Superseacat fast ferry – propulsion shaft equipped with Cooper bearings.

Cooper rafforza la SKF nel settore navale

Insieme alle altre divisioni della Kaydon Corporation, acquisita di recente, la Cooper Roller Bearings fa ora anch’essa parte del Gruppo SKF, condividendone alcune caratteristiche fondamentali.

Autore: D. Burns, Marketing and UK Distribution Manager, Cooper Roller Bearings Co. Ltd., Norfolk, UK

Cuscinetti a rulli cilindrici Altri servizi Trasporto e logistica

Sintesi

Con l’acquisizione della Cooper Bearings, il Gruppo SKF amplia il proprio assortimento nel campo dei cuscinetti, in cui entrambe le aziende vantano una vasta esperienza di progettazione. Inoltre, la Cooper rafforza la presenza del Gruppo stesso nel mercato della propulsione navale.

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D. Burns, dburns@kaydon.com

Nonostante la differenza di dimensioni, la SKF e la Cooper Bearings sono simili sotto importanti aspetti. Entrambe hanno un marchio di grande visibilità, sono aziende internazionali e hanno una forte tradizione di innovazione.

Le loro storie sono simili. Entrambe sono state fondate da ingegneri in possesso dello spirito imprenditoriale e innovativo che ha caratterizzato i primi decenni del ventesimo secolo e che li ha portati a conseguire numerosi brevetti. Per combinazione, il 1907, l’anno in cui Thomas Cooper brevettò il primo cuscinetto volvente in due metà, è lo stesso in cui Sven Wingquist fondò la SKF.

Quest’ansia di innovazione continua a tenere legate le due aziende. La Cooper arriva al Gruppo SKF in un periodo particolarmente fruttuoso, che ha visto la presentazione sul mercato di due nuovi tipi di cuscinetti, risultato della particolare strategia rivolta alle applicazioni della propulsione navale. Anni di esperienze e di contatti con i costruttori di eliche a passo fisso e variabile, di alberi e di giunti, oltre che con gruppi di progettazione, cantieri e armatori, hanno permesso ai progettisti e agli esperti di manutenzione della Cooper di identificare, verificare e rispondere alle tendenze e alle mutevoli esigenze dell’industria. L’azienda ha così potuto espandere e migliorare il proprio assortimento di prodotti (fig. 4).

Soluzioni “Made to Measure”
I prodotti di nicchia Cooper sono destinati ad una varietà di applicazioni e industrie in cui i prodotti dell’assortimento standard SKF potrebbero non costituire la soluzione ottimale.

I cuscinetti in due metà a rulli della Cooper (fig. 1) eliminano la necessità di smontare i componenti ausiliari fornendo vantaggi in termini di tempo d’intervento e di facilità di manutenzione e sostituzione, vantaggi assai apprezzati in molti settori industriali. Impiegati unitamente alle basi di sostegno SKF Vibracon per l’allineamento alberi, rendono ancora più facili la manutenzione e le sostituzioni (fig. 6).

Soprattutto il settore navale ha visto crescere l’impiego dei cuscinetti in due metà a rulli per supportare gli alberi porta elica, in quanto alternativa economica e rispettosa dell’ambiente nei confronti dei cuscinetti radenti in due metà, dato che eliminano sia i complessi sistemi di circolazione dell’olio sia i problemi connessi con le perdite di lubrificante. Inoltre, dato che anche il supporto è scomponibile, il cuscinetto può essere tolto, riparato e sostituito senza dover rimuovere l’albero. I fermi macchina non sono mai i benvenuti soprattutto quando si è in navigazione.

Anni di attenzione alle problematiche e alle esigenze del settore hanno anche indotto la Cooper a introdurre modifiche e personalizzazioni ai prodotti standard, per quanto riguarda sia i cuscinetti sia i supporti (fig. 1).

Nella fonderia che la Cooper possiede nel suo stabilimento del Regno Unito i supporti possono essere sia personalizzati con l’inserimento di fori d’ispezione e di lubrificazione sia fabbricati con materiali diversi, sostituendo ad esempio la ghisa grigia standard con l’alluminio, per soddisfare le esigenze di minor peso da parte delle navi veloci, quali traghetti e navi guardiacoste.

L’impegno della Cooper nel migliorare l’assortimento esistente a favore delle singole esigenze è esemplificato dall’offerta di un supporto flangiato e di un cuscinetto in due metà a rulli (fig. 2), per svolgere la stessa funzione di un costoso sistema di tenute per paratie.

