Una fabbrica di bibite risparmia 10.874 Euro all'anno con i cuscinetti NSK

Un produttore britannico di bevande analcoliche, che lamentava cedimenti prematuri dei cuscinetti in un macchinario automatizzato, ha risolto il problema adottando i cuscinetti radiali rigidi a sfere con schermi non striscianti, e lubrificati a vita, di NSK. La scelta ha prolungato la durata dei cuscinetti di 52 volte, generando risparmi annuali per €10.874.

Stanchi di subire cedimenti dei cuscinetti con frequenza settimanale per motivi ignoti, i responsabili dell'impianto di produzione di bibite hanno chiesto al team di ingegneri specializzati di NSK di effettuare una revisione completa dell'applicazione. Risalire alle origini del problema era fondamentale, perché la macchina è una risorsa ad alta velocità e ad alta capacità per l'azienda. I cuscinetti radiali rigidi a sfere installati venivano sostituiti ogni settimana perché la loro durata non poteva essere garantita per intervalli di tempo più lunghi.

Il produttore di bevande sospettava che la causa dei cedimenti fosse dovuta alla contaminazione da polvere che riveste l'interno della guaina di film plastico che viene infilata sulle bottiglie. L'analisi di NSK ha però dimostrato che la causa non era la contaminazione da polvere. Le origini del problema erano completamente diverse.

Dopo aver analizzato sei cuscinetti guasti con una revisione applicativa nell'ambito del Programma a Valore Aggiunto AIP, gli esperti di NSK hanno individuato la causa reale del cedimento nel magnetismo residuo, che a sua volta causava un fenomeno di frenatura magnetica (corrente parassita). La fonte del magnetismo è intrinseca al processo di applicazione delle guaine, che comporta come prima operazione l'apertura della guaina prima di posizionarla sulla maschera di applicazione. I cuscinetti sono montati su un mandrino che viene supportato e tenuto in posizione da magneti; il mandrino consente ai rulli di guidare correttamente la guaina.

Al termine di un processo di analisi approfondita, cominciato con lo smontaggio dei cuscinetti guasti per consentire un'ispezione accurata delle strutture interne, la causa primaria dei guasti è stata individuata nel magnetismo residuo. Tutti i cuscinetti mostravano caratteristiche simili, fra cui un diametro esterno estremamente levigato, indice di una rotazione scorretta e dello scivolamento del rullo/guaina sulla superficie esterna.

Un'altra caratteristica dei cuscinetti guasti era una leggera smerigliatura (frosting) della superficie della pista di rotolamento, con rigature più accentuate in alcune aree. Il "frosting" è tipico dei cuscinetti con gabbia metallica, ma in questo caso era più accentuato rispetto alla norma.

Nonostante questi difetti limitati, il team di NSK ha valutato che i cuscinetti fossero complessivamente in buone condizioni. In effetti le superfici di rotolamento non mostravano segni evidenti di ingresso di sostanze contaminanti o cause rilevanti di danneggiamento che avrebbero potuto causare la rotazione "dentellata" e irregolare dei cuscinetti montati sull'impianto di produzione di bibite.

La prova definitiva è stata invece data dall'alto livello di magnetismo rilevato su anelli, sfere e gabbie dei cuscinetti. La posizione dei magneti nel mandrino è vicina ai cuscinetti ed è questo il principale indizio di colpevolezza. A seconda dell'effetto della polarità del magnetismo sui componenti, è probabile che le sfere/gabbie abbiano magnetizzato gli anelli, causando la rotazione irregolare dei cuscinetti. I tecnici di NSK hanno concluso che i livelli elevati di magnetismo favorivano una smerigliatura (frosting) superiore alla norma. Anche la mancanza di grasso all'interno dei cuscinetti è stata considerata una concausa rilevante, per la conseguente usura da attrito "metallo su metallo".

Per eliminare l'alto livello di magnetismo, l'azienda di bevande ha valutato la possibilità di riposizionare i magneti del mandrino più lontani dai cuscinetti. Questa modifica è stata però giudicata impraticabile, pertanto serviva una diversa tipologia di cuscinetto.

NSK ha suggerito che un cuscinetto con schermi non striscianti lubrificato a vita sarebbe stata un'alternativa migliore. Inoltre, una gabbia in plastica avrebbe ridotto la quantità di metallo presente nel cuscinetto e, di conseguenza, l'accumulo di magnetismo. Con queste premesse, NSK ha raccomandato i cuscinetti radiali rigidi a sfere Serie 627 con gabbia in resina poliammidica T1X, gioco MC5 e schermi.

La soluzione ha prodotto un incremento esponenziale della durata dei cuscinetti, da una settimana a un anno, e un risparmio annuale di €10.874 generato dalla riduzione dei costi di sostituzione dei cuscinetti e manodopera.
Un impianto per la produzione di bibite risparmia €10.874 ogni anno grazie all'installazione dei cuscinetti radiali rigidi a sfere con gabbia in plastica di NSK

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