Il controllo dei cuscinetti FLT per i veicoli di nuova energia

FLT & METALS illustra i controlli-chiave della tecnologia dei materiali e dei trattamenti termici per cuscinetti impiegati per le trasmissioni di autovetture di nuova energia

I nuovi cuscinetti per trasmissioni di autovetture energetiche includono cuscinetti a rulli conici, cuscinetti a rulli cilindrici, cuscinetti radiali a sfere, cuscinetti a contatto obliquo e cuscinetti a quattro punti di contatto, come mostrato nella figura 1.

Le caratteristiche di funzionamento dei cuscinetti per veicoli di nuova energia sono alta velocità, carico elevato, basso attrito, bassa rumorosità e lunga durata. Al fine di adattarsi a tali caratteristiche di funzionamento, i materiali dei cuscinetti corrispondenti e le caratteristiche del processo del trattamento termico sono mostrati nella tabella 1.

Il controllo dei cuscinetti FLT per i veicoli di nuova energia

FLT al fine di migliorare la durata dei cuscinetti delle trasmissioni dei veicoli di nuova energia, oltre a utilizzare software di simulazione al computer per progettare il design della struttura del cuscinetto , realizza le piste dei cuscinetti ottimizzate per un design a basso attrito e per ridurre i cedimenti prematuri dovuti alla concentrazione delle sollecitazioni. Oltre a simulare il grafico delle sollecitazioni interne del cuscinetto, calcolando la massima sollecitazione di contatto, la coppia di attrito e parametri tecnici come rigidità, efficienza e precarico, è necessario controllare i fattori chiave che determinano la vita del cuscinetto come materiali e tecnologia di elaborazione del trattamento termico.

Controllo della qualità del materiale

I nuovi cuscinetti di trasmissione per veicoli energetici sono cuscinetti di piccole e medie dimensioni, che utilizzano barre generalmente di diametro inferiore a 80 mm. Come si può vedere dalla tabella 1, con l’aumentare delle prestazioni del cuscinetto, sono richieste proprietà del materiale più elevate, e quindi requisiti più elevati sulla qualità metallurgica del materiale (tabella 2).

I materiali comunemente usati per i cuscinetti denominati GCr15 in Cina, in base alla qualità metallurgica, sono suddivisi in acciaio per cuscinetti di alta qualità, acciaio per cuscinetti di alto grado di qualità, acciaio per cuscinetti di altissima qualità, acciaio per cuscinetti super pulito, (tabella 3).

Nello stabilimento FLT in Cina, dove vengono realizzati principalmente tali cuscinetti, si è deciso di produrre solo con acciaio in Extra Quality e Acciaio Super Pulito.

Tali acciai di alta qualità, necessitano tra l’altro il rilevamento dei difetti sia con ultrasuoni che con eddy current o liquidi penetranti, al fine di evitare la presenza di microfratture all’interno delle barre stesse.

L’analisi della modalità di cedimento del materiale, dovuta a cause materiali, è mostrata nella tabella 4.

Controllo della qualità trattamento termico e della forgiatura

Una caratteristica chiave per poter realizzare i cuscinetti FLT di altra qualità, e sicuramente il controllo del trattamento termico e la forgiatura.

Di questi, sicuramente la forgiatura riveste un ruolo principale. A tal proposito l’attenzione si concentra soprattutto sul metodo di riscaldamento (a induzione a media frequenza) e successivamente dalla formatura.

Processi avanzati per la forgiatura di veicoli a nuova energia

La tecnologia utilizzata è la formatura “Near-net-shape” che consiste in una serie di tecnologie di forgiatura, pressatura e rullatura di anelli ed elementi volventi, che permette di ottenere componenti molto vicini alla loro forma finale.

È una tecnologia avanzata di produzione di pezzi grezzi. La rullatura di espansione a temperatura ambiente, non solo garantisce una  elevata precisione dimensionale, un risparmio di materiale che può raggiungere anche il 15% ~ 30% ma migliora notevolmente la qualità del prodotto. La distribuzione delle fibre è ottimale e l’affinamento del grano come mostrato nella figura 2, aumenta la durata a fatica del cuscinetto. FLT e i principali produttori mondiali di cuscinetti hanno adottato questa tecnologia.

In sintesi

Per aumentare le performance dei cuscinetti, soprattutto impiegati nelle nuove generazioni di trasmissioni per veicoli ad alta efficienza energetica, è necessario avere un processo di produzione di alta qualità. I cuscinetti sono tendenzialmente più piccoli rispetto al passato e alle trasmissioni tradizionali. Il materiale, il trattamento termico, la pulizia, la forgiatura e la carbonitrurazione delle superfici di rotolamento, permettono di poter superare condizioni di lavoro impegnative. FLT è in grado di adempiere a tutte queste condizioni e conferma la sua presenza in questo mercato sempre di più in espansione ed esigente.

Il supporto tecnico e la prontezza dei calcoli, accompagnano i tecnici dei nostri clienti al raggiungimento del design ottimale e affidabile dei loro prodotti.