La posizione ravvicinata del cuscinetto e delle tenute evita i problemi imposti dallo scarso allineamento tra albero e tenuta che si ha quando questa è separata dal cuscinetto.

Cuscinetti Cooper Serie 100
La crescente richiesta del mercato di navi più leggere e veloci diffonde l’impiego di alberi in fibra di carbonio anziché in metallo.

Un inconveniente nell’impiego della fibra di carbonio per gli alberi è la sensibile riduzione del peso di questi e del carico radiale sui cuscinetti. Carichi molto leggeri sui cuscinetti possono provocare ad esempio lo slittamento dei rulli con successiva usura di tipo adesivo sulle superfici di rotolamento e danneggiamenti prematuri (ved. Evolution #3 – 2011).

Per tenere conto del problema la Cooper ha progettato una serie leggera di cuscinetti basata sui tradizionali tipi a rulli cilindrici. La serie 100 (figg. 3 e 4) mantiene i vantaggi delle altre serie in due metà in termini di manutenzione e riduzione dei fermi macchina, ma ha un ingombro minore e prevede una gabbia leggera in poliammide 4.6, un materiale superiore alla più comune poliammide 6.6, grazie alle migliori caratteristiche termiche e di resistenza agli additivi EP presenti nei lubrificanti. Un ulteriore vantaggio dovuto al minore ingombro è la notevole riduzione di costo rispetto alle serie più pesanti.

Cuscinetti Cooper in due metà a due corone di rulli conici
Una radicale innovazione è rappresentata dalla gamma di cuscinetti in due metà a due corone di rulli conici (fig. 5) sviluppata negli ultimi decenni a seguito delle richieste dei costruttori di sistemi di propulsione navali e di armatori.

In particolare, questi cuscinetti sono la risposta alle problematiche connesse con l’aumento dei carichi assiali intermittenti che agiscono sugli alberi. Tali carichi hanno varie cause, tra cui aumenti di temperatura, inflessioni dello scafo e reazioni dei giunti, ma in tutti i casi sono conseguenza della tendenza a imporre maggiori potenze a parità di dimensioni dell’albero.

La Cooper ha quindi progettato e realizzato i primi cuscinetti al mondo completamente in due metà a due corone di rulli conici.

Destinati a reggere i carichi assiali nei due sensi, hanno una disposizione ad “O”, con un angolo di contatto di circa 15 gradi. Ammettono qualsiasi proporzione tra carico radiale e assiale. Se forniti insieme ai tipi in due metà a rulli cilindrici – per consentire gli spostamenti assiali dell’albero – rappresentano una eccellente soluzione per diverse condizioni di lavoro degli alberi di propulsione (fig. 6).

Conclusione
Insieme ai prodotti SKF per il monitoraggio delle condizioni, i cuscinetti idrodinamici e i prodotti per l’allineamento degli alberi, l’assortimento dei cuscinetti a rulli Cooper rappresenta un importante complemento del portafoglio SKF di soluzioni complete per il settore navale (fig. 6).

Nell’ambito dei sistemi di propulsione i clienti possono ora acquisire, da uno stesso fornitore, oltre a quelle con i tradizionali cuscinetti volventi SKF, le soluzioni specifiche per il settore navale della BVI e i cuscinetti in due metà della Cooper. Questo significa avere a disposizione esperienza, affidabilità e know-how moltiplicati per tre.

Serie di cuscinetti: l’offerta è la più ampia del mercato e copre un’ampia gamma di condizioni di carico.
Serie 100: compatta e leggera, possiede una capacità di carico elevata in un ridotto ingombro ed è destinata alle applicazioni in cui il carico radiale sarebbe troppo leggero per le altre serie di cuscinetti.
Serie 01: robusta e la più popolare, può reggere la maggior parte delle condizioni di carico e velocità che si incontrano sugli alberi di propulsione.
Serie 02: serie di cuscinetti molto resistenti per applicazioni esigenti, la si impiega frequentemente nelle posizioni bloccate assialmente e su alberi pesanti.
Serie 03: studiata per reggere le condizioni di carico estremamente gravose che si incontrano ad esempio nelle rompighiaccio, è la più pesante dell’assortimento Cooper in due metà a rulli cilindrici.
1DT: esclusiva della Cooper, è costituita da cuscinetti in due metà a rulli conici e rappresenta un’eccellente soluzione in presenza di carichi assiali transitori dovuti ad aumenti di temperatura, movimenti dello scafo e reazioni da parte dei giunti; le due corone di rulli disposti ad “O” reggono carichi assiali nei due sensi in aggiunta i carichi radiali.

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