Prima mondiale: test ultrasonici per previsioni estremamente accurate della durata dei cuscinetti

Dopo anni di ricerca e sviluppo, NSK rivaluta il coefficiente di carico dinamico di base di molti cuscinetti, portandolo fino al doppio dell’equivalente durata alla fatica da contatto di rotolamento. NSK è la prima aziende in 60 anni a modificare radicalmente la tecnica di calcolo della durata dei cuscinetti, aiutando gli utenti finali ad aumentare la produttività e migliorare la salvaguardia dell’ambiente.

Alcuni tecnici potrebbero essere sorpresi nell’apprendere che le formule utilizzate ancora oggi per calcolare la durata dei cuscinetti sono praticamente le stesse definite da un rapporto pubblicato nel 1962 dalla International Federation of the National Standardizing Associations (ISA), antesignana della International Organization for Standardization (ISO). Nel 2023, dopo oltre sei decenni, NSK ha scoperto alcune cose interessanti sul calcolo e sulla previsione della durata dei cuscinetti, arrivando così a riconsiderare le tecniche di valutazione di questo parametro critico.

Il progetto era nato circa 20 anni fa, quando NSK aveva rilevato un crescente divario fra la durata dei cuscinetti calcolata secondo le norme ISO e la durata effettiva verificata con appositi test. Fu così avviato uno studio dettagliato.

Già allora NSK aveva verificato che la durata dei suoi cuscinetti era all’incirca 20 volte maggiore rispetto alla durata prevista secondo le norme ISO. Oggi, nel 2024, la durata dei cuscinetti di NSK può essere oltre 50 volte maggiore. Tenersi ampi margini di sicurezza è corretto, ma la maggior durata dei cuscinetti porta benefici in termini di aumento dell’efficienza produttiva e protezione dell’ambiente, riducendo la frequenza delle sostituzioni e la quantità di rifiuti.

Lo studio di NSK ha dimostrato che, in condizioni di lubrificazione ottimale, la composizione e la qualità (presenza di impurità) dell’acciaio per cuscinetti sono indicatori più precisi per prevedere la durata di un cuscinetto. Tuttavia, proseguendo gli studi, gli ingegneri hanno constatato che un metodo di valutazione basato sulla meccanica della frattura avrebbe potuto fornire informazioni più approfondite.

Lo sviluppo tecnologico è cominciato con un progetto di innovazione aperto in collaborazione fra NSK e l’Università di Kyushu. il risultato è un metodo di valutazione quantitativo che consente di stabilire quali fattori hanno determinato il processo di propagazione di una cricca in un materiale e in quale misura. Nel dettaglio, combinando il nuovo metodo con una tecnica di ispezione a ultrasuoni che rileva le inclusioni non metalliche in una grande quantità di acciaio, NSK ha scoperto di poter prevedere la durata dei propri cuscinetti con molta più precisione.

Con l’introduzione del metodo di ispezione a ultrasuoni Micro-UT, oggi è possibile ispezionare un volume di acciaio oltre 3.000 volte maggiore rispetto ai tradizionali metodi con microscopio, impiegando il 20% del tempo. NSK ha già installato questi sistemi di collaudo innovativi presso i propri Centro Tecnologici in tutto il mondo.

Il catalogo attuale dell’Azienda contiene un numero elevatissimo di tipologie di cuscinetti, con applicazioni e condizioni d’uso da parte dei clienti altrettanto variegate. Per assicurare che i clienti possano utilizzare i cuscinetti NSK con la massima fiducia, l’Azienda sta revisionando i coefficienti di carico dinamico di base prevedendo un adeguato margine di sicurezza. I clienti possono contare sul fatto che il processo di aggiornamento si svolgerà secondo una metodologia accuratamente studiata, supportata da numerosi dati empirici. Tutti i valori incrementati rientreranno comunque nell’intervallo di sicurezza.

1) Le inclusioni non metalliche nelle piste di rotolamento interne sono una delle cause principali dello sfaldamento




2) Diagramma del metodo Micro-UT (test a ultrasuoni per rilevare inclusioni non metalliche)




3) Le dimensioni e la quantità delle inclusioni non metalliche aiutano a prevedere la durata dei cuscinetti volventi

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