Organi di Trasmissione

APPROFONDIMENTO
Trasmissioni Off-Highway
robustezza e affidabilità
Elena Ferrero
E
I trend: mercati e clienti
Oerlikon Drive Systems, con il suo brand Oerlikon Graziano opera nelle due aree: la prima
riguarda il mercato dell’agricoltura, costituito
principalmente da trattori e macchine da raccolta. «In generale questo mercato attualmente è
stabile o in lieve crescita. Per il 2014 prevediamo
un lieve calo dell’agricoltura come risultato della
sovrapproduzione di cereali con il conseguente
calo del prezzo delle principali derrate alimentari. Questo comporterà una moderata contrazione
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Organi di trasmissione - gennaio 2014
Robuste, affidabili, poco rumorose ed efficienti. Sono le soluzioni
sviluppate per le tecnologie del mercato off-highway, un settore a due
velocità caratterizzato da una forte propensione verso l’innovazione.
© Moreno Soppelsa | www.microstockpoint.com.
ntrano nelle miniere, sono operativi
nei cantieri e lavorano nei campi. Alzano, sollevano, spostano, trainano,
arano e scavano nelle condizioni ambientali più ardue, dalla Siberia all’Africa. Sono le macchine movimento terra, i mezzi cava
cantiere e quelli agricoli, veicoli che servono
per costruire palazzi, reti idriche e fognarie e
infrastrutture in generale e per rendere i terreni fertili e raccoglierne i frutti. Negli ultimi
anni l’andamento del settore delle costruzioni è stato contrassegnato dalla decrescita degli investimenti, dovuta alla crisi economica
e finanziaria mondiale, e alla forte contrazione che ha caratterizzato il mercato immobiliare. Mentre il comparto dei mezzi agricoli ha
sentito meno la recessione grazie all’apertura
verso la meccanizzazione agricola dei mercati emergenti. Due trend che hanno avuto un
impatto significativo anche sulle aziende specializzate nella progettazione e produzione di
ingranaggi, componenti per la trasmissione di
potenza e azionamenti destinati alle tecnologie
e alle applicazioni dell’industria off-highway.
Ne abbiamo discusso con tre esperti: Paolo Negri, Global Platform Lead della Dana;
Franco Calvo, Head of Gears and Drive Solutions EMEAR - Vice President di Oerlikon
Graziano S.p.A. e Roberto Prospero, Engineering Manager Construction Equipment & Forestry Comer Industries.
degli incomes per i farmer che potrebbe avere una
live ricaduta sulla contrazione della domanda a
breve termine di macchine agricole, in modo particolare di trattori - ha esordito Calvo.
La seconda area è costituita dal mercato delle
macchine movimento terra, che vive una situazione di equilibrio con lieve tendenza al ribasso.
In particolare, in questo mercato distinguiamo
il settore light construction (LCE), che è al momento stabile, in quanto più legato ad attività
di manutenzione, dal settore heavy construction
(HCE), ancora molto critico soprattutto in Europa, perché più legato a investimenti strutturali».
Dana è specializzata nella produzione di assa-
li e trasmissioni completi per macchine movimento terra e macchine agricole. «Per i nostri
prodotti prevediamo un mercato stabile o in leggera flessione per quanta riguarda l’Europa, un
calo più consistente in Asia (o specificatamente
India e Cina) - è intervenuto Negri – Mentre
stimiamo una moderata tendenza alla crescita
per il mercato nordamericano e una crescita più
consistente in Sudamerica». I costruttori di ingranaggi off-higway comprendono sia fornitori
di ingranaggi singoli, sia fornitori di sistemi di
trasmissione complessi.
Come si sono evolute le richieste dei clienti e
quali sono state le risposte delle aziende? È la
Il mercato dei macchinari per l’estrazione mineraria
Franco Calvo,
Head of Gears and Drive
Solutions EMEAR Vice President di
Oerlikon Graziano S.p.A.
Roberto Prospero,
Engineering Manager
Construction
Equipment & Forestry
Comer Industries.
seconda domanda posta agli esperti. «Le richieste si sono moltiplicate negli ultimi anni e rese sempre più evidenti. Infatti la volontà di avere
un prodotto affidabile con un “rumore” accettabile è sempre stata presente nei nostri clienti,
ma questa si è concretizzata nel tempo in specifiche richieste di emissione acustica e allungamento della vita prevista della trasmissione con
conseguente estensione del periodo di garanzia.
