Il Gruppo RIVA, leader assoluto in Italia nel campo delle produzioni siderurgiche, con 39 impianti produttivi nel mondo (di cui 21 in Italia) è in grado di coprire completamente la filiera dell’acciaio, dalla colatura dell’acciaio grezzo alla produzione di lavorati finiti come tubi e profili.

Proprio nell’ambito delle linee dedicate alla produzione del tubo è emersa la possibilità di migliorare il design delle macchine in uso presso gli stabilimenti del Gruppo tramite l’applicazione di Unità schermate SKF a rulli conici, sviluppate per applicazioni veicolistiche medie e pesanti (veicoli industriali e treni). Tali componenti sono caratterizzati dalla presenza di schermature ad alto rendimento, dal design ottimizzato per massimizzarne la velocità ammissibile e la capacità di carico, da un’estrema compattezza e, seppur prodotte in larghissima serie nell’esecuzione dedicata al settore veicolistico, dalla possibilità di ricevere un gioco interno assiale specifico per le condizioni di lavoro previste dall’applicazione considerata: si configurano pertanto come la soluzione ideale per rispondere alle severe esigenze di produzione e lavorazione del tubo.

In tali impianti, infatti, le velocità sono mediamente elevate, mentre i carichi sono resi particolarmente critici non solo dalla loro entità ma, soprattutto, dall’indeterminatezza derivante dall’orientamento istantaneo del tubo in fase di profilatura. L’esigenza di compattezza delle gabbie e la forte presenza di inquinanti (calamina) e fluido lubrorefrigerante completano il quadro di una condizione applicativa quasi estrema per i normali cuscinetti per i quali, infatti, non è raro riscontrare durate di esercizio di poche settimane o addirittura alcuni giorni.

Test e risultati

Da queste considerazioni ha preso avvio la fase di test su alcune linee pilota negli stabilimenti del Gruppo e su alcuni rulli-prototipo progettati dall’Ingegneria dell’Applicazione della SKF Service Division Italia, congiuntamente al personale tecnico del Gruppo Riva, secondo un proficuo processo di collaborazione consolidato negli anni.

Sono dunque state identificate alcune posizioni chiave particolarmente significative e rappresentative delle condizioni di processo e il design dei corrispondenti rulli è stato modificato per consentire l’alloggiamento di Unità a rulli conici schermate, valutando opportunamente le corrette tolleranze come compromesso tra necessità di ritenzione dei cuscinetti e semplicità di montaggio e smontaggio dei rulli nelle gabbie dell’impianto.

Come descritto, le condizioni operative sottopongono questi rulli a elevati carichi radio/assiali di natura talvolta indeterminata, da cui la necessità di prevedere l’applicazione di sistemi di cuscinetti in grado di sopportare tale distribuzione di carico; le soluzioni maggiormente diffuse sono pertanto coppie di cuscinetti a rulli conici (spesso appaiate ad “O” per massimizzare la resistenza a momento ribaltante), oppure cuscinetti orientabili a rulli montati in maniera isostatica: entrambe soluzioni concettualmente corrette, ma che espongono il fianco a criticità di registrazione per la prima o di gestione della capacità di carico assiale e del giuoco assiale per la seconda. Per entrambe permane l’esigenza di prevedere gli opportuni sistemi di rilubrificazione e di tenuta per l’esclusione del contaminante.

Le Unita’ SKF a rulli conici, con le due file di rulli disposte ad “O”, avendo l’anello esterno in un unico pezzo e i due anelli interni lavorati con rasamento, garantiscono un montaggio agevole e l’ottenimento del corretto valore di giuoco o precarico assiale opportunamente stimato dai tecnici SKF a fronte dei dati applicativi; le tenute integrate consentono inoltre una maggiore efficacia nella protezione del cuscinetto.

Inoltre, pur mantenendo la possibilità di compattare l’assieme di montaggio, la maggiore larghezza degli elementi volventi consente, in base ai calcoli preliminari di verifica, un notevole incremento delle prestazioni in termini di capacità di carico e di rigidezza.

Risultati più che promettenti

A fronte dei risultati dei test effettuati (e tuttora in corso) è emerso un incremento della durata dei cuscinetti pari a 7 volte (700%), unitamente al minor consumo del mantello dei rulli riconducibile alla maggior rigidezza dell’assieme: sono evidenti i vantaggi in termini di riduzione dei costi, aumento della produttività e miglioramento della qualità del tubo.

Tuttavia, l’esigenza di compattezza delle teste, necessaria in relazione alla possibilità di coprire un range di diametri e spessori del tubo il più ampio possibile, in alcuni casi impone dei severi limiti all’ingombro dei cuscinetti di supporto dei rulli non consentendo, nei casi limite, l’alloggiamento di unità a rulli conici nelle serie dimensionali standard prodotte dalla SKF. Per sopperire a questi limiti e migliorare le prestazioni delle macchine in accordo alla medesima filosofia sopra presentata è però possibile ricorrere alle Unità schermate SKF a rulli cilindrici per applicazioni pesanti.

Questa tipologia di cuscinetti, grazie alla bassa sezione frontale, consente una riduzione degli ingombri radiali dell’alloggiamento oppure, a pari diametro esterno, un incremento della sezione dell’albero con notevoli benefici sulla rigidezza globale del sistema. Dal punto di vista dinamico, inoltre, la grande distanza tra le due corone di corpi volventi consente a questi cuscinetti di sopportare elevati momenti ribaltanti e gli orletti integrati negli anelli consentono di far fronte a carichi assiali anche rilevanti.

La maggiore larghezza dell’anello interno rispetto a quello esterno consente inoltre, qualora necessario, di affiancare direttamente più cuscinetti tra loro “a pacco”.

Le Unità SKF presentate, in entrambe le configurazioni, quando impiegate nelle applicazioni legate alla produzione del tubo, si dimostrano una soluzione vantaggiosa da ogni punto di vista. Essendo schermate e pre-ingrassate a vita consentono infatti di:

• aumentare la produttività degli impianti

• migliorare la qualità del prodotto finito

• semplificare le operazioni di montaggio e manutenzione

• eliminare la necessità di interventi di rilubrificazione

• ridurre i costi di produzione

• evitare la fuoriuscita di lubrificante nell’ambiente operativo

Le Unità rappresentano appieno la filosofia SKF di proporsi ai propri clienti come un partner globale di conoscenza, innovazione e modello di sostenibilità ambientale.