L’aggiunta dei cuscinetti assiali orientabili a rulli alla classe SKF Explorer consente ai progettisti e ai tecnici della manutenzione di creare sistemi di alta qualità, caratterizzati da lunghe durate di esercizio e manutenzione ridotta.

Grazie alla loro forma costruttiva, i cuscinetti assiali orientabili a rulli sono gli unici tipi assiali a rulli che possono reggere carichi radiali di una certa entità in aggiunta a quelli assiali. Questa proprietà li rende ideali nelle applicazioni in cui si hanno carichi combinati, il che consente di realizzare soluzioni economiche e di poco ingombro e nello stesso tempo molto rigide, anche in presenza di carichi assiali elevati. I cuscinetti assiali orientabili a rulli sono anche gli unici cuscinetti di tipo assiale che ammettono le inflessioni dell’albero e un disallineamento fino a due o tre gradi fra l’albero e l’alloggiamentoa seconda della serie di cuscinetti.

La classe SKF Explorer
SKF Explorer è una nuova generazione di cuscinetti volventi dalle alte prestazioni che offre sostanziali miglioramenti nei parametri chiave, relativi al tipo di cuscinetto e alle sue tipiche applicazioni. Questa nuova classe di prestazioni è il risultato della combinazione di conoscenza applicativa e di esperienza in tribologia, sviluppo dei materiali e ottimizzazione della progettazione e delle procedure di fabbricazione.

Studiando le correlazioni tra i singoli componenti del cuscinetto, gli ingegneri SKF sono stati capaci di rendere massima l’efficacia della lubrificazione e minimi gli effetti di attrito, usura e contaminazione. Considerando tali componenti sotto l’aspetto microscopico, hanno elaborato nuove procedure per adeguare la produzione a questo nuovo standard di eccellenza.

I cuscinetti assiali orientabili a rulli SKF Explorer sono caratterizzati da numerose migliorie, alcune delle quali sono elencate qui di seguito.

• Miglioramento dell’acciaio – I cuscinetti assiali orientabili a rulli SKF Explorer sono costruiti con un acciaio estremamente puro e omogeneo, con un bassissimo tenore di ossigeno, che accresce di molto la durata di esercizio.
• Trattamento termico SKF unico nel suo genere – Per sfruttare al massimo i benefici offerti dall’estrema purezza dell’acciaio SKF, è stato previsto un trattamento termico veramente unico, che incrementa la resistenza all’usura, pur mantenendo la tenacità e la stabilità termica.
• Miglioramento della finitura superficiale – Su tutte le superficie interessate dai contatti (rulli e piste) la finitura è stata migliorata per rendere massima l’efficacia del lubrificante. In tal modo il cuscinetto è più scorrevole, sviluppa meno calore e dura di più.

Nell’insieme, aumentano considerevolmente le prestazioni dei cuscinetti assiali orientabili a rulli, la cui durata va notevolmente oltre le previsioni delle norme ISO, tanto che i tecnici SKF hanno deciso di modificare i parametri di calcolo, offrendo la possibilità di ridurre le dimensioni o aumentare la potenza installata.

Configurazione di maggiore efficienza
I cuscinetti assiali orientabili a rulli sono stati realizzati dalla SKF negli anni ‘30 per l’impiego nell’industria petrolifera e, partire dagli anni ’40, sono stati installati su applicazioni di tipo pesante, quali le piattaforme rotanti ferroviarie e i sistemi girevoli di ponti e gru, attirando sempre un notevole interesse per la loro elevata capacità di carico combinata a un ingombro relativamente piccolo.

Oggi, i cuscinetti assiali orientabili a rulli sono impiegati in numerose applicazioni, quali  estrusori, macchine per lo stampaggio a iniezione,  riduttori industriali, idrogetti, propulsori, raffinatori, pompe, ponti mobili e gru. Uno degli esempi più significativi sono i propulsori navali azimutali montati sui grossi rimorchiatori. Li troviamo anche sui nuovi “pod”, i nuovi rivoluzionari sistemi di propulsione costituiti da un motore elettrico, un albero e un’elica per le manovre di avanzamento e rotazione di 360°, che sono in esercizio su navi da crociera e su grossi rompighiaccio. (Per altre informazioni, si rimanda al numero 1/02 di Evolution oppure al sito evolution.skf.com).

Nel propulsore per ferry-boat illustrato in questo articolo il sistema è soggetto a un carico radiale costante di 85 kN. Nella navigazione rettilinea viene applicata una spinta di 170 kN per il 75 % del tempo in un senso e una spinta  di 127 kN per il 25 % del tempo nell’altro.

Con i cuscinetti assiali orientabili a rulli SKF Explorer, i progettisti hanno a disposizione per reggere tali carichi un’alternativa che non avevano in passato: aumentare la potenza dell’applicazione oppure ridurne le dimensioni.

Propulsore navale
In un propulsore navale di questo tipo si usano comunemente tre cuscinetti: due assiali e uno radiale. Dei due assiali uno regge le spinte in un senso e l’altro quelle nell’altro. Il cuscinetto radiale, come dice il nome, regge il carico radiale.

Per esempio, un sistema comunemente adottato prevedeva un cuscinetto orientabile a rulli 23038 CC/W33 standard e due assiali orientabili a rulli 29338 E standard. In condizioni normali di funzionamento, il sistema offre circa 80.000 ore di funzionamento affidabile.

Ora, confrontiamo la durata calcolata dello stesso sistema munito di cuscinetti SKF Explorer di pari dimensioni: la durata del sistema è di quasi 200.000 ore.

Come si vede, c’è un sensibile miglioramento della capacità del sistema, che apre nuove possibilità al progettista. Le alternative sono o di aumentare la durata di esercizio come sopra dimostrato e aumentare la potenza installata oppure di ridurre le dimensioni dell’applicazione realizzando una soluzione più compatta e meno costosa. Vediamo come gli ingegneri SKF sono stati capaci di progettare un sistema di minore ingombro.

Nuove alternative
Esaminiamo il seguente esempio. I propulsori sono stati riprogettati con solo due cuscinetti assiali orientabili a rulli SKF Explorer di uguali dimensioni, come nell’esempio precedente. Quello orientabile a rulli 23038 CC/W33 è stato eliminato perché i tipi assiali orientabili a rulli reggono anche i carichi radiali. Il nuovo sistema è in grado di offrire più di 45.000 ore di funzionamento affidabile. Questo significa quasi cinque anni di funzionamento continuo in condizioni normali. Viene quindi superato il limite di 40.000 ore richiesto dalle società di classificazione.

Nella lubrificazione a bagno d’olio, come quella sopra descritta, i rulli dei cuscinetti assiali orientabili a rulli creano un effetto pompante che assicura loro un continuo afflusso di lubrificante. Oltre che lubrificare le superficie interessate dai contatti, questo effetto pompante consente di smaltire il calore in modo continuo ed efficace. Entrambe queste peculiarità incidono sostanzialmente sulla durata di esercizio del cuscinetto.

Le durate del sistema di cuscinetti sono state calcolate mediante un software esclusivo SKF che utilizza metodi avanzati di calcolo delle durate.

I cuscinetti assiali orientabili a rulli SKF Explorer offrono altri vantaggi oltre a quelli ovvii illustrati dall’esempio, come quello di ridurre le dimensioni e magari eliminare un altro cuscinetto. Con i cuscinetti assiali orientabili a rulli SKF Explorer e altri cuscinetti della classe SKF Explorer, è possibile raggiungere nuovi limiti di prestazione in tutti i tipi di applicazioni.