Quindi quello che un tempo era implicito è divenuto ora una prescrizione precisa e dettagliata
– ha spiegato Negri - Oltre a ciò, l’introduzione dei motori di ultima generazione, che soddisfano le prescrizioni Tier IV, ha messo l’accento
sull’efficienza delle trasmissioni e accentuato la
richiesta di un aumento della densità di potenza peraltro già presente negli ultimi anni. Infine
soprattutto i grandi clienti globali stanno chiedendo di avere un rapporto più profondo con
Dana che vada al di là della semplice relazione
tra cliente e fornitore per diventare sempre più
una partenship in modo da condividere progetti
di più ampio respiro come la regionalizzazione
di alcuni prodotti. A fronte di queste richieste
la nostra azienda sta continuando a lavorare
sull’ottimizzazione della sua gamma di prodotti sui diversi fronti del design, dei processi e dei
materiali; esempi possono essere l’introduzione
di trasmissioni a più marce con un effetto positivo sull’efficienza del sistema e gli studi fatti in
collaborazione con i migliori centri di ricerca
italiani ed europei sulla resistenza degli ingranaggi e sull’emissione acustica che hanno contribuito alla realizzazione delle nuove generazioni
di assali e trasmissioni».
Secondo un’analisi di Frost & Sullivan, intitolata “Analysis of the European Mining Machinery Market”,
rileva che in Italia il mercato dei macchinari per l’estrazione mineraria registrerà entrate per 450,8 milioni di dollari nel 2016, con un tasso di crescita annuale composto (CAGR) del 32% tra il 2011 e il 2016.
La ricerca riguarda le estrazioni sotterranee, le estrazioni di superficie e gli impianti per la lavorazione
dei minerali. A causa degli elevati costi operativi delle industrie di processo, la maggior parte dei produttori stanno altresì aggiornando le proprie macchine per dotarsi di apparecchiature di trasformazione più
avanzate ed efficienti. Più in generale in Europa, la richiesta di migliori standard di sicurezza e di maggiore efficienza energetica, insieme ai miglioramenti tecnologici nel monitoraggio e nel controllo dei processi, sosterrà la crescita nel mercato, che ha prodotto entrate per 2815,2 milioni di dollari nel 2011 e che
si stima raggiungerà quota 3374,8 milioni nel 2016. I produttori di macchinari innovano costantemente
i propri prodotti per ridurre i costi e allo stesso tempo aumentare la sicurezza, la redditività e l’efficienza
dei siti di estrazione per gli utenti finali. Le funzionalità migliorate, tra cui il monitoraggio delle condizioni e la manutenzione predittiva, incoraggeranno le compagnie minerarie a investire in nuovi macchinari.
Per maggiori informazioni: Anna Zanchi, [email protected], www.frost.com
Il manager di Oerlikon Graziano S.p.A. ha invece sottolineato come i clienti vadano sempre
più verso soluzioni complete, ovvero “sistemi”.
«Anche sugli ingranaggi sciolti la richiesta è quella
di produrre prodotti con prestazioni sempre migliori, in termini di migliori finiture e minore rumorosità. Noi puntiamo sempre più a offrire soluzioni arricchite in termini di valore, sia come
semiassemblati che come assemblati completi, da
rendere il più possibile disponibili presso le sedi
dei clienti. A questo scopo abbiamo allargato la
nostra presenza globale, con sedi produttive dislocate negli Stati Uniti, Asia (Cina e India) ed Europa (Italia, Regno Unito) e stiamo puntando su
forme di logistica evoluta, dal consignment stock
al proximity warehouse, ovviamente dove il modello di business lo consente». Comer Industries
progetta e costruisce sistemi di trasmissione per
molteplici applicazioni off-highway. «Le richieste
dei clienti sono concentrate sulla rispondenza del
prodotto all’applicazione, ma negli ultimi tempi
si nota una crescente attenzione verso i temi di
una maggiore efficienza dei sistemi di trasmissione - ha raccontato Prospero - Possiamo declinare questa richiesta in termini di: efficienza
energetica, nel senso di ridurre le perdite interne
di potenza; efficienza energetica, nel senso di sistemi che recuperano energia nelle fasi di lavoro
passive (per esempio, frenatura di un veicolo o discesa di un carico), per poi riutilizzarla nelle fasi
attive; aumento della densità di potenza, cioè una
maggiore disponibilità di potenza a parità di peso.
