Karusellsvarven SIRMU VMTP 280 C har en planskiva med en diameter på 2,8 m och arbetsbordet kan bära ämnen som väger upp till 42 ton. (© Surplex).
Fråga: Hur tillverkar man ett kugghjul som är 16 meter i diameter och väger 500 ton? Svar: Man använder en karusellsvarv. Karusellsvarvar är verktygsmaskiner med vertikal arbetsspindel som gör det möjligt att tillverka tunga och stora arbetsstycken med högsta precision. Vi har tagit fram sju fakta som översiktligt och grundläggande förklarar karusellsvarvens funktionssätt och användningsområden.
1) Karusellsvarvar används för bearbetning av särskilt stora arbetsstycken
En karusellsvarv är en metallsvarv med vertikal arbetsspindel, utvecklad särskilt för bearbetning av stora och tunga arbetsobjekt. Den klassiska supportsvarven har en horisontell arbetsspindel där det fastspända, roterande arbetsstycket bearbetas från sidan. Karusellsvarven har istället en vertikalt roterande spindel som gör det möjligt att svarva ämnen med mycket större dimensioner.
I en karusellsvarv spänns stora arbetsstycken centrerat fast på en horisontellt roterande planskiva, en typ av arbetsbord som avsevärt förenklar hanteringen av tunga och stora ämnen. Planskivan i en karusellsvarv mäter ofta över 5 meter i diameter – i vissa fall över 10 meter! Den vilar på en hydrostatisk glidlagring som tål extremt tunga arbetsstycken med vikt upp till över 100 ton. Konstruktionssättet gör att karusellsvarven är särskilt väl lämpad för svarvning av stora och runda arbetsobjekt, t.ex. löphjul i turbiner eller pumpar.
2) Karusellsvarvens bearbetning är ytterst exakt
Trots sin väl tilltagna storlek präglas karusellsvarven ändå av förmågan till bearbetning med hög precision, även vid produktion i mycket komplexa tillverkningsprocesser. Här utnyttjas karusellsvarvens fördel att bearbetade arbetsstycken kan spännas fast på planskivan i exakt samma läge som vid den slutliga monteringen. Vid krav på särskilt hög precision kan hela bearbetningen ske i en enda uppspänning, så att de små avvikelser som alltid blir följden av varje ny fastspänning kan undvikas.
Det finns två olika grundkonstruktioner av karusellsvarv, antingen har den två eller endast en verktygspelare. På enpelarsvarven sitter en tvärbalk med monterat skärverktyg ensidigt fästad till den vertikalt uppställda pelaren. På tvåpelarsvarven sitter tvärbalken med verktygshållare däremot fästad i två pelare genom en s.k. portalkonstruktion. Portalen ger stor stadga och säkerställer därmed extra hög precision vid bearbetningen. En tvåpelarsvarv kan ofta prestera en positioneringsnoggrannhet på ca 0,006 mm/m och en repeternoggrannhet på ca 0,0035 mm/m.
3) En karusellsvarv uppnår hög effektivitet genom kortare bearbetningstider
Om flera arbetsspindlar fästs vid tvärbalken minskar den erforderliga arbetstiden genom möjligheten till parallell körning med olika verktyg. Särskilt portalkonstruktionen medger fristående och samtidig bearbetning med upp till tre olika skärverktyg. Används ett automatiskt växelmagasin med snabbt verktygsbyte kan ställtiderna minskas ytterligare. Slutligen är själva maskinkonstruktionen i sig en faktor som ger kortare bearbetningstider, eftersom antalet lossningar och ny fastspänning av arbetsobjekt kan minimeras.
4) Karusellsvarvar är en väl beprövad maskintyp
Den första svarven av karuselltyp utvecklades redan 1839 av den schweiziske ingenjören Johann Georg Bodmer. Bodmer, som var verksam i England, tog fram den första svarven med vertikal arbetsspindel och horisontell planskiva. Maskintypen blev snabbt populär, först i USA under slutet av 1800-talet och senare även i Europa. Redan på detta tidiga stadium fanns karusellsvarven i olika konstruktioner – med en eller två pelare, med fasta eller rörliga pelare, och med olika antal verktygshållare.
Under 1930-talet ökade efterfrågan på större vattenturbiner, vilket gav upphov till en utveckling av tvåpelarsvarvar där hela portalen var rörlig. Planskivorna i dessa imponerande portalkarusellsvarvar kunde mäta upp till 18 meter i diameter. Efter andra världskrigets slut fick istället den öppna karusellsvarven med endast en pelare ett starkt uppsving. Denna utveckling vände återigen när kraven på noggrannhet och avverkningskapacitet ökade alltmer. Tvåpelarsystemen kan nämligen möta dessa krav bättre och har därmed nu blivit den vanligare maskintypen.
5) Karusellsvarven lämpar sig väl för produktion av enstaka arbetsobjekt och små serier
Karusellsvarvens konstruktion och storlek innebär att den främst används för enstyckstillverkning eller små produktionsserier. Rent allmänt är det dessutom ovanligt att riktigt stora detaljer behöver massproduceras. Små serier kan tillverkas med hög effektivitet i en karusellsvarv. Det beror främst på att ämnet ofta kan färdigbearbetas i en enda uppspänning, dvs. utan att behöva lossas och spännas fast i ett nytt läge.
6) Karusellsvarven är en mångsidig maskin
Karusellsvarvar kan utnyttjas i industriella tillämpningar av många olika slag. Inom luft- och rymdfart, energiteknik, stålindustri och offshore-teknik är karusellsvarven en standardmaskin. Svarvtypen har dessutom ofta en nyckelroll inom allmän maskinkonstruktion och har stor betydelse vid tillverkning av motorer, andra framdriftsaggregat och allmänt apparatbygge. En karusellsvarv ger utmärkta resultat oavsett vilket material som bearbetas, det kan vara gjutna eller smidda arbetsstycken, svetsade konstruktioner eller aluminiumgods. Vissa karusellsvarvar kan även utrustas med fräs- och sliptillsatser för ytterligare utökade arbetsområden. Komplexa arbetsobjekt som typiskt tillverkas i en karusellsvarv är turbinskovlar, rotorhjul, stora kugghjul samt tryckkärl för nukleära eller kemiska reaktorer.
7) Karusellsvarvar är dyra
En karusellsvarv är en stor och komplex maskin utrustad med många tekniska möjligheter och den betingar därför ett högt pris. Detta är orsaken till att många företag väljer den kostnadseffektiva lösningen att anskaffa en begagnad karusellsvarv. Ett exempel finns här: SIRMU VTMP 280 C, en karusellsvarv med två pelare, som ligger ute för direktköp på plattformen Surplex.com. Den har en planskiva med en diameter på 2,8 m och kan bära ämnen med vikt upp till 42 ton, vilket gör maskinen till en medelstor karusellsvarv. Maskinen är förutom svarvverktyg även utrustad med ett fräs- och sliphuvud – vilket dock behöver repareras innan det kan användas. Maskinen finns i Kreuztal i regionen Nordrhein-Westfalen i västra Tyskland. Modellserien VMTP erbjuder en eftertraktad kombination av bearbetningsprecision, hög avverkningskapacitet och styvhet. Detta erbjudande är ett bra exempel på hur framgångsrika företag kan få tillgång till avancerad produktionsteknik för en bråkdel av nypriset
