhodobý kontakt s obrobkem. Zde nacházejí uplatnění břitové hladicí destičky WMX, které umožňují provádění těžkých soustružnických operací s vysokou rychlostí úběru kovu - počínaje kovací kúrou až po velmi přesné dokončování.

V případě hlavní hřídele není neobvyklé, pokud je pro dokončení veškerých hrubovacích a soustružnických operací stejně jako pro výrobu veškerých krátkých i dlouhých děr zapotřebí celý týden. V takovém případě má použití vhodných nástrojových držáků, geometrií a tříd břitových destiček přímý vliv na dobu, po kterou musí hřídel setrvat na obráběcím stroji, konzistenci kvality dosahovanou pro každou operaci i na hospodárné využití nástrojů. CoroDrill 800 a T-Max jsou vrtáky s vyměnitelnými břitovými destičkami, které nabízejí produktivní řešení pro vrtání hlubokých děr s vysokým stupněm přímosti a kvalitou obrobené plochy.

Další skryté trumfy

Pro některé součásti větrných elektráren je typický velký počet děr. Například výroba spojovacích přírub stožáru vyžaduje vyvrtání stovek tisíc děr ročně, protože tyto součásti se opakovaně vyrábějí ve velkém počtu. Díry pro šrouby jsou základním konstrukčním prvkem, který je možné poměrně jednoduše vyrobit, a jako takové jsou předmětem otevřeného konkurenčního boje. Z tohoto pohledu má zcela zásadní význam použití nejdokonalejších metod obrábění a řadě obroben se již díky aplikaci nejmodernějších vrtáků s vyměnitelnými břitovými destičkami podařilo zkrátit stávající časy na vyvrtání díry na polovinu.

Použití vrtáku CoroDrill 880 pro výrobu spojovacích přírub umožňuje ve stejném časovém intervalu vyvrtat dvojnásobný počet děr. Technologie využívající stupeň na hlavním břitu, použitá u vrtáku CoroDrill 880, zaručuje výjimečnou rovnováhu řezných sil a umožňuje významné zvýšení produktivity, ale také kvality.

Otočný věnec, který spojuje stožár s gondolou a zajišťuje její rotaci umožňující plné využití směru a rychlosti větru, je dalším příkladem součásti, pro kterou je charakteristický velký počet děr. Tyto kované věnce mají průměr až 9 000 mm a jednou z nejnáročnějších obráběcích operací je u nich výroba oběžných drážek kuličkového ložiska. Při jejich hrubování, se spolu s koncepcí CoroTurn 107 skvěle uplatní kruhové břitové destičky RCMT, které umožňují dosažení dokonalého dělení třísky a vysoké produktivity, zatímco pro dokončování drážek v tvrzeném materiálu je ideální použití keramických břitových destiček RCGX ve třídě CC650 pro spojité a ve třídě CC670 pro přerušované řezy. Obě třídy jsou schopny plně nahradit drahé brousicí operace.

Rychle se rozvíjející odvětví

Navzdory slabším hospodářským výsledkům zaznamenaným během posledních 18 měsíců pokračuje odvětví zabývající se výrobou větrných elektráren i nadále ve svém růstu rychlostí přibližně 20-25 procent ročně. I přes rychlý růst ve Spojených státech a Asii, co do počtu instalací větrných turbín, zůstává v současnosti Evropa největším světovým trhem. Pro dva přední evropské výrobce větrných turbín společnost Sandvik Coromant v nedávné době dokončila řadu projektů zabývajících se frézováním závěsů pro uchycení lopatek. Při dodržení přísných požadavků na kvalitu obrobené plochy vykázala řešení založená na využití koncepce CoroMill 300 značné úspory nákladů na obrobený závěs v celkové roční výši několik tisíc eur.  
 

Především je zde v celém odvětví velmi dobře známá, žlutým pláštěm symbolizovaná, filozofie výrobní spolupráce, která se zaměřuje na zvyšování produktivity, vysokou kvalitu výrobků, rychlost a spolehlivost dodávek a renomované školicí programy v centrech produktivity. Důležitou roli hrají také široké aplikační znalosti firmy Sandvik Coromant, zejména v případě tak rychle se rozvíjejícího odvětví, jakým je výroba větrných elektráren, kde zákazníci od dodavatelů vyžadují podporu specialistů.

Centrum aplikační podpory pro vrtání hlubokých děr

Neméně důležité jsou obsáhlé odborné znalosti v oblasti vrtání hlubokých děr, kterými firma Sandvik Coromant disponuje a za kterými stojí více než půl století získávání zkušeností, jimiž se nyní může pochlubit a lze je bezezbytku využít při obrábění součástí, jako je hlavní hřídel větrné turbíny. Britská pobočka Sandvik Coromant UK zcela nedávno otevřela nové centrum aplikační podpory pro vrtání hlubokých děr (Deep Hole Machining Application Center) v Cirencesteru.

To vše ve své podstatě znamená, že společnost je mnohem víc než jen pouhým dodavatelem. Je schopná spolupracovat se zákazníky na vývoji strategií obrábění, nabídnout speciální řešení nebo optimalizaci procesů a významným způsobem se podílet na konečné ziskovosti.

Dana Benešová

dana.benesova@mspektrum.com

Sandvik Coromant