Questo significa sfruttare al meglio le prestazioni dei singoli componenti in modo da aumentare le prestazioni complessive della trasmissione».
Tab. 1 - Andamento dei settori divisi per aree geografiche nel 2013
EMEA
BRICS
Nord America
Resto del Mondo
Agricoltura
stabile
positivo
stabile
positivo
Light Construction
stabile
positivo
stabile
positivo
Heavy Construction
in ribasso
stabile
in ribasso
stabile
Soluzioni e prestazioni
Un altro fattore che si è evoluto nel corso degli
anni è il rapporto di collaborazione tra il fornitore e il cliente nel progettare la soluzione per
la specifica applicazione. «L’approccio di Dana
negli ultimi anni è quello di selezionare nelle diverse “Commodities” dei fornitori preferenziali da far eventualmente crescere per portarli a
essere dei partner in grado non solo di realizzare i particolari richiesti, ma di collaborare in
modo propositivo fin dall’inizio dei progetti in
modo da ottimizzare la prestazione, la qualità
e il costo dei vari componenti e sottosistemi utilizzati», ha precisato il manager che ha sottolineato come i clienti oltre ad aspettarsi su tutti i
prodotti elevati standard in termini di densità
di potenza, affidabilità, efficienza, rumore siano anche sempre più attenti ad altri aspetti legati all’azienda come il “just in time delivery”
che coinvolge la logistica per una riduzione del
magazzino, l’innovazione tecnica che riguarda
principalmente la ricerca e sviluppo e lo sviluppo di prodotti e processi sostenibili da un
punto di vista ambientale. Calvo ha messo in
evidenza come fin dalla fase di “concept” sia
necessario lo sviluppo in stretto contatto con
il cliente. «Il nostro supporto parte dalla fase di
progettazione e sviluppo, fino alla creazione dei
prototipi, alle fasi di test, per poi concludersi con
la produzione. Proprio per essere sempre più vicina alle esigenze dei clienti Oerlikon Graziano ha
sviluppato un’area Prototipia dedicata ai nuovi
sviluppi, con lo scopo di costruire nuovi prodotti
sia per fasi concept che per fit and function, fino a produrre parti con attrezzature in serie per
validazioni su campo. Un impegno costante volto a rispondere alle richieste dei clienti in termini di affidabilità, durata, rumorosità, riduzione dei consumi, maggiore comfort di cambiata
(per esempio nei sincronizzatori)». L’approccio
in Comer Industries è quello di partire dall’individuazione e condivisione delle specifiche applicative per definire una base comune su cui
(fonte: Oerlikon Graziano S.p.A.)
gennaio 2014 - Organi di trasmissione
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APPROFONDIMENTO
confrontare e discutere le specifiche soluzioni.
«Su questi dati si costruisce una proposta tecnicocommerciale che viene discussa con il cliente fino
ad arrivare a una soluzione condivisa e sulla base della quale viene lanciata una prototipazione
- ha illustrato il manager - La condivisione delle specifiche è di fondamentale importanza per
arrivare a un progetto efficace ed efficiente, in
quanto le conoscenze applicative del cliente e le
conoscenze del prodotto da parte del fornitore di
trasmissioni convergono verso una soluzione che
deve soddisfare tutti e solo gli aspetti veramente
importanti che costituiscono valore per il cliente
finale, senza aggiungere costi inutili per funzioni
e prestazioni non richieste». I costruttori di trasmissioni sono chiamati a progettare produrre
sistemi di trasmissioni con diverse destinazioni
d’uso e quindi, per ogni applicazione, occorre
innanzitutto conoscerne le specificità in modo
da proporre una soluzione che risponda alle esigenze. «In questo senso vanno interpretate le caratteristiche importanti per uno specifico cliente.
Vi sono certamente parametri generali che sono
importanti per tutti i clienti, come ad esempio
e in maniera sempre più crescente, le caratteristiche di efficienza energetica della trasmissione
– ha aggiunto Prospero - Può sembrare strano per l’off-highway ma anche le caratteristiche
di rumorosità della trasmissione possono essere
un requisito vincolante o espressamente richiesto.
