La SKF ha introdotto nel catalogo una gamma migliorata ed estesa di cuscinetti a sfere a contatto obliquo a una corona Explorer da utilizzare in applicazioni quali compressori e pompe a vite, comprese le pompe a vite per vuoto industriali. Questi cuscinetti possono aiutare ad aumentare la densità di potenza e migliorare le prestazioni e l’efficienza della macchina consentendo il funzionamento a velocità più elevate e con un attrito inferiore, fornendo allo stesso tempo competitività in termini di costi, nonché disponibilità e assistenza globali.
L’aria compressa viene spesso definita la “quarta utilità”. L’affidabilità e le prestazioni efficienti dei sistemi di compressione sono fondamentali per la maggior parte degli impianti di produzione. Un tipo di compressore comune negli impianti industriali è il compressore a doppia vite. Oltre all’aria compressa, un numero crescente di moderni processi produttivi richiede atmosfere con diversi gradi di vuoto. Le pompe per vuoto, solitamente molto simili ai compressori d’aria, sono comuni in molti settori, inclusi i settori alimentare e delle bevande e degli imballaggi, l’industria ottica, elettronica e dei semiconduttori e l’industria chimica, farmaceutica e del vetro, dove vengono utilizzate nei processi di rivestimento industriale come come PVD (deposizione fisica da vapore) e CVD (deposizione chimica da vapore). Le pompe per vuoto si trovano persino in esperimenti scientifici su larga scala,
Le pompe a vite per vuoto, come i compressori bivite, funzionano con due alberi a vite ingrananti che ruotano in direzioni opposte. Questo gas viene intrappolato tra le coclee e trasportato sul lato di mandata, mentre sul lato di ingresso il gas viene rimosso e la pressione viene ridotta al livello di vuoto previsto. I cuscinetti che supportano i rotori a vite sono componenti critici: supportano i carichi creati dalla pressione del gas e forniscono un accurato posizionamento radiale e assiale dell’albero, che è un criterio chiave per l’efficienza delle macchine a vite.
In futuro, i mercati dei compressori e delle pompe si aspettano velocità più elevate, design compatti, posizionamento dell’albero assiale ancora più accurato e prestazioni robuste dei cosiddetti cuscinetti di riserva. I cuscinetti di backup, che sopportano carichi inversi e controllano il gioco assiale della disposizione dei cuscinetti e quindi lo spazio tra alberi e alloggiamento, possono soffrire di una combinazione di alta velocità e bassi carichi. Per le pompe a vite per vuoto, la velocità, l’efficienza (attraverso gli spazi di tenuta stretti) e la bassa generazione di calore sono fondamentali.
Design migliorato
La SKF sta già rispondendo a queste nuove esigenze. Ha introdotto numerosi miglioramenti nella progettazione dei cuscinetti e ha sviluppato una gamma completamente nuova per garantire che il cuscinetto a contatto angolare a una fila di SKF Explorer possa soddisfare le esigenze di prestazioni attuali e future. La prima innovazione è stata una nuova gabbia con una geometria notevolmente migliorata e un nuovo materiale in ottone, che consente un funzionamento più rapido con un attrito ridotto.
Inoltre, la SKF ha aggiunto una variante con angolo di contatto di 25° alla gamma standard di cuscinetti a sfere a contatto obliquo. Entrambi i design dei cuscinetti comprendono il nuovo design migliorato della gabbia. Rispetto alla variante con angolo di contatto di 40°, l’angolo di contatto più piccolo di 25° consente al cuscinetto di funzionare a velocità più elevate e allo stesso tempo offre prestazioni migliori come cuscinetto di riserva sotto carichi leggeri. I cuscinetti a 25° forniscono anche una maggiore capacità di carico radiale rispetto ai cuscinetti a 40°, che possono essere utilizzati, ad esempio, per il ridimensionamento della macchina in casi specifici. L’offerta come design standard del catalogo garantisce inoltre una disponibilità globale con tempi di consegna brevi.
Un altro vantaggio chiave di questa serie a 25° è che questi cuscinetti sono universalmente accoppiabili con altri cuscinetti a 25° e 40°, il che significa che possono essere assemblati in disposizioni duplex o triplex senza bisogno di un’operazione di misurazione.
Esempio di design
Un cliente ha chiesto supporto tecnico per convalidare un progetto proposto per una nuova generazione di pompe per vuoto a vite. La SKF ha effettuato un’analisi completa del sistema di cuscinetti, utilizzando il programma di simulazione 3D SimPro. La simulazione ha evidenziato alcuni rischi di prestazioni se sono stati utilizzati cuscinetti a sfere a contatto obliquo a 40°, come una durata calcolata inferiore, variazioni dell’angolo di contatto elevate e perdite per attrito più elevate. Si noti che a velocità molto elevate le forze centrifughe che agiscono sulle sfere diventeranno rilevanti; un angolo di contatto più piccolo fornirà una cinematica migliore in tali condizioni.
Le velocità delle pompe per vuoto analizzate erano più elevate rispetto ai compressori a vite di dimensioni simili, mentre i carichi di spinta erano leggermente inferiori. Le analisi hanno mostrato che la scelta progettuale migliore era una disposizione di cuscinetti duplex che incorporasse i nuovi cuscinetti SKF Explorer con un angolo di contatto di 25° e un gioco leggero. I risultati del calcolo mostrati nei grafici sottostanti dimostrano chiaramente le differenze di prestazioni quando si tratta di vita calcolata e perdite di potenza ridotte.
Beneficiare degli ultimi miglioramenti
Con gli ultimi miglioramenti alla gamma SKF Explorer di cuscinetti obliqui a una corona di sfere, i clienti possono godere di un’ampia gamma di vantaggi, inclusa l’efficienza dei costi di avere una gamma standard disponibile a magazzino. In termini di prestazioni, la gamma di cuