Frantoio a mascelle per pietre e inerti: addio al fermo macchina e riduzione dei consumi con le soluzioni KEB

Sommario

L'innovazione ibrida: il frantoio mobile per pietre e inerti B3 di Keestrack
Inverter KEB F6: controllo dinamico, efficienza energetica e consumi Ridotti
Funzione di sblocco: addio al fermo macchina e aumento della produttività per i frantoi mobili a mascelle
KEB Safety Encoderless: la sicurezza funzionale per gli operatori in prossimità dei frantoi
Verso la manutenzione predittiva: l'alleanza KEB-Keestrack per le macchine crushing come i frantoi pietre e inerti
Sensoristica e servizi digitali per l'end user
KEB Automation: hardware, software e service digitale

KEB Automation, si è affiancata a Keestrack per un'evoluzione tecnologica fondamentale del frantoio mobile a mascelle per pietre e inerti. Il progetto costituisce a tutti gli effetti una sfida ad alto coefficiente di difficoltà: Keestrack è infatti da sempre un punto di riferimento mondiale per il settore delle costruzioni e movimento terra, con stabilimenti in Italia, Repubblica Ceca, Cina e India e un fatturato che supera i 120 milioni di euro.

Una realtà così strutturata disponeva già di una serie di tecnologie collaudate, sviluppate per le proprie esigenze e in grado di garantire buoni livelli di produttività.

Ma come trasformare un modello efficace in un’eccellenza del settore, con una performance mai raggiunta in precedenza?

Concentrandosi sul proprio inverter F6 e adattandolo al meglio alla macchina in esame, KEB è riuscita ad operare una piccola rivoluzione nel mondo della frantumazione industriale portando vantaggi significativi come:

• riduzione dei fermi macchina
• significativa riduzione dei consumi
• miglior controllo del mezzo
• assistenza pre e post vendita per un miglioramento costante della performance

Scopriamo in maniera più dettagliata gli step che hanno trasformato una sfida in un successo tecnico e commerciale.

L'innovazione ibrida: il frantoio mobile per pietre e inerti B3 di Keestrack

L’ultima innovazione di Keestrack in ambito crusher, è il suo frantoio mobile a mascelle B3, una macchina ibrida plug-in che rappresenta un salto di qualità rispetto ai modelli precedenti, grazie all’alimentazione diesel ed elettrica.

Per quanto avanzata ed efficiente, questa macchina presentava ancora diversi punti di miglioramento legati a una serie di dettagli non pienamente ottimizzati, come ad esempio il controllo sull’erogazione della potenza e la capacità di invertire il senso di marcia del motore.

Il cuore della rivoluzione che ha permesso di superare questi limiti è stato l’implementazione dell'Inverter KEB F6, un componente fondamentale che ha permesso di passare da un sistema soft-start, semplice ma con limiti nella variazione di velocità del motore, a un controllo dinamico e preciso della potenza erogata.

Inverter KEB F6: controllo dinamico, efficienza energetica e consumi Ridotti

«Con l’inverter Keb F6 si superano i limiti delle tradizionali macchine ad avviamento soft-start . Si è in grado di avere una regolazione di precisione del motore in ogni condizione operativa, sia in fase di accelerazione che decelerazione».

Oltre a questa precisione, l'erogazione di potenza viene gestita in modo dinamico in base ai carichi di lavoro. Questa caratteristica garantisce un funzionamento particolarmente fluido del frantoio e contribuisce a una significativa riduzione dei consumi. Un vantaggio cruciale dell'inverter KEB, applicato alla macchina cingolata mobile da 30 tonnellate, è la bidirezionalità di movimento del motore. Tale funzionalità è fondamentale per la risoluzione dei problemi, in quanto, come spiega Giacomazzi, responsabile elettrico ed elettronico di Keestrack: «abilita la funzione di sblocco nel momento in cui nel crusher (la camera di frantumazione del frantoio) si verificano incastri di pietre o altri materiali».

L'utilizzo dell'inverter KEB F6 nel frantoio per pietre offre quindi vantaggi cruciali in termini di prestazioni, che possiamo così riassumere:

• Regolazione di Precisione: l'inverter KEB permette una regolazione di precisione del motore in ogni condizione operativa, sia in fase di accelerazione che di decelerazione.
• Erogazione di Potenza Variabile: a differenza dei sistemi meno precisi, l'inverter KEB opera in anello chiuso senza encoder, fornendo solo la potenza e la corrente necessarie in funzione dei carichi di lavoro variabili. Questo garantisce un funzionamento più fluido del frantoio inerti e una significativa riduzione dei consumi.
• Efficienza Energetica: sebbene l'investimento iniziale dell'inverter sia superiore, i benefici a lungo termine in termini di prestazioni e riduzione dei costi operativi hanno portato Keestrack a considerare l'introduzione dell'inverter di serie sulle sue macchine.

‼️Ulteriori vantaggi, possono essere ottenuti equipaggiando i frantoi con motori a riluttanza oppure con motori torque. Queste tipologie di motori consentono di ridurre pesi e ingombri permettendo di:

• Salvare spazio a favore di altri componenti.
• Semplificare la meccanica della macchina.
• Efficientare la macchina, riducendo consumi e costi.

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Funzione di sblocco: addio al fermo macchina e aumento della produttività per i frantoi mobili a mascelle

Uno dei problemi più comuni nel settore della frantumazione è l'incastro di pietre o altri materiali nella camera di frantumazione (crusher), che può causare interruzioni della produzione e danni alla macchina. Questa problematica risulta risolvibile solo con l’utilizzo di un inverter, che può permettere al motore di girare in entrambe le direzioni.

«Quando il frantoio si ferma a causa di un eccesso di materiale, il sistema consente di ruotare il frantoio all'indietro per liberare il materiale bloccato, racconta Giacomazzi. Questo processo di sblocco può richiedere alcuni minuti, durante i quali il frantoio esegue movimenti avanti e indietro per frantumare il materiale fino a raggiungere una dimensione che consente il riavvio normale». Una funzionalità particolarmente vantaggiosa per i clienti. «Usare l’inverter per sbloccare il crusher può ridurre i tempi di inattività, risparmiando ore di lavoro rispetto a metodi tradizionali che richiederebbero l'uso di un escavatore per rimuovere manualmente le rocce», dice Giacomazzi.

Grazie all'inverter KEB, applicato a questa macchina cingolata mobile da 30 tonnellate, è stata abilitata una funzionalità essenziale: la bidirezionalità di movimento del motore.

• Sblocco automatico del Crusher: questa caratteristica consente di far ruotare il motore in entrambe le direzioni (avanti e indietro), anche a bassi giri, sbloccando il materiale incastrato.
• Riduzione Drastica dei Tempi di Inattività: questa funzione di sblocco evita fermi macchina e il conseguente tempo di ripristino. Usare l’inverter per sbloccare il crusher può far risparmiare ore di lavoro rispetto a metodi tradizionali che richiederebbero l'uso di un escavatore per la rimozione manuale delle rocce. Il risultato è una maggiore produttività e un vantaggio competitivo per i clienti che utilizzano il frantoio mobile per inerti.

KEB Safety Encoderless: la sicurezza funzionale per mandrini ad alta frequenza

Abbiamo già parlato più volte dell'importanza della sicurezza funzionale per gli impianti industriali. A maggior ragione, quando si tratta di trituratori, con operatori che lavorano in prossimità delle macchine, è facile capire come i requisiti di sicurezza siano imprescindibili.

Tuttavia, le macchine come i frantoi, che lavorano in un ambiente aggressivo con materiali pesanti, rendono difficoltosa l'installazione dell'encoder a bordo del motore. Per ovviare a questo problema, continuando a garantire la sicurezza degli operatori, KEB ha sviluppato la soluzione Safety Encoderless che non prevede l'utilizzo dell'encoder

Due funzionalità di sicurezza particolarmente utili nel modo dei crusher sono:

• SS1 (Safe Stop 1) per garantire l'arresto controllato e sicuro del motore, attraverso l'interruzione dell'alimentazione in modo che tutti i movimenti siano fermati. La coppia del motore viene disinserita attraverso l'attivazione della funzione di sicurezza STO (Safe Torque Off). Questa funzione garantisce che la coppia del motore sia completamente disattivata, prevenendo così qualsiasi movimento indesiderato o rischio di infortunio.
• SLS (Safely-Limited Speed): ci sono casi in cui è necessario un intervento di manutenzione da parte dell'operatore senza fermare la macchina. Grazie a questa funzione è possibile effettuare l'intervento in sicurezza, poiché viene impostato un limite di velocità e se viene superato, si attiva una reazione di errore predefinita. 

Verso la manutenzione predittiva: l'alleanza KEB-Keestrack per le macchine crushing come i frantoi pietre e inerti

La partnership tra KEB e Keestrack non si ferma qui. Le due aziende stanno lavorando allo sviluppo di soluzioni di manutenzione predittiva basate sulla sensoristica e sulla piattaforma Industrial IoT di KEB.

Le macchine Keestrack sono soggette a forte usura e vibrazioni, con conseguenti costi di manutenzione significativi. L'obiettivo è monitorare in continuo le componenti più critiche (a partire dal motore) attraverso:

• Piattaforma KEB Next Open Automation (Noa): consente di monitorare costantemente le condizioni della macchina, rilevando anomalie e segni di usura prima che si verifichino guasti improvvisi.
• Sensoristica Avanzata: raccoglie dati in tempo reale su vibrazioni, temperatura e altri indicatori vitali, aiutando a prevedere possibili malfunzionamenti.
• Manutenzione Ottimizzata: La manutenzione predittiva permetterà di intervenire solo quando è effettivamente necessario, in base all'usura reale dei componenti. Questo comporterà un risparmio sui costi di sostituzione e un aumento della vita utile del frantoio mobile da cantiere.

Keestrack ha scelto KEB anche per l'affidabilità offerta in termini di assistenza e consulenza completa (prevendita e postvendita) e per la capacità di fornire una soluzione di power transmission completa, inclusi tutti gli accessori di contorno all'inverter. KEB Automation si conferma il partner ideale per la transizione al service digitale, offrendo la giusta combinazione tra hardware (trasmissione di potenza) e software (piattaforma Industrial IoT).

Del resto, come ricorda Giacomazzi: «Le nostre macchine sono macchine soggette ad elevata usura. Il trattamento di materiale inerte, di pietra, a volte anche molto abrasiva, va a generare una serie di costi di manutenzione anche abbastanza importanti. Non tanto perché la macchina si rompe, ma perché si consumano componenti come le fodere di rivestimento della tramoggia o della camera di frantumazione, nonchè il tappeto di gomma che porta il materiale sul nastro. Sono questi i componenti che gravano in maniera importante sui costi di manutenzione».

Per contrastare questi costi, Keestrack sta pensando di implementare soluzioni di Industrial IoT come la manutenzione predittiva. «La sensoristica permetterebbe di rilevare le vibrazioni dei motori elettrici, monitorare l’usura dei cuscinetti, lo stato della cinghia del frantoio che, se è allentata deve essere tensionata». La soluzione Industrial IoT analizza i dati raccolti grazie ad algoritmi di machine learning. La piattaforma KEB, Next Open Automation (Noa), rende possibile il monitoraggio continuo delle condizioni della macchina, rilevando anomalie e segni di usura, consentendo così di pianificare gli interventi di manutenzione ed evitare interruzioni non programmate della produzione.

Vuoi sapere quali sono state le sfide affrontate e i vantaggi ottenuti da un nostro cliente con la Manutenzione Predittiva?

Sensoristica e servizi digitali per l'end user

La consapevolezza dello stato della macchina è il principio base della manutenzione predittiva, essenziale per prevenire rotture e guasti, assicurando che le macchine continuino a operare. Le macchine Keestrack sono costantemente sottoposte a forti vibrazioni.

«Nonostante si utilizzino sistemi antivibranti nei quadri, nonostante si siano predisposti tutta una serie di accorgimenti per fare in modo che le vibrazioni non portino a problematiche nella componentistica, ahimè, le nostre macchine vibrano tutto il giorno, dice Giacomazzi. Abbiamo fatto una prima analisi di quelle che sono le parti più critiche, a partire dal motore che è quello sottoposto a più vibrazioni, ma stiamo valutando l’inserimento di sensoristica su altre parti, che, seppur meno critiche, potrebbero portare a un fermo macchina».

Keestrack metterà questo servizio di manutenzione predittiva a disposizione dei propri clienti. Invece di seguire un programma di manutenzione preventiva con intervalli fissi, sarà possibile intervenire solo quando strettamente necessario. Monitorare l'usura delle componenti critiche permette di agire tempestivamente, prolungandone la durata e riducendo i costi di sostituzione.

KEB Automation: hardware, software e service digitale

KEB Automation è il partner ideale per la transizione al service digitale grazie alla sua combinazione unica di un cuore hardware (soluzioni per la trasmissione di potenza e motion control sin dalla sua fondazione) e un'anima software.

La strategia aziendale evolve per includere servizi digitali avanzati. Ne è un esempio Noa, una nuova architettura aperta basata su microservizi. Questa piattaforma rafforza la posizione di KEB nell'automazione industriale come fornitore di soluzioni digitali all'avanguardia.

La funzionalità principale (killer application) di questo sistema è la manutenzione predittiva, che si estende al condition monitoring di fabbrica con indicatori chiave di prestazione (KPI) visualizzabili tramite dashboard personalizzate. In sostanza, la piattaforma KEB migliora la produzione, offrendo trasparenza sui dati di macchina e di processo. I sensori di ultima generazione e la raccolta di dati in tempo reale su parametri critici (vibrazioni, temperatura, pressione) sono fondamentali per prevedere possibili malfunzionamenti prima che si manifestino.

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