Cuscinetti resistenti grazie all'acciaio

Nsk ha sviluppato il materiale per cuscinetti TL (Tough and Long Life) per risolvere i fenomeni di danneggiamento e di frattura dell'anello interno dei cuscinetti radiali orientabili a rulli, tipicamente utilizzati nelle sezioni di essiccazione delle macchine per la produzione della carta. Oltre ad evitare la rottura dell'anello interno, l'acciaio speciale TL garantisce una maggiore durezza delle superfici di rotolamento e una stabilità dimensionale in presenza di temperature elevate. L'acciaio TL è stato sviluppato da Nsk in Giappone per far fronte ai problemi sempre più frequenti di cedimenti dei cuscinetti dovuti alla tendenza a impiegare temperature di funzionamento sempre più elevate nelle sezioni di essiccazione. Oggi, grazie alla disponibilità e allo sviluppo di impianti sempre più performanti, le temperature nel cilindro cavo della sezione di essicazione, attraverso il quale passano vapore ed olio, possono raggiungere i 180 °C e, talvolta, nelle macchine di ultima generazione, arrivano addirittura a 200-230 °C. Queste temperature provocano sollecitazioni termiche, che a loro volta possono determinare la rottura degli anelli interni dei cuscinetti orientabili a rulli utilizzati nelle sezioni di essiccazione. Durante l'essiccazione si verificano fenomeni di espansione termica del cilindro, questo fa aumentare lo sforzo di trazione sull'anello interno del cuscinetto per via della differenza di temperatura tra il cilindro e l'anello. In queste condizioni sussiste un rischio maggiore di cedimento per frattura dell'anello interno. Un metodo per evitare l'aumentare delle sollecitazioni da trazione consiste nell'abbattere la differenza di temperatura tra il cilindro e l'anello interno. Questo è possibile attraverso il raffreddamento del cilindro e attraverso l'utilizzo di una bussola coibentata per isolare le parti del cuscinetto dal calore generato nel cilindro cavo. Alcune macchine hanno già adottato questa contromisura. I macchinari attuali, ad ogni modo, sono piuttosto complicati e le modifiche strutturali non sono sempre semplici da eseguire. Di conseguenza, il settore tende a favorire un approccio diverso mirato a rafforzare i cuscinetti. Nsk ha esaminato la dinamica del processo di rottura degli anelli interni e ha elaborato un metodo di valutazione della resistenza che le ha permesso di sviluppare la specifica TL. Si tratta di un particolare trattamento superficiale applicato ad un acciaio speciale che produce sia un'elevata durezza delle superfici di rotolamento, sia una stabilità dimensionale ad alte temperature (fino a 200 °C), pur avendo lo stesso livello di tensioni residue di compressione dell'acciaio cementato tradizionale. Quest'ultima caratteristica aumenta la resistenza alla rottura rispetto ai tradizionali cuscinetti orientabili a rulli. In effetti, i cuscinetti in acciaio TL presentano una resistenza alla rottura degli anelli interni superiore a quella dei cuscinetti in acciaio bainitico e acciaio standard per cuscinetti. La durezza superficiale delle sedi di rotolamento dell'acciaio TL è superiore anche a quella dell'acciaio bainitico per cuscinetti e dell'acciaio cementato. Ciò significa che con l'acciaio TL si ottiene una durata, in presenza di inclusioni, superiore a quella di qualsiasi altro acciaio per cuscinetti. Sebbene Nsk abbia sviluppato il materiale TL per i cuscinetti radiali orientabili a rulli utilizzati nelle macchine per la produzione della carta, la capacità di prevenire le fratture, la stabilità dimensionale e la durata superiore rendono questo materiale ideale per un utilizzo in una gamma estesa di applicazioni.