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Soluzioni di tenuta per ambienti difficili

La SKF ha realizzato una nuova tenuta taconite che offre una protezione superiore ai cuscinetti installati nei supporti in due metà che operano in ambienti difficili o fortemente contaminati. Questa soluzione di tenuta, utilizzata con i supporti e i cuscinetti appropriati, è in grado di dare un significativo contributo in termini di maggiore durata e affidabilità delle apparecchiature, minori costi operativi e di manutenzione e minore impatto sull’ambiente.

Autore:
Darren Kenworthy, Manager Engineering Division, SKF Australia, Oakleigh, Melbourne;
Keith E Meyers, Global Industry Manager Mining, Mineral Processing & Cement, SKF USA, Lansdale Pennsylvania

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Sintesi

Sin dagli anni ’60 la SKF è stata in prima linea nella battaglia contro i guasti dei cuscinetti legati alla contaminazione nelle industrie minerarie. Oggi una nuova generazione di SKF Taconite Seal combinata con una nuova soluzione, appositamente pensata per questo settore, migliora le prestazioni di questi componenti importanti e offre ai clienti un prodotto standard disponibile in ogni parte del mondo.

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Taconite heavy-duty seals

L’SKF Taconite Seal è una nuova tenuta per i supporti in due metà con cuscinetti orientabili del macchinario impiegato nelle industrie di estrazione e trattamento del minerale, in siderurgia, nei cementifici, in marina e nelle cartiere, dove l’ingresso di sostanze contaminanti pone seri problemi di durata (fig. 1). Essa trova applicazione in particolare su pulegge dei nastri trasportatori, sopporti dei pignoni dei molini di macinazione, elevatori a tazze, argani, martinetti, polverizzatori e alcuni tipi di ventilatori e contribuisce a incrementare la produttività e la redditività, a migliorare l’ambiente di lavoro degli operatori e ad attenuare le problematiche ambientali.

Le tenute taconite derivano il loro nome da un minerale di ferro estratto nel Mesabi Range del Minnesota. A causa della sua natura invasiva e altamente abrasiva, questo materiale superava le tenute di vecchio tipo penetrando nei supporti e provocando il rapidissimo deterioramento dei cuscinetti. Per risolvere il problema gli ingegneri avevano sviluppato sin dagli anni ’60 le “tenute taconite” per resistere all’ingresso delle sostanze abrasive in ambienti umidi.

In linea generale, una tenuta taconite si presenta nella forma di una cartuccia che si inserisce in quella scanalatura dei supporti che è normalmente destinata ad accogliere i dispositivi di protezione. Di solito è costituita da un labirinto, un feltro, una tenuta strisciante in gomma o un V-ring e un dispositivo di spurgo del grasso. Col tempo molti costruttori ne hanno elaborato varianti, che però la mancanza di standardizzazione ha reso piuttosto costose e con prestazioni variabili da caso a caso.

Le tenute di per sé danno un importante contributo in termini di durata di esercizio dei cuscinetti e di affidabilità delle apparecchiature, tenuto conto che, come ad esempio nell’industria mineraria e nel relativo indotto, sono molto importanti la produttività e l’efficacia dei processi, la salute e la sicurezza degli addetti e gli aspetti ambientali.

La SKF Australia ha ravvisato l’opportunità di dare un nuovo look alle tenute taconite allo scopo di migliorarne le prestazioni nei supporti in due metà destinati a quelle industrie le cui applicazioni operano in presenza di sabbia abrasiva e/o sono sottoposte a lavaggi ad alta pressione con agenti corrosivi. La nuova tenuta fornisce risultati eccezionali nel far fronte alla contaminazione, presenta bassi costi di manutenzione e riduce il consumo di grasso. Il risultato è un prodotto standard capace di migliorare la produttività, ridurre l’impatto sull’ambiente e migliorare salute e sicurezza degli addetti. Di pari importanza è la sua disponibilità in ogni parte del mondo, il che è vantaggioso per le aziende che operano a livello internazionale attraverso programmi di fornitura just-in-time.

La SKF Three-Barrier Solution
Le SKF Taconite Seal fanno parte di quella che la SKF considera la soluzione ideale a triplice barriera (SKF Three-Barrier Solution, fig. 2) per i cuscinetti dei supporti in due metà operanti negli ambienti fortemente contaminati, spesso presenti nelle miniere e in industrie analoghe. Tale soluzione prevede l’utilizzo di un supporto SKF munito delle nuove tenute citate, di una barriera di grasso e di un cuscinetto orientabile a rulli SKF Explorer con protezioni incorporate, il tutto studiato per offrire prestazioni eccellenti negli ambienti umidi e contaminati, particolarmente quando le apparecchiature sono sottoposte a lavaggi ad alta pressione.

In questa combinazione, il supporto SKF con le SKF Taconite Seals costituisce la prima barriera che impedisce l’ingresso di sporcizia e acqua; la seconda barriera è costituita dal grasso che riempie le cavità del supporto, mentre la terza barriera è costituita dal cuscinetto orientabile a rulli SKF Explorer con protezioni incorporate che trattiene all’esterno la contaminazione durante le operazioni di installazione e il funzionamento.

Caratteristiche tecniche delle SKF Taconite Seal
Essenzialmente, le SKF Taconite Seal sono tenute heavy-duty a cartuccia con labirinto assiale multi-stadio (figg. 3 e 4), adatte a supporti in due metà, comprendenti due anelli a labirinto, uno rotante e l’altro fermo e un V-ring interno a basso attrito, il quale si appoggia sul labirinto fermo, assicura un’efficace centrifugazione del grasso e resiste alla penetrazione delle sostanze estranee all’interno del supporto. Un O-ring sigilla il labirinto rotante sull’albero per evitare l’ingresso di acqua e la corrosione.

