TRASMISSIONI MECCANICHE 466

31 trasmissioni meccaniche 466 • novembre / dicembre 2024 dell’azienda include supporti orientabili, componenti lineari, unità cuscinetto per mozzi ruota, nonché cuscinetti per motori e trasmissioni. L’impresa ha l’obiettivo di assumere una posizione di leadership dal punto di vista qualitativo nel suo settore. L’impegno per questo primato è visibile nel processo di miglioramento costante, nell’eccellente sviluppo dei prodotti, nell’ot- timizzazione dei processi di produzione e nellacuraprestataal servizioagli utilizzatori. Cosa prevede la normativa I coefficienti di carico sono regolamentati dalla normativa ISO 281:2007, la quale stabilisce che, quando si testa un lotto di dieci cuscinetti identici, almeno nove devono superare la soglia di 1 milione di rotazioni senza cedimenti. La ISO 281 non consente di aumentare la durata operativa in certe condizioni, ma in pas- sato qualsiasi modifica al cuscinetto do- veva essere seguita da una serie di test. NSK ha invece sviluppato un metodo di collaudo non distruttivo specifico, che consente di evitare ulteriori test e offre all’utilizzatore finale il vantaggio di un aumento consistente della capacità di carico e di conseguenza della durata utile dei cuscinetti. In generale, la maggior parte dei clienti calcola la durata di un cuscinetto facendo riferimento al catalogo del produttore. In alternativa si possono inserire i valori di carico esterno e i dati del cuscinetto in uno specifico programma di calcolo. Questa tipologia di calcolo, considerato come standard universale è però effettua- to ancora in conformità con la ISO 281. Tuttavia, da quando sono stati sviluppati e introdotti metodi per determinare la durata di un cuscinetto (fin dal 1962), la purezza del materiale e le capacità di produzione hanno fatto passi da gigante. Pertanto, la durata effettiva di un cusci- netto secondo collaudi effettuati è ten- denzialmente molto più lunga di quanto indichino i risultati ai sensi della ISO 281. Test: ‘gemelli digitali’ NSK ha scelto di semplificare le cose, affiancando modelli computerizzati ai test empirici. L’idea di fondo è utilizzare questi modelli come ‘gemelli digitali’ con l’obiettivo di eliminare i test di durata sui cuscinetti fisici e determinare la variazio- ne del coefficiente di carico dinamico so- lamente per mezzo di valutazioni digitali. Gli studi condotti internamente da NSK hanno dimostrato che la composizione e la qualità dell’acciaio per cuscinetti, in particolare la percentuale di impurità non metalliche presenti nell’acciaio, ha un for- te impatto sulla durata del cuscinetto ed è in effetti un indicatore più preciso della durata rispetto ai metodi di calcolo sopra descritti. I nostri tecnici hanno constatato che unmetodo di valutazione basato sulla meccanica della frattura (un ramo della meccanica che studia la propagazione delle cricche nei materiali) potrebbe for- nire informazioni più significative. L’azienda ha collaborato con l’Università Kyushu in Giappone per sviluppare un metodo di valutazione quantitativo che consente di stabilire quali fattori deter- minano il processo di propagazione di una cricca in un materiale e in quale mi- sura. Nel dettaglio, combinando il nuovo metodo con una tecnica di ispezione a ultrasuoni che rileva le inclusioni nonme- talliche in una grande quantità di acciaio, NSK ha scoperto di poter prevedere la durata dei propri cuscinetti con maggior precisione. Durata dei cuscinetti NSK ha quindi rivalutato il coefficiente di carico dinamico di molti cuscinetti senza apportare alcuna modifica alla progetta- zione o ai materiali, mantenendo al tem- po stesso margini di sicurezza adeguati per ogni valore ricalcolato. Con questa revisione, la durata stimata dei cuscinetti radiali a rulli, ad esempio, può arrivare a un valore doppio rispetto al passato. Ancora meglio, a seguito dell’incremento dei coefficienti di carico dinamico, i cu- scinetti diventano idonei in condizioni di carico più elevato e, quindi, l’azienda può optare per cuscinetti più piccoli comunque in grado di svolgere la stessa funzione di componenti più grandi. Si ottengono così vantaggi in termini di dimensioni più com- pattedellemacchine e riduzionedi peso. Gli utilizzatori finali possono contare sul fatto che i nuovi valori di durata dei cuscinetti vengono determinati con una metodolo- gia accuratamente studiata, supportata da un ricco database di dati empirici. Tutti i nuovi valori saranno fondamentalmente superiori pur mantenendo ampi margini di sicurezza. I ricercatori e gli sviluppatori di NSK hanno utilizzato un metodo di valuta- zione quantitativa per stabilire quali sono i fattori o la quantità e le dimensioni delle impurità che influiscono sul processo di propagazione delle cricche nell’acciaio dei cuscinetti volventi e in quale misura. Per eseguire e analizzare le simulazioni sono stati utilizzati computer con una potenza di calcolo estrema. Confronto CR ratio convenzionale rispetto al nuovo CR ratio.