Per l’energia eolica serve un grande rullo

Fig. 1 - Ralla FLT di grandi dimensioni FLT

Per l’energia eolica serve un grande rullo. Lunga durata, grandi dimensioni e carichi elevati. Queste le peculiarità delle ralle di rotazione sviluppate da FLT per il settore dell’energia eolica

Negli ultimi anni, la produzione di energia eolica si è sviluppata verso i megawatt. Pertanto, la domanda di rulli di grandi dimensioni è aumentata vertiginosamente.

Nel processo di costruzione delle ralle di rotazione del passo si è passati da una struttura 4P a una struttura a rulli incrociati. Il processo di fabbricazione dei rulli di grandi dimensioni, utilizzati nel campo dell’energia eolica, richiede elevata affidabilità e precisione. Lo stabilimento FLT in Cina fornisce già rulli di grandi dimensioni per le principali società del settore.

Fig. 2 – Tornitura e controlli a ultra-suoni

I requisiti principali di questa specifica applicazione sono i seguenti:

  • lunga durata con almeno 20 anni di garanzia;
  • carichi elevati e, quindi, profilo dei rulli con una grande bombatura;
  • dimensioni dei rulli uniformi all’interno dello stesso cuscinetto;
  • alta affidabilità, poiché i costi di riparazione e fermo sono elevatissimi.

Processo produttivo dei cuscinetti

Il processo produttivo dei cuscinetti segue diverse fasi, che partono dalla scelta dei materiali e arrivano selezione e confezionamento:

  • materiali
  • ricottura
  • processo di tornitura
  • trattamento termico
  • rettifica
  • controllo
  • selezione e confezionamento.

Materiali

Al fine di raggiungere una durata elevata, FLT si è accordata con i produttori di acciaio, per rispettare tutte le specifiche tecniche e di qualità necessarie all’ottenimento un altissimo livello di pulizia. Gli acciai impiegati sono 100CrMnSi6-4 o 100 CrMo7-3. Al fine di assicurare questo alto livello di qualità, prima di essere spedito a FLT, l’acciaio deve essere controllato al 100% con ultrasuoni.

L’ispezione del materiale viene eseguita su ogni lotto in ingresso e i controlli riguardano: composizione chimica, macro e microstruttura, inclusioni non metalliche (fig. 3).

Fig. 3 – Ispezione micro-struttura

Ricottura

La barra d’acciaio deve essere ricotta prima della lavorazione per acquisire buone proprietà meccaniche. Nel corso di questa fase, vengono controllate anche durezza e microstruttura.

Processo di tornitura

Il processo include quattro passaggi:

  1. il taglio della barra d’acciaio;
  2. la sgrossatura;
  3. il rilevamento ultrasonico; lo standard del difetto è Φ 0.5×0.4,:
  4. la tornitura fine.

Il controllo ultrasonico è collocato tra sgrossatura e tornitura fine perché sulla superficie del rullo è presente un’area vuota di circa 0,4 di spessore; quest’area vuota potrebbe essere rimossa con il processo di regolazione fine (fig. 2).

Trattamento termico

Il trattamento termico si esegue con forno di tempra a sale. Le fasi del flusso mostrano i dettagli del processo: caricamento, lavaggio, asciugatura, riscaldamento, rinvenimento, lavaggio, asciugatura e tempra.

Il tempo e la durata di trattamento costituiscono i parametri fondamentali per ottenere i migliori risultati. Il controllo automatizzato di questi, ne garantisce la perfetta riuscita.

Per questo processo, FLT usa i forni Aichelin, largamente utilizzati in questo ambiente industriale.

Fig. 4 – Processo di rettifica

Rettifica

Un elemento-chiave per il rullo del cuscinetto è il profilo logaritmico. Questo fattore è molto importante per supportare il carico, specialmente durante la prova al banco e per ridurne il tempo di prova. In mancanza di un adeguato profilo, e con un eccessivo carico, ci sarà un cedimento anticipato dei rulli e del cuscinetto stesso.

Profilo del rullo

FLT usa strumenti Marh per verificare i profili. La simmetria è molto importante e l’errore massimo consentito è di 3 micron (fig. 5). In alcuni casi, per applicazioni speciali, si realizzano profili dedicati che sono la combinazione del profilo logaritmico + raccordo a raggio costante.

Fig. 5 – Combinazione del profilo logaritmico + raccordo a raggio costante

Un’altra caratteristica chiave è quella di avere la stessa classe di selezione dei rulli all’interno dello stesso cuscinetto, al fine di avere un carico uniformemente distribuito. Il 95% percento dei rulli FLT viene prodotto con un range massimo di 3 micron e poi selezionato. In casi particolari, si reduce ulteriormente di una classe e si abbassa a G1. In questo caso, si producono rulli con una variazione di 2 micron, e poi selezionati.

Controllo

I controlli effettuati con le Eddy Current sono uno dei diversi sistemi utilizzati. FLT usa un sistema automatizzato che controlla il 100% dei rulli, andando a rilevare difetti nella misura di 3X0.05×0.05 mm. Il personale addetto viene costantemente istruito su come impostare al meglio il sistema, per aumentarne la sensibilità di ricerca.

Fig. 6 – Fase di controllo con Eddy Current

Il personale addetto riceve anche un certificato che dichiara l’idoneità all’utilizzo della macchina rilevatrice alle Eddy Current. Dopo questo ultimo controllo, i rulli sono pronti per essere selezionati e confezionati, destinati poi al loro utilizzo.