Kovasorvauksen jälkeen kehäpyörät tulevat hampaiden hiontasoluun. Hiontasoluun kehäpyöriä tulee omasta tuotannosta sekä alihankinnasta kuormituksen mukaan. Hiontasolussa on viisi moduulihiomakonetta, kaikki hiontakoneet ovat Gleason Pfauter merkkisiä. Hiomakoneissa on Siemens Sinumerik NC-ohjaus.

Kuvassa on Gleason Pfauter P2800 G HA-844 moduulihiomakone.

Kehäpyörien hiontasolussa on neljä työntekijää ja he työskentelevät kahdessa vuorossa, päivä- ja iltavuorossa. Vuorossa on kaksi henkilöä, jotka toimivat tehokkaasti palvellen kaikkia hiomakoneita. Kehäpyörän hionta-aika vaihtelee koosta ja hiontavaroista riippuen 4 tunnista aina jopa 18 tuntiin.

Seuraavana kerron kehäpyörien hionnan eri vaiheet. Kehäpyörien mukana kulkee työkortti, josta näkee tuotteen piirustusnumeron, yksilöintinumeron sekä paljon muuta tuotteeseen liittyvää tietoa. Kehäpyörien hionnan ensimmäinen vaihe on työn aukaiseminen Lean:ssa tuotetietojen perusteella. Tämän jälkeen kehäpyörä nostetaan ”pökien” päällä ja kellotetaan ohjausreunasta ja otsapinnasta.

Kuvassa kehäpyörä nostettuna pökien päälle.

Kellotuksessa käytetään aluksi normaalia mittakelloa ja kun kellotus alkaa olla muutamien sadasosamillien sisällä, niin siirrytään käyttämään tonnimittakelloa.

Kuvassa kehäpyörän kellotusta.

Tarkoitus on saada kellotus satasen sisälle. Kellotuksen jälkeen kpl kiinnitetään pökiin kiristys täytyy tehdä tasaisesti ettei kpl enää liikahda.

Kuvassa tonnimittakello kehäpyörän ohjausreunassa.

Kellotuksen ja kiinnityksen jälkeen tarkastetaan hiomalaikan kuluminen. Tämän jälkeen hiomakoneen mittapäällä mitataan laikan keskiöinti sekä mitataan pää- ja tyviympyrän halkaisija.

Kuvassa tyviympyrän mittausta.

Mittauksen tulokset merkitään ylös ja sen perusteella syötetään koneen NC-ohjelmaan kehäpyörän hionnan muuttujat ja lasketaan tarvittavat työvarat hiontaan.

Kuvassa kehäpyörän hionnan päämittojen etusivu.

Mittauksen jälkeen hiomalaikka perusteroitetaan eli timantoidaan hammasmoduulin mukaan. Teroituksen jälkeen otetaan hipaisu/raapaisu hiomalaikalla hampaan kylkiin. Raapaisun tarkoitus on kertoa hiomakoneelle X-suunnassa missä kohtaa laikka on kehäpyörää.

Kuvassa hiomalaikka hipaisu/raapaisu kohdassa.

Raapaisun jälkeen muutetaan vielä työvaroja NC-ohjelmaan. Ja sitten alkaa hiominen. Hionnassa on rouhintahiontoja ja viimeistelyhiontoja riippuen moduulista ja kehäpyörän työvaroista. Hionta kestää tunteja ja tuona aikana konetta täytyy valvoa ja huoltaa tarpeen mukaan.

Kuvassa kehäpyörän hiontaa.

Hionnan jälkeen tarkastetaan hionnan jälki visuaalisesti ja mitataan pinnan laatu Ra-mittarilla. Tämän jälkeen vaihdetaan hiomakoneen mittapää paikoilleen ja mitataan hampaan profiili, -kylkiviiva, -jako ja hammasväli.

Kuvassa hammasvälin mittausta.