Ultimamente, stiamo assistendo a una generale
richiesta di incremento della velocità massima.
Sempre più spesso infatti le macchine sono utilizzate da servizi per conto terzi e quindi anche
i tempi di trasferimento diventano un parametro importante nella valutazione dell’efficienza
complessiva della macchina. Di fatto, per chi produce componenti di trasmissione, diventa molto importante conoscere le specificità delle applicazioni che rientrano negli obiettivi di mercato
che Comer Industries si è data». Dal punto di
vista qualitativo i clienti sono molto attenti alle procedure aziendali che devono garantire la
costanza delle prestazioni dichiarate. «Oggi la
qualità percepita dal cliente finale non si limita
più al perimetro del singolo oggetto (es. il materiale più o meno pregiato utilizzato per un singolo componente), ma comprende tutto ciò che
concorre a determinare le caratteristiche finali
di un prodotto. Tutto il processo di sviluppo viene guidato da una funzione dedicata (in Comer
Industries questa funzione è denominata NPD:
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Organi di trasmissione - gennaio 2014
Il sistema Spicer PowerBoost, sviluppato da Dana, consente una riduzione dei consumi realizzando quindi
sia una riduzione dei costi totali di gestione del veicolo che un miglioramento delle emissioni nell’ambiente.
New Product Development ) che tiene sotto controllo il soddisfacimento delle specifiche, i tempi e
i costi del progetto. Si parte quindi dalla progettazione e dai metodi utilizzati per sviluppare il
progetto: le simulazioni numeriche, le procedure
di identificazione e riduzione del rischio, fra cui
la DFMEA gioca un ruolo centrale, gli approcci
volti a adattare il progetto alle fasi di montaggio
(Design For Assembling) e gli studi di Robust Design, per rendere il progetto meno sensibile alle
variabili casuali esterne. Si prosegue poi con le
attività di PFMEA per arrivare a processi produttivi robusti e ripetitivi. La catena di fornitura deve essere adeguata alle specifiche del componente ed è soggetta a frequenti visite ispettive.
Venendo infine alla manutenzione, si richiedono
intervalli sempre più lunghi fra interventi successivi con l’esigenza di poterli eseguire con facilità e
immediatezza».
Ricerca e sviluppo
Efficienza e ssostenibilità sono i driver che negli
ultimi anni hanno guidato lo sviluppo di nuove
soluzioni. L’impegno di Comer Industries in questa direzione è volto alla ricerca di sistemi com-
pleti di trasmissione che massimizzino l’efficienza in base alle condizioni di lavoro. «Una trasmissione efficiente richiede meno energia e quindi
meno potenza dal motore termico che quindi può
essere studiato e tarato per minimizzare le emissioni» ha precisato l’ingegner Prospero. L’azienda emiliana ha già iniziato a sviluppare le trasmissioni di nuova progettazione (gli assali S128
e S228) con attenzione verso l’efficienza grazie a
un’ottimizzazione progettuale volta a minimizzare i rapporti peso/potenza e a migliorare i parametri di funzionamento degli organi interni
(ad esempio, i freni in bagno d’olio). «Queste soluzioni progettuali costituiscono i nuovi standard
interni per lo sviluppo delle nuove gamme di trasmissioni. Oltre all’ottimizzazione di soluzioni note, Comer Industries sta sviluppando e brevettando anche prodotti innovativi per portare ulteriori
miglioramenti in termini di versatilità, prestazioni
e di efficienza nell’ottica di fornire sistemi completi
e integrati che possano rispondere in modo efficace non solo alle esigenze attuali ma anche a quelle
del prossimo futuro».
Dana ha creato un gruppo di “Advanced Engineer” con lo scopo di approfondire la ricerca nei
Il trend della componentistica
Le stime di Comacomp, relative alla componentistica per le macchine agricole e movimento terra mostrano,
a fine 2013, un bilancio in linea con il risultato del 2012, che aveva visto un fatturato complessivo di circa
1,7 miliardi di euro, con una crescita intorno al 5% nelle esportazioni e un decremento intorno al 7%
sul mercato nazionale. Una costante di questo comparto della meccanica negli ultimi anni è il differente
andamento del mercato nazionale, in fase calante, rispetto al mercato estero, che risulta in crescita.
