Gli interventi di ricondizionamento dei cuscinetti utilizzati nei laminatoi a freddo possono far risparmiare dal 55 al 65 % sul costo di acquisto di cuscinetti nuovi.

 

L’Industrial Services Centre, ISC, di Steyr, in Austria, è stato creato nel 1998 dalla SKF per offrire un servizio di ricondizionamento dei cuscinetti di spalla impiegati nei laminatoi sendzimir dell’industria siderurgica. Si tratta di un centro specializzato che serve i mercati di Europa, Asia e Africa e sfrutta le conoscenze avanzate della SKF nell’analisi delle modalità di cedimento, nella tecnologia dei materiali e nelle procedure di riparazione dei cuscinetti.

Nell’industria pesante il ricondizionamento dei cuscinetti si sta dimostrando una soluzione valida ed economica. La pressione sempre crescente sui prezzi dell’acciaio rende estremamente costose le interruzioni nei processi continui di lavorazione, dei quali i cuscinetti sono ovviamente componenti fondamentali.

In un impianto siderurgico i laminatoi a freddo servono a produrre le lamiere per componenti auto, elettrodomestici, contenitori, ecc. La laminazione a freddo modifica la struttura e la forma dell’acciaio operando a temperature non elevate (spesso a temperatura ambiente), per creare un aumento permanente della durezza e della resistenza. La temperatura deve essere al di sotto di un certo valore, in quanto, se troppo alta, annullerebbe le modifiche strutturali introdotte.

In siderurgia, i cuscinetti hanno vita difficile, specialmente quelli di spalla dei laminatoi sendzimir. Le loro prestazioni, oltre che dai carichi estremamente elevati, sono condizionate dal modo di funzionare: i cuscinetti di spalla, che sono responsabili della rigidezza dell’intera applicazione, non sono montati in sopporti, ma funzionano da rotella. Il loro diametro esterno è pertanto esposto ad usura di tipo abrasivo e deve essere periodicamente rettificato per portarlo a dimensioni uniformi nell’ambito di uno stesso set di cuscinetti. Mentre le condizioni dei diametri esterni influiscono sulla qualità del prodotto in laminazione, quelle delle superfici interne sono decisive per la durata di esercizio dei cuscinetti stessi. Nel ricondizionamento la SKF tiene conto di entrambi gli aspetti.

Mentre i costruttori di cuscinetti cercano di realizzare cuscinetti in grado di offrire durate di esercizio sempre più lunghe, spesso accade che la manutenzione  da sola non consenta di mantenerli costantemente nelle condizioni originarie. I cuscinetti dei laminatoi sono spesso molto grandi e di vitale importanza ai fini di un buon funzionamento degli impianti.

Gli stabilimenti siderurgici dovrebbero inserire nei propri programmi di manutenzione il ricondizionamento dei cuscinetti, che però è un’operazione da specialisti, normalmente offerta dai costruttori di cuscinetti, i quali sanno come riparare i danni provocati dalle difficili condizioni di lavoro.

Eseguito in modo appropriato, il ricondizionamento può far ritornare un cuscinetto «come nuovo», consentendo, come già detto, di realizzare sostanziali risparmi e contribuendo a mantenere la produzione a livelli costanti di redditività. Inoltre il tempo necessario per la riparazione può essere sensibilmente inferiore a quello che occorre per ordinare cuscinetti nuovi, dato che si tratta di tipi speciali, e in situazioni di emergenza questi tempi possono essere ulteriormente ridotti. Le decisioni in proposito dipendono dunque da molti fattori, quali il costo della sostituzione e della riparazione, i tempi di consegna e il tipo di applicazione.

In generale, il ricondizionamento dei cuscinetti avviene in diverse fasi:

• scomposizione e pulitura;
• ispezione e analisi dei danneggiamenti;
• rilavorazione delle parti interessate;
• ricomposizione;
• confezione e spedizione.

Prima di eseguire il ricondizionamento si esegue un’analisi particolareggiata dei danneggiamenti, comprendente esami del grasso, misurazioni dell’usura e ispezioni di tipo metallurgico. All’Industrial Services Centre SKF di Steyr, in Austria, gli interventi sui cuscinetti di spalla prevedono 40 passaggi, tutti eseguiti in conformità con gli standard imposti ai cuscinetti nuovi.

L’ispezione è una delle fasi più importanti, in quanto non deve solo seguire procedure appropriate, ma deve sfruttare l’esperienza di ingegneri capaci di identificare la natura dei danneggiamenti e di stabilire quali sono le eventuali modifiche da apportare per evitare il ripetersi dei danneggiamenti.

In generale, i danneggiamenti dei cuscinetti sono provocati da corrosione, problemi di lubrificazione, disallineamento, manipolazione e contaminazione e possono essere:

• di tipo meccanico, evidenziati da cricche, erosioni e fratture da fatica, spellature, riporti di materiale o brinellature;
• di tipo termico, identificabili attraverso colorazione, bruciature, ecc.;
• di tipo chimico, rivelati da segni di attacco acido, butterature da corrosione, ruggine, macchie e ruggine di contatto;
• di tipo elettrico, evidenziati da bruciature, impronte ad asse da lavare e butterature.

