Sopravvivere anche in condizioni critiche

Un viaggio nell’industria siderurgica: come i cuscinetti sopravvivono in condizioni critiche.

L’industria siderurgica è caratterizzata da processi produttivi che operano in condizioni ambientali molto severe. Dopo l’iniziale processo di fonderia (durante il quale il metallo fuso viene versato in blocchi di acciaio), la fase successiva richiede che le lastre vengano estruse e ridotte di spessore in lunghi e ampi nastri di acciaio attraverso gli impianti di laminazione. I prodotti laminati possono essere ancora caldi nelle prime fasi del processo (in un laminatoio per nastri a caldo) o lavorati a temperatura ambiente nelle fasi successive (come in un laminatoio per nastri a freddo). In ogni caso, tutte le parti meccaniche coinvolte in questi processi devono resistere a diverse condizioni estreme come forti sbalzi di temperatura, l’ingresso di polvere, vapore, acqua e molti altri agenti inquinanti.

I cuscinetti sono in sofferenza…

I cuscinetti a rulli operanti in condizioni severe (come la rotazione ad alta velocità sotto carichi pesanti) devono comunque garantire un’elevata precisione ed affidabilità nonostante gli ambienti di produzione così difficili.

La divisione di cuscinetti Koyo di JTEKT possiede un’esperienza ultradecennale nella progettazione, sviluppo, test e omologazione di cuscinetti a rulli per le industrie della lavorazione dei metalli. Koyo è attualmente uno dei principali fornitori mondiali di questi tipi di cuscinetti per acciaierie. Le applicazioni tipiche sono il supporto dei cilindri di lavoro (cuscinetti a rulli conici a 4 corone) e dei cilindri di appoggio (cuscinetti a rulli cilindrici a 4 corone e cuscinetti a rulli conici a 2 corone).

Know how nell’industria della lavorazione dell’acciaio

Essendo uno dei fornitori principali in questo campo, Koyo ha la giusta esperienza e il know how per poter diagnosticare e affrontare problemi specifici che sorgono durante il funzionamento quotidiano di queste macchine.

Nel centro di ricerca e sviluppo di Koyo per cuscinetti di grandi dimensioni a Kokubu, in Giappone, gli ingegneri utilizzano un laminatoio di prova dedicato per le applicazioni steel mill (macchine di produzione di acciaio) e per poter fornire input per simulazioni dei metodi di produzione dell’acciaio più comuni.

Grazie a questa esperienza, i potenziali problemi possono essere anticipati e rimossi in nuove linee di produzione di acciaio o risolti rapidamente in macchinari già esistenti. In alcuni casi è necessaria una riprogettazione completa del cuscinetto o di uno dei suoi componenti. Uno di questi casi specifici è descritto qui di seguito.

Caso di studio: prevenzione di infiltrazioni d’acqua in un cuscinetto

Un cliente di un’acciaieria stava riscontrando infiltrazioni d’acqua nei cuscinetti del collo del cilindro (Figura 6). Durante l’ispezione, è stata osservata una scanalatura profonda 1,5 mm sull’anello interno del cuscinetto lungo la superficie di contatto con il labbro della tenuta. Il cliente ha richiesto un’analisi della causa principale dell’ingresso di acqua e della scanalatura e, di conseguenza, una contromisura per evitarla in futuro.

Analisi del fenomeno

Dopo un’indagine da parte di un tecnico Koyo, si è riscontrato che la scanalatura era causata dalla formazione di scaglie tra il labbro della tenuta e l’anello interno del cuscinetto. La combinazione di scaglie, acqua e grasso ha creato un indesiderato “composto per lappatura” (lapping compound) che ha facilitato l’abrasione della superficie di scorrimento. A causa di questa usura, il contatto tra il labbro e l’anello interno si è ridotto, il che ha comportato una diminuzione della capacità di tenuta della guarnizione. La conseguenza era che l’acqua entrava facilmente all’interno del cuscinetto (Figure 7 e 8).

La soluzione? Una riprogettazione completa della tenuta

La contromisura adottata per evitare l’usura della scanalatura ha comportato una modifica della geometria del labbro della tenuta per ridurre la quantità di scaglie che si accumulavano in quella zona. Anche la parte inferiore del labbro è stata modificata in modo che l’area di contatto tra la guarnizione e l’anello interno diventasse più stabile, riducendo le vibrazioni e permettendogli di rimanere a contatto con l’anello interno del cuscinetto con una pressione ridotta, senza tuttavia perdere la capacità di tenuta (Figura 9).

In sintesi

In retrospettiva, la riprogettazione della tenuta può apparire semplice e ovvia come soluzione, ma per arrivare ad una contromisura efficace sono necessarie molte conoscenze ingegneristiche, creatività progettuale, immaginazione e interazione con l’utilizzatore finale. Dopo le fasi di test e di validazione, i miglioramenti finali sono stati implementati con successo.

Per maggiori dettagli tecnici su applicazioni del settore steel mill e/o per informazioni generali sui prodotti Koyo, si prega di contattare Koyo Italia Srl (koyo.italia@jtekt.eu) o il distributore Koyo più vicino, oppure di visitare il sito web europeo www.koyo.eu.

di Giusy Giaccherini

LASCIA UN COMMENTO

Please enter your comment!
Please enter your name here