Le esportazioni, che rappresentano oltre l’80% del fatturato, sono, infatti, l’elemento decisivo nei bilanci
aziendali: per il settore OEM si prevede, dopo l’incremento intorno al 4-5% registrato nei primi sei mesi
del 2013, un bilancio conclusivo all’insegna della stabilità con la conferma delle stesse percentuali
d’incremento rilevate nella prima parte della stagione; mentre nel segmento AM si prevede, dopo una prima
parte dell’anno caratterizzata da una flessione compresa fra il 5 e il 10%, una seconda parte in recupero
e un consuntivo finale in linea con i risultati dello scorso anno, per effetto anche della combinazione fra
l’andamento stabile dei mercati del centro e nord Europa, e la flessione registrata invece nei paesi del sud
e dell’est Europa. Per quanto riguarda invece il mercato interno, l’anno dovrebbe chiudersi con gli stessi
volumi del 2012 nel segmento OEM, e con incrementi intorno al 5% nel segmento AM.
www.comacomp.it
Tra le innovazioni più recenti di Oerlikon
Graziano ci sono i nuovi sincronizzatori
Long Life, con un nuovo sistema di attivazione
interno, che combinano lunga durata ed elevate
prestazioni e un nuovo servo sincronizzatore.
Assale S238 di Comer Industries.
L’azienda emiliana ha già iniziato a
sviluppare nuove trasmissioni, gli assali S128
e S228, con attenzione verso l’efﬁcienza,
minimizzando i rapporti peso/potenza e
migliorando i parametri di funzionamento
degli organi interni.
vari settori di ibridazione meccanica/idraulica/
elettrica per il recupero dell’energia al fine di
ridurre l’impatto ambientale e il “Total Cost of
Ownership”. «Gli sforzi in questo settore si sono
recentemente concretizzati nella presentazione
del sistema denominato “Spicer PowerBoost” che
consente una riduzione dei consumi, realizzando sia una riduzione dei costi totali di gestione
del veicolo sia un miglioramento delle emissioni nell’ambiente – ha sottolineato il manager –
Inoltre stiamo lavorando ad altre soluzioni che
verranno presentate in un prossimo futuro, ma
delle quali al momento non è possibile dare maggiori informazioni».
Oerlikon Graziano ha sviluppato soluzioni della
drive line che permettono il risparmio di carburante, la riduzione dei rumori e delle vibrazioni; per quanto riguarda il processo è impegnata nell’utilizzo di oli naturali, nella riduzione di
tutti gli scarti di lavorazione e della movimentazione dei materiali e nella ricerca della massima efficienza produttiva. In quest’ottica Oerlikon Drive Systems ha abbracciato da diversi
anni la filosofia del Lean Manufacturing, implementando i principi del miglioramento continuo (WCM). «Tra le innovazioni più recenti che
abbiamo lanciato ci sono i nuovi sincronizzatori
Long Life con un nuovo sistema di attivazione
interno che combinano lunga durata ed elevate prestazioni e un nuovo servo sincronizzatore.
Concepito appositamente per le trasmissioni del
settore autocarri e off-highway, il nuovo prodot-
to utilizza appositi dispositivi interni che garantiscono un effetto auto energizzante e permettono di incrementare l’efficienza. La performance
di cambiata è migliore rispetto a una soluzione
singolo cono, comparabile a un doppio cono, ma
con costi più bassi, a parità d’ingombri – ha elencato il Vice Presidente - Il CVT, trasmissione a
variazione continua di rapporto con catena, per
un trattore compatto, che migliora l’efficienza del
carburante di circa il 10% rispetto a una trasmissione idrostatica tradizionale. La nostra divisione
beneficia anche del know-how che deriva dagli
sviluppi della divisione Performance Automotive, maggiormente focalizzata su innovazioni nel
settore automotive appunto. Un esempio sono
la tecnologia DCT, con opportunità di sviluppo
interessanti anche su applicazioni off-highway, e
la nuova trasmissione 4SED, seamless, elettrica,
4 marce, la cui tecnologia scalabile può soddisfare una vasta gamma di veicoli, tra cui le auto
elettriche urbane, le vetture ad alte prestazioni,
le applicazioni ibride 4WD, gli autobus elettrici
e gli autocarri».
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Contatto diretto: [email protected]

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