SKF si è trovata di fronte ad un dilemma: i cuscinetti SKF a rulli conici Explorer presentano un tale miglioramento che i calcoli standard non sono sufficienti a determinarne la durata. Essi pertanto offrono una serie di nuove opportunità ai progettisti ed ingegneri, che devono avere la possibilità di convincersi di questo nuovo ed importante fatto. In passato solo attenti utilizzatori si sono resi conto della grande differenza di prestazioni dei cuscinetti SKF a rulli conici Explorer rispetto a quelle dei prodotti della concorrenza.

Prima di sperimentare sul campo i vari cuscinetti della serie SKF Explorer, si era già certi che ci si sarebbe trovati davanti ad una nuova classe di prestazioni. I risultati delle prove di laboratorio e presso i clienti hanno confermato le aspettative in modo sorprendente per tutti i tipi della nuova serie, ossia i toroidali a rulli CARB®, gli orientabili a rulli radiali ed assiali, gli obliqui a sfere, quelli a rulli cilindrici ed ora i tipi a rulli conici e quelli radiali a sfere. Seppur in modo variabile a seconda dell’applicazione, tali cuscinetti dimostrarono di durare molte volte di più dei prodotti concorrenti.

Come si fa a convincere i clienti delle prestazioni effettivamente superiori dei cuscinetti SKF Explorer? Il problema nasce quando essi continuano a ricorrere ai metodi standard ISO per calcolare la durata, metodi che non tengono conto di alcuno dei miglioramenti introdotti. Pertanto vanno incoraggiati a utilizzare una formula modificata SKF della durata. Affinché possano verificare il comportamento di questi cuscinetti in un ambiente che simuli le condizioni di lavoro reali la SKF mette anche a loro disposizione un servizio di modellazione avanzata. Naturalmente nulla può efficacemente sostituire le prove sul campo, ma queste possono essere lunghe e costose, mentre le simulazioni possono fare scoprire problemi che diversamente rimarrebbero celati.

Anatomia SKF Explorer
I progressi ottenuti nei cuscinetti SKF a rulli conici Explorer sono il frutto di anni di intense ricerche da parte di un team internazionale di scienziati, ingegneri e clienti. Operando con altri ricercatori SKF, il team è stato in grado di trovare le soluzioni alle varie istanze, soluzioni che hanno comportato la totale riprogettazione del componenti a livello microscopico e lo sviluppo di nuove procedure di lavorazione per raggiungere l’attuale livello di eccellenza.

Significativi miglioramenti sono stati apportati alle superfici interessate dai contatti di rotolamento. I tecnici SKF non ne hanno solo migliorato la qualità, ma sono stati capaci di elaborare procedimenti di lavorazione che hanno consentito di ottenere la massima uniformità, tanto che ogni cuscinetto è quasi l’esatto duplicato dell’altro. La ridotta dispersione dei valori delle dimensioni è di fondamentale importanza per tutti i cuscinetti per i quali è richiesta la registrazione e ne determina la durata di esercizio.

Molti prodotti di basso costo presentano un’eccessiva dispersione dei valori delle dimensioni e del precarico, cosa che rende difficile prevederne le effettive prestazioni in una data applicazione. Per tenere sotto controllo i fattori che ne compromettono il funzionamento bisognerebbe provare a fondo ogni singolo prodotto prima di montarlo.

I miglioramenti e la maggiore durata che li contraddistingue meritano l’inserimento di questi cuscinetti nella serie SKF Explorer. In alcune applicazioni, quali pignoni, pompe e motori idraulici, riduttori industriali e compressori, le prestazioni dei cuscinetti sono fondamentali. La SKF ha impegnato numerose risorse nello sviluppo di cuscinetti a rulli conici capaci di soddisfare le specifiche esigenze delle applicazioni e, per questo motivo, essa è oggi uno dei principali fornitori ai costruttori di macchinario ad alte prestazioni.

Soddisfare le specifiche esigenze
Ogni applicazione ha proprie esigenze, che impegnano in modo diverso le caratteristiche dei cuscinetti e di conseguenza la SKF ha basato il proprio lavoro di sviluppo dei cuscinetti a rulli conici su tali diverse esigenze, dopo una numerosa serie di incontri con i clienti, in particolare nelle seguenti applicazioni:

• nei compressori, in cui è ora possibile superare i limiti di velocità imposti dagli altri tipi di cuscinetti.
• nei riduttori industriali e ferroviari, in cui occorre tenere sotto controllo la temperatura e la formazione nei cuscinetti di un sufficiente film d’olio lubrificante.
• in certi riduttori, in cui è importante la silenziosità.
• in certi riduttori molto esigenti in termini di durata, per i quali spesso i progettisti di alcune industrie scelgono dimensioni sovrabbondanti e quindi cuscinetti altrettanto sovradimensionati. Tali scelte sono di solito dettate dal persistente utilizzo dei calcoli standard DIN/ISO della durata, i quali non tengono conto né degli specifici parametri dei cuscinetti né delle particolarità delle applicazioni. Non richiedendo alcun sovradimensionamento, i nuovi cuscinetti a rulli conici SKF, offrono l’opportunità di realizzare sistemi di ridotto ingombro e con le durate di esercizio desiderate.

Per soddisfare le singole esigenze, la SKF di conseguenza propone una gamma di soluzioni.

Cuscinetti che perdonano
Per cominciare, alcuni anni fa, furono introdotti i cuscinetti TQ-line, che costituivano un significativo passo avanti nella progettazione e nella fabbricazione. La TQ-line è costituita da cuscinetti con attrito molto ridotto, maggiore capacità di carico, registrazione più affidabile e marcato miglioramento dell’affidabilità operativa.

Ciò che rende i tipi TQ-line cuscinetti che perdonano è la loro capacità a fronteggiare le condizioni operative più difficili e gli ambienti che normalmente provocano il danneggiamento prematuro dei cuscinetti tradizionali. Questo perché l’esecuzione TQ consente una migliore lubrificazione dei contatti, molto critici, fra le testate dei rulli e gli orletti.

I cuscinetti SKF a rulli conici sono anche più resistenti ai lubrificanti contaminati, grazie ai procedimenti di tempra utilizzati in produzione. Inoltre la geometria dei contatti è a profilo logaritmico, il che consente una distribuzione ottimale e uniforme delle sollecitazioni interne al cuscinetto. Un altro importante aspetto è la minima dispersione dei valori delle dimensioni, ottenuta rendendo minime le variazioni del diametro dei rulli e dello spessore degli anelli.

In certe applicazioni la silenziosità e le vibrazioni indotte da rulli e anelli sono importanti criteri di scelta.

Tutto questo si aggiunge a cuscinetti che offrono di per sé un’elevata affidabilità operativa e sono capaci di resistere agli effetti delle elevatissime sollecitazioni causate ad esempio da disallineamento, urti e lubrificazione limite.

Elevata capacità di precarico
L’elevata capacità di precarico, abbinata alla ridotta e controllata perdita di precarico iniziale, sono prerogative dei cuscinetti SKF. Ciò evita cedimenti prematuri e consente di tenere sotto controllo le impostazioni iniziali del precarico, oltre che l’attrito durante il periodo di rodaggio; inoltre fa accrescere la probabilità che i cuscinetti raggiungano durante il funzionamento il precarico desiderato. Infatti una significativa causa di cedimenti prematuri è un precarico non impostato correttamente. Queste proprietà apportano quindi notevoli vantaggi in termini di durata di esercizio. Ciò che si riesce ad ottenere con i cuscinetti a rulli conici SKF spesso porta al cedimento prematuro di quelli di altri costruttori.

Quando occorre avere sistemi molto rigidi servono i cuscinetti che recano nell’appellativo il suffisso CL7C. Essi non richiedono praticamente rodaggio e sono capaci di formare sin dall’inizio un film lubrificante elastoidrodinamico dei contatti rulli-orletti e quindi la loro coppia d’attrito è bassa. L’esecuzione CL7C si usa normalmente per ottenere un’elevata rigidezza nei sistemi cuscinetti-ingranaggio, come nelle posizioni sotto testa ai pignoni, cosa permessa dalle eccezionali capacità di precarico e dalla bassa dispersione dei valori di quest’ultimo e delle tolleranze.

I cuscinetti SKF a rulli conici Explorer
Recentemente i clienti ricercano maggiori durate di esercizio e più lunghi intervalli di manutenzione, e si impongono l’obiettivo di “zero difetti”.

Realizzare zero difetti vuol anche dire fabbricare prodotti che soddisfino in modo costante elevati standard di affidabilità e ripetitività, con una bassa dispersione delle dimensioni, in modo da eliminare fattori di rischio che potrebbero portare a cedimenti prematuri. Da lungo tempo, le durate di esercizio si determinano calcolando la durata L₁₀. Le prove dimostrano che i nuovi cuscinetti SKF Explorer possono raggiungere durate molto più elevate di quelle tradizionalmente previste, il che li rende particolarmente ambiti in certe aree applicative. Frequentemente si ottengono più lunghi intervalli di rilubrificazione impiegando speciali lubrificanti sintetici, normalmente di bassa viscosità.

I cuscinetti SKF Explorer assicurano elevate durate di esercizio in condizioni anche più severe. Un cuscinetto dalle prestazioni superiori, anche se inizialmente richiede un maggiore investimento, in genere nel lungo termine si rivela particolarmente economico, specie se si tiene conto del rendimento globale della macchina. Generalmente, i prodotti dalle elevate prestazioni consentono risparmi nel montaggio e nel corso dell’intero ciclo di esercizio dell’impianto e contribuiscono ad evitare i costosi cedimenti prematuri. Inoltre i cuscinetti di qualità offrono maggiori alternative nella progettazione, quali ad esempio la riduzione delle dimensioni o l’incremento della potenza specifica.

I cuscinetti SKF a rulli conici Explorer sono caratterizzati da numerosi perfezionamenti:

• Migliore acciaio– I cuscinetti sono costruiti con acciaio estremamente puro e omogeneo. Le inclusioni, che sono critiche per la durata di esercizio, sono state rimosse. Le specifiche SKF per l’acciaio impiegato in questi cuscinetti sono molto più restrittive di quelle DIN/ISO.
• Processi di fabbricazione indirizzati a zero difetti– I controlli automatici al 100 % delle dimensioni d’ingombro e le prove di rumorosità con misurazioni dinamiche delle frequenze tengono sotto controllo i processi e i livelli di dispersione di ogni singolo cuscinetto di un lotto. A questo proposito sono stati fatti ingenti investimenti in macchinario e attrezzature.
• Topografia ottimale delle piste– La topografia delle superfici delle piste dei cuscinetti è stata migliorata per ottenere già all’avviamento, e rapidamente, la piena separazione da parte del film lubrificante, anche in condizioni difficili quali la presenza di oli poco viscosi o forte calore dall’esterno. In tal modo si riducono i requisiti in termini di spessore del film. Questo perfezionamento permette anche al cuscinetto di resistere a un prolungato impiego di lubrificanti sintetici di bassa viscosità, che, utilizzati per ridurre gli sforzi negli ingranaggi, rendono la vita molto più dura ai cuscinetti a rulli conici che hanno un’area di contatto lineare fra corpi volventi e piste.
• Superfici di lavoro migliorate– La rugosità degli anelli è controllata in modo da ottenere valori ridotti, eliminando i picchi e imponendo lunghe aree di contatto interrotte da avvallamenti distribuiti casualmente che servono da riserva di lubrificante.
• Forma delle piste – Si distingue per l’elevata uniformità dei profili e delle strutture per tutta la lunghezza del contatto. Per ottenere ciò si adottano attrezzi specifici e particolari metodi di rettifica e lucidatura.

Ne risulta un cuscinetto altamente efficiente, dotato di maggiore capacità di carico e minore attrito, capace di reggere velocità altissime. I cuscinetti SKF a rulli conici Explorer conservano la capacità dei tipi TQ-line di affrontare condizioni difficili, eliminare vari tipi di cedimento, rendere più facile la registrazione e ridurre attrito e vibrazioni. Grazie all’affidabilità della registrazione assicurano maggiori durate di esercizio.