Le SKF Taconite Seal (fig. 4) sono munite di una piccola scanalatura circonferenziale praticata sulla superficie più esterna del labirinto fermo che si può utilizzare per facilitare l’assemblaggio e l’allinea­mento. Il labirinto rotante viene fatto scorrere sull’albero verso il supporto inserendolo sul labirinto fermo fino a che la sua facciata lato interno non si allinea con la scanalatura circonferenziale di cui sopra. Successivamente si serrano sull’albero le viti di pressione, agendo alternativamente, per ancorare saldamente il labirinto rotante in senso assiale e in modo concentrico. Grazie alla sua conformazione, la tenuta non solo assicura migliori prestazioni rispetto a molte di quelle preesistenti, ma semplifica l’assemblaggio ed elimina il rischio di danneggiare la superficie dell’albero.

Le tenute sono normalmente disponibili per sopporti da abbinare ad alberi di dimensioni metriche da 50 a 450 mm; verso la fine di quest’anno lo saranno anche per sopporti destinati ad alberi da 1 15/16 a 18 pollici. A richiesta sono fornibili dimensioni maggiori.

Versioni in-groove e bolt-on
Le versioni “in-groove” si inseriscono nell’apposita scanalatura destinata alle tenute dei supporti SKF in due metà, senza necessità di modificare i supporti stessi. Per quelli di maggiori dimensioni è disponibile la versione “bolt-on”, che richiede che i supporti stessi abbiano una facciata appositamente spianata. La fig. 5 descrive la gamma delle SKF Taconite Seal, mentre la fig. 6 ne illustra i dati tecnici.

Riempimento e ripulitura del grasso
Le SKF Taconite Seal sono fornite con un dispositivo per la ripulitura del grasso del labirinto, in modo da liberare quest’ultimo dalle sostanze estranee e contribuire a bloccarne l’ingresso. Le tenute si possono ripulire manualmente con un ingrassatore, utilizzando l’SKF System 24 o un SKF Automated Lubrication System (ALS). Quando si usano i cuscinetti orientabili a rulli SKF con protezioni incorporate, si consiglia il grasso SKF LGEP 2, che è quello originariamente introdotto in fabbrica in questo tipo di cuscinetti. Per la lubrificazione con l’SKF SYSTEM 24 si consiglia il grasso LGWA 2. Nelle prove pratiche su pulegge di trasportatori a nastro, dotate di cuscinetti orientabili a rulli SKF Explorer, le tenute hanno ridotto del 60 % il consumo di grasso, la manutenzione e i costi. Un minore consumo di grasso comporta risparmi grazie ai minori costi di smaltimento e alla riduzione dell’impatto sull’ambiente.

Efficacia superiore
Le applicazioni pratiche hanno dato piena conferma alla superiore efficacia delle SKF Taconite Seal. Un cliente aveva contattato la SKF per problemi alle pulegge di un nastro trasportatore usato per caricare il minerale di ferro sulle navi e munito di supporti ritti della concorrenza dotati di tenute taconite. I cuscinetti delle pulegge si danneggiavano a causa della forte contaminazione del lubrificante contenuto all’interno dei supporti, presentando un MTBF (Mean Time Between Failure) inferiore all’anno. Dalle analisi risultava una presenza di sostanze estranee tra i 5.000 e i 14.000 ppm. Dopo aver sostituito le vecchie tenute con le SKF Taconite Seal, il livello di contaminazione scese sensibilmente a solo 10 – 60 ppm, accompagnato da una maggiore durata dei cuscinetti di quasi quattro volte, ben oltre la durata prevista per le pulegge che è superiore ai quattro anni.

Sulle pulegge di un altro trasportatore, i cuscinetti orientabili a rulli, di tipo aperto, presentavano guasti prematuri con un MTBF di circa 10 mesi, a causa dell’estrema contaminazione del grasso. Con l’impiego della SKF Three-Barrier Solution si è raggiunto un MTBF superiore a cinque anni.

In un molino per macinazione ultra-fine di una miniera d’oro, si lamentavano guasti ai cuscinetti lato libero, che per precauzione venivano sostituiti ogni 15 mesi, con elevati costi di manutenzione supplementari. A maggio 2012 venne adottata la SKF Three-Barrier Solution, che da allora sta funzionando senza problemi.

In conclusione è corretto affermare che l’introduzione delle nuove SKF Taconite Seal nella SKF Three-Barrier Solution porta vantaggi significativi a tutte le aziende che operano in particolare nel settore minerario. Si tratta di una soluzione standard di limitato ingombro e di facile istallazione, con caratteristiche tecniche avanzate, grazie alle prestazioni superiori delle tenute e alla orientabilità dei cuscinetti, non disgiunte dalla capacità di attenuare l’impatto sull’ambiente.

La SKF Three-Barrier Solution per ambienti difficili, prevede l’impiego delle SKF Taconite Seal.Fig. 1: La contaminazione è la causa principale dei guasti dei cuscinetti. Un buon sistema di tenute è molto importante per ottenere dalle apparecchiature affidabilità e lunga durata.   Fig. 2: La SKF Three-Barrier Solution   Fig. 3: SKF Taconite Seal “in-groove”.     Fig. 4: Caratteristiche tecniche delle SKF Taconite Seal. Fig. 5: Assortimento delle SKF Taconite Seal.Fig. 6: Dati tecnici delle SKF Taconite Seal Le pulegge dei trasportatori sono le tipiche applicazioni che possono beneficiare delle SKF Taconite Seals.

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