Mittaustuloksia verrataan piirustukseen ja tarkkuusluokkiin. Tarkkuusluokat perustuvat hammaspyörien ISO 1328 standardiin. Mittaustulosten perusteella tehdään tarvittavia korjauksia. Jos kyseessä sarjan ensimmäinen kpl, niin kehäpyörä irrotetaan pökiltä ja puhdistetaan ja viedään tarkastusmittaukseen. Mittauksesta saadut tulokset analysoidaan, että hiomakone on tehnyt niin kuin pitää ja mittaustulokset arkistoidaan mittauspöytäkirjaan laatuvaatimusten mukaan.

Kuvassa on hampaan profiilin- ja kylkiviiva mittauksen tulokset.

Tämä hionnan vaiheistusselostus on ideaali tilanne, kun kaikki menee hyvin. Jos hionnassa tulee jotain poikkeavuuksia, niin se on ammattitaitoa ja vuosien kokemusta, että poikkeavuudet ja ongelmat saadaan ratkaistua.

 

 

 

Ennen kovasorvausta kehäpyörät käyvät karkaisussa. Karkaisu kehäpyöriin tehdään hiiletyskarkaisuna, jonka tarkoitus on karkaista eli koventaa kehäpyörien hampaiden pinta. Hiiletys suoritetaan kaasutiiviissä uunissa, karkaisupanos kerrallaan. Karkaisupanoksella tarkoitetaan karkaisuun sopivaa eräkohtaista kappaleen määrää. Jokaiseen karkaisupanokseen laitetaan koepala, joka karkaisun jälkeen analysoidaan ja tallennetaan laatuvaatimusten mukaan.

Kuvassa kehäpyörät karkaisimossa ennen panostusta.

Hiiletyksessä terästä hehkutetaan hiiltä luovuttavassa kaasuseoksessa 900-960°C lämpötilassa, jolloin kehäpyörän hammastuksen  pintaan saadaan haluttu hiilikerros.

Kuvassa aurinkoakselipanos nostettuna uunista.

Tämän jälkeen kehäpyörä jäähdytetään karkaisuöljyssä. Nopeassa jäähdytyksessä teräksen hiiletetty pintakerros sekä perusaine karkenee. Kovan pintakerroksen paksuus on noin 1,6-2,4mm ja sen kovuus on 59-61 HRC:tä.

Kuvassa sama aurinkoakselipanos lasketaan karkaisuöljyyn, jonka lämpötila on noin 60 °C.

Karkaisun jälkeen kehäpyörät pestään, raepuhalletaan ja tuodaan kovasorvaukseen. Kovasorvauksessa on viisi karusellisorvia, josta olin Schiess RS709 merkkisellä koneella. Koneella on neljä työntekijää ja he työskentelevät neljässä vuorossa.

Kuvassa karusellisorvi Schiess.

Schiess:llä on Siemens Sinumerik NC-ohjaus ja siinä on käytössä Sandvik:n Capto 8 työkalujen kiinnitysjärjestelmä. Työkalumakasiinissa on 40:lle työkalulle paikka.

Kuvassa Schiess:n käyttöohjauspaneeli.

Kovasorvauksessa kehäpyöriin sorvataan otsapinnat, ohjausolakkeet ja hampaiden päät, lisäksi porataan kiinnitys reiät sekä sokkareiät. Kaikki nämä tehdään kolmessa eri vaiheessa. Ensimmäisessä vaiheessa kpl nostetaan kraanalla koneen sisälle ja kiinnitetään nelileukapakkaan kellotuksen avulla. Kellotus tapahtuu otsapinnasta, lieriöpinnasta ja hampaiden lovesta. Tässä vaiheessa paljastuu yleensä onko kehäpyörään tullut mainittavia muutoksia karkaisussa.

Kuvassa kehäpyörän kellotusta hampaan lovesta.

Karkaisussa saattaa tulla kovia kohtia sellaisille pinnoille missä sitä ei tarvita, tästä syystä kpl:een otsapinta aukaistaan tasojyrsimällä. Tämän jälkeen sorvataan ohjausolake ja otsapinta. Näiden jälkeen sorvataan kellokaista lieriöpinnalle sekä sorvataan hampaiden päät boorinitridi terällä. Tämän jälkeen porataan kiinnitysreiät kovametalliporalla.

Kuvassa otsapinnan jyrsintää.

Seuraavana irrotetaan kehäpyörä ja käännetään toiseen vaiheeseen sopivaksi. Kääntämisen jälkeen kehäpyörä kellotetaan kellokaistalta nollille ja kiinnitetään. Toisessa vaiheessa tehdään samat vaiheet kuin ykkösvaiheessa, lisäksi ajetaan ohjausolake mittaansa sekä porataan sokanreiät. Ennen ohjausolakkeen viimeistelyä olake mitataan koneen omalla mittapäällä ja saadun mittatuloksen perusteella kone tekee tarvittavat muutokset viimeistelyn.

Kuvassa ohjausolakkeen mittausta mittapäällä.

Kuvassa ohjausolakkeen mittatulos.

Seuraavana onkin kolmas eli viimeinen vaihe. Kehäpyörä irrotetaan, käännetään, kellotetaan ja kiinnitetään samalla tavalla kuin kakkosvaiheessa, lisäksi kohdistetaan sokanreikä paikoilleen. Tässä vaiheessa viimeistellään ohjausolake ja porataan sokanreiät.

Kuvassa ohjausolakkeen viimeistelysorvausta.

Kovasorvauksen tärkeimmät mitat/mittaustulokset koneistaja raportoi työkortin mittauspöytäkirjaan. Tällä tavalla jokaisesta kehäpyörästä jää yksilöllinen tieto laatutiedostoihin. Koneistaja myös työn alkaessa ”aukaisee” työn Lean:ssa ja lopussa merkitsee työvaiheen valmiiksi seuraavaa vaihetta varten.

 

Olin viikon 19 kehäpyörien hammastussolussa. Solussa on yksi työntekijä, joka työskentelee yhdessä vuorossa. Solussa on kolme hammastusjyrsinkonetta. Ne ovat merkiltään Gleason Pfauter:ta ja niissä on Siemens Sinumerik NC-ohjaus.  Alla on esitetty koneet.

Kuvassa on P2000, jossa kappaleen max halkaisija on 2m.

Kuvassa P2400, jossa kpl max. halkaisija on 2.4m.

Kuvassa P2800, jossa kpl max. halkaisija  on 2,8m.

Solussa on myös kaksi viimeistelyrobottia, joilla koneviilataan jäysteet pois kehäpyöristä.

Kuvassa robottisolut.

Kehäpyörä on tuuliturbiinivaihteen yksi tärkeimmistä osista. Kehäpyöriä on halkaisijaltaan noin 1 metristä aina melkein 3 metriin.

Kuvassa on planeettavaihteen läpileikkaus, jossa näkyy myös kehäpyörä.

Painot kehäpyörissä on useista sadoista kiloista aina muutamiin tonneihin. Kehäpyörien materiaali on hiiletysterästä.  Koosta ja painosta johtuen kappaleiden siirrot tehdään työturvallisesti nosturin eli ”kraanan” avulla.

Kuvassa on kehäpyörän kääntö työn alla.

Koneistetut kehäpyörien aihiot tulevat hammastussoluun tilausten mukaan alihankkijalta. Ensimmäinen vaihe hammastuksessa on kappaleen kiinnittäminen koneeseen siihen tarkoitetulla kiinnittimellä. Geometrisistä toleransseista johtuen kehäpyörä ei saa heittää koneen keskiöön verrattuna kuin max 0,03mm.

Kehäpyörän kellotusta Pfauter P2800:lla.

Kellotuksen jälkeen tarkistetaan/vaihdetaan jyrsinterä. Jyrsinterä on hammastukseen tarkoitettu moduulijyrsin. Moduulijyrsimessä on noin 40 teräpalaa ja yhden teräpalan hinta on noin 30-40 euroa.

Kuvassa moduulijyrsin.

Tämän jälkeen tehdään tarvittavat muutokset piirustuksen mukaiseen NC-ohjelmaan. Ohjelma on makropohjainen, jossa tarvittavat kehäpyörän tiedot annetaan ohjelmalle. Ohjelman ollessa valmis siirrytään itse hammastukseen. Hammastusjyrsintä kestää ajallisesti noin 2 tunnista 8 tuntiin kappaleen koosta riippuen. Hammastuksessa käytetään öljyä lastuamisnesteenä, joka lämmön vaikutuksesta höyrystyy jyrsinnässä. Työstöhöyryt on rajattu koneen sisälle, josta ne poistetaan suodattimen läpi alipaineella.

Kuvassa rouhintahammastusjyrsintää

Hammastuksessa on kaksi vaihetta.  Rouhintajyrsintä ”avaa” hammasloven ja viimeistelyjyrsinnällä saadaan lopullinen hammasprofiili/mitta. Mittaus tapahtuu lankamittauksena tikkumikrometrillä. Lankamittaan jätetään karkaisun ja hionnan tarvitsema työvara.

Kuvassa lankamittaus.

Kehäpyörän ollessa mitoissa kpl irrotetaan koneesta ja nostetaan robottisoluun jäysteiden poistoon. Tämä työvaihe on tehty ennen käsin. Nyt sen tekevät robotit. Merkittävä parannus työturvallisuuteen ja työn mielekkyyteen.

Kuvassa kehäpyörä robotin käsittelyssä.

Valmiit kehäpyörät jatkavat prosessissa eteenpäin karkaisimoon ja kovasorvaukseen, jonne minäkin menen seuraavana tutustumaan.

Työelämäjaksoni toinen yritys on Moventas Oy. Moventaksella tarkoitukseni on seurata tuuliturbiinivaihteen kehäpyörän valmistusprosessia ja tehdä havaintoja siitä. Kehäpyörä muodostaa yhdessä planeettapyörästön kanssa tuuliturbiinivaihteen ytimen. Kehäpyörän valmistusprosessi alkaa hammastuksella. Eli olen ensimmäisen viikon hammastussolussa ja jatkan siitä eteenpäin kehäpyörän valmistuksen mukaisesti.

Moventas Oy valmistaa tuuliturbiinivaihteita energiateollisuudelle. Moventas tarjoaa kattavat huoltopalvelut valmistamilleen vaihteille sekä muiden valmistajien vaihteille globaalisti.

Kuvassa on esitetty tuuliturbiinin poikkileikkaus. Vaihde sijaitsee lapojen ja generaattorin välissä.

Tällä hetkellä Moventaksella on 450 työntekijää, joista 330 Suomessa. Moventaksen omistaa teollisuusryhmä Clyde Blowers. Moventas toimii seitsemässä maassa ympäri maailmaa, pääpaikkana on Suomen Jyväskylä. Jyväskylässä on kaksi tuotantotehdasta, Rautpohjan tehdas ja Ikolan tehdas.

Kuvassa on Ikolan tehtaan kokoonpanosta kuva.

Kuvassa on Rautpohjan tehdas.

Moventas tunnetaan korkeasta laadustaan sekä suunnittelussa että valmistuksessa (ISO 9001- ja 14001 -sertifikaatit). Tuotetieto on varastoitu tuotteen elinkaaren hallintajärjestelmään (PLM), joka varmistaa kaikkien myytyjen tuotteiden, komponenttien ja materiaalien jäljitettävyyden.

Kuvassa 3D-mittakone työssään.

Uutena toiminta-alana Moventas laajentaa vuorovesivoimalaitoksiin. Yhtiö on valittu Alstomin pääasialliseksi vaihdekehityskumppaniksi raz Blanchard -vuorovesivoimalan pilottihankkeeseen. Vuorovesivoimalaitoksessa on tarkoitus käyttää tuuliturbiinipohjaista vaihdetta sopivin muunnoksin.

Kuvassa on Alstomin vuorovesivoimalaitos, vaihde on kolmas tuote vasemmalta.