59 / 84
INDUSTRIA DELL’ENERGIA
DOSSIER
progettare 387
•
MARZO
2015
59
radiali a rulli cilindrici, cuscinetti a
rulli conici, cuscinetti radiali orien-
tabili a rulli, cuscinetti radiali rigidi
a sfere e cuscinetti a sfere a contatto
obliquo. Un’ulteriore innovazione
sviluppata da NSK nel campo della
tecnologia dei materiali è rappre-
sentata dalla copertura in cerami-
ca dei cuscinetti, che garantisce la
protezione e una maggiore durata
di esercizio nelle applicazioni in
cui i cuscinetti standard vengono
sottoposti a fenomeni di corrosione
elettrica: ad esempio, nei generatori
delle turbine eoliche.
La ceramica è applicata mediante
nebulizzazione al plasma per garan-
tire un’adesione ottimale all’acciaio
del cuscinetto. Il rivestimento in
ceramica viene poi ricoperto da
una resina acrilica che garantisce
un’elevata resistenza elettrica. I cu-
scinetti ibridi che utilizzano sfere in
ceramica offrono prestazioni ecce-
zionali tra cui un’elevata resistenza
termica, lunga durata di esercizio,
peso ridotto e bassa espansione
termica. Inoltre, le sfere in ceramica
non sono conduttrici di energia elet-
trica. Questo rende i cuscinetti ibridi
particolarmente adatti a un utilizzo
come cuscinetti per generatori. NSK
impiega la stesso materiale in ce-
ramica con nitruro di silicio (Si3N4)
anche per l’elemento volvente dei
cuscinetti ibridi.
L’aumento costante delle presta-
zioni dei cuscinetti personalizza-
ti per turbine eoliche richiede la
verifica delle proprietà attraverso
test applicativi specifici in grado
di simulare le condizioni operative
reali. Tra questi, vi è il banco prova
per i cuscinetti dell’albero rotore.
Su questa struttura è possibile a-
nalizzare in maniera approfondita
i cuscinetti progettati per un utiliz-
zo su turbine multi-megawatt. Si
possono applicare carichi radiali e
assiali e momenti torcenti in base
ai quali i carichi possono reagire
in maniera statica e dinamica. Il
secondo metodo di valutazione è
costituito dal test per cuscinetti per
alberi ad alta velocità. I cuscinetti
utilizzati su alberi ad alta velocità
possono essere testati attraverso
un sistema specifico. Come accade
con i cuscinetti per alberi rotore,
si possono applicare forze statiche
e dinamiche e coppie di attrito al
cuscinetto.
Durata del cuscinetto
Oltre ai test, per realizzare progetti
per applicazioni specifiche è neces-
sario considerare tutti gli aspetti in
grado di garantire elevata capacità
ed efficienza.
Risulta di fondamentale importanza
valutare un aspetto: la durata del
cuscinetto. Gli esperti sono da sem-
pre consapevoli che, per fornire una
valutazione affidabile, è necessario
considerare diversi parametri. Gli
ultimi sviluppi di NSK includono
metodi ottimizzati e procedure di
calcolo che aumentano il livello di
accuratezza delle stime. Nella nor-
ma ISO 281, allegato 4, il calcolo del
coefficiente di durata modificato è
basato sulla geometria semplificata
del cuscinetto.
Per aumentare la precisione dei
risultati di questi calcoli, NSK ha
sviluppato Stiff, un programma che
considera parametri importanti, ol-
tre alla geometria interna, come la
deformazione dell’albero e dell’al-
loggiamento, il disallineamento, il
gioco interno e il precarico, l’area di
carico, la distribuzione dello stesso
tra gli elementi volventi e la pista
di rotolamento. Questo suddivide
Cuscinetti a rulli conici per planetari e riduttori,
cuscinetti a sfere e a rulli cilindrici
e cuscinetti orientabili a rulli.