La contaminazione e la lubrificazione inadeguata (limite) sono le due principali cause di cedimento prematuro dei cuscinetti di grossi impianti quali i laminatoi, poiché il lubrificante viene facilmente inquinato da detriti. Questi provocano impronte sulle piste, sui bordi delle quali si formano concentrazioni di sollecitazioni. Inoltre, se in funzionamento la viscosità del lubrificante non è sufficientemente elevata, si verificano contatti diretti fra le superfici metalliche, con conseguente formazione di piccole spellature, che a loro volta danno luogo a concentrazioni di sollecitazioni attorno alle aree di contatto. In entrambi i casi, nei punti delle superfici in cui si hanno tali concentrazioni, si formano cricche che portano rapidamente ad erosioni di fatica e infine alla riduzione della durata utile dei cuscinetti.

Il ricondizionamento offre molto di più che una semplice rettifica dei diametri esterni, in quanto può sfruttare i perfezionamenti che sono stati introdotti dopo che i cuscinetti sono stati originariamente costruiti e che interessano per esempio i sistemi di lubrificazione, le protezioni, i materiali e la forma costruttiva, nonché l’allineamento degli alberi. Ne possono risultare ulteriori risparmi di costi, riduzioni di rischi e miglioramenti tecnologici.

All’ISC, gli ingegneri traggono vantaggio da tutti questi perfezionamenti. Nel ricondizionamento si possono ricercare quali sono la qualità e la quantità del grasso ottimali, eseguire prove per ridurre la coppia d’attrito, ottimizzare le tenute e le rondelle, suggerire miglioramenti degli alberi, dei dispositivi di raffreddamento e della manutenzione dei componenti adiacenti, ecc. L’ISC ha inoltre la possibilità di prelevare dal magazzino cuscinetti nuovi.

Prima di eseguire l’eventuale riparazione l’ISC accerta che tutti i cuscinetti siano attentamente esaminati e che le cause dei danneggiamenti siano ben individuate. Una dettagliata documentazione in proposito viene inviata al cliente, contenente suggerimenti relativi ai miglioramenti e alle azioni correttive da intraprendere. Tutte le dimensioni e le specifiche più rilevanti sono documentate dopo la riparazione.

In un centro specializzato come questo occorrono cospicui investimenti in attrezzature e in conoscenza delle tecniche di ricondizionamento. Gli interventi più importanti si avvalgono delle stesse attrezzature utilizzate per costruire i cuscinetti nuovi.

Gli specialisti dell’SKF ISC per esempio utilizzano le più moderne tecniche di rettifica e si servono di strumenti idonei per l’analisi dell’ondulosità e dell’altezza della sezione degli anelli. Le apparecchiature computerizzate di controllo sono essenziali per assicurare la ripetitività dei risultati e la precisione e la qualità di tutti i componenti. All’ISC è possibile ripristinare cuscinetti anche molto danneggiati.

Per ottenere finitura superficiale, tolleranze e geometria ottimali occorrono moderne apparecchiature di misurazione. Controlli e ispezioni vengono eseguiti in corso di lavorazione e sui prodotti finiti, mentre tutte le apparecchiature e le attrezzature utilizzate vengono certificate. Una volta rimessi a nuovo, i cuscinetti devono essere protetti per consentirne una lunga conservazione a magazzino. Dopo averne ripulite tutte le superfici, vengono rivestiti con protettivi e riconfezionati come se fossero nuovi.

Il ricondizionamento dei cuscinetti è dunque un servizio importante per l’industria siderurgica, poiché non solo consente risparmi di costi e migliora la disponibilità dei pezzi, ma diminuisce anche il rischio di guasti e dei conseguenti tempi passivi.

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Le varie fasi del lavoro di ricondizionamento dei cuscinetti di spalla

1. Spedizione all’ISC – E’ preferibile l’invio dei set completi;
2. Scomposizione, lavaggio e analisi approfondita dei danneggiamenti (rilevamento delle cricche, controlli della durezza, misurazione di forma e dimensioni), valutazione del processo di riparazione economicamente più conveniente;
3. Emissione di una prima relazione e indicazione del costo della riparazione;
4. Rettifica dei diametri esterni di un set di cuscinetti per portare l’altezza della sezione (misurata dinamicamente) agli stessi valori, con un’asportazione minima del sovrametallo e la sostituzione di anelli se necessario;
5. Rilavorazione e lucidatura di tutti i componenti;
6. Sostituzione di anelli interni, gabbie, rulli, ecc, se necessario;
7. Lavaggio e assemblaggio per eseguire la misurazione dinamica dell’altezza di sezione e la selezionatura;
8. Scomposizione, seguita da una ripulitura dei diametri esterni;
9. Ricomposizione, rivestimento con protettivo, ingrassaggio e inserimento di nuove protezioni, se necessario;
10. Confezione e spedizione; i cuscinetti vengono montati su alberi o preferibilmente in casse;
11. Completamento della relazione sulle analisi e sulle misurazioni secondo le specifiche del cliente, comprendente i suggerimenti per le eventuali azioni correttive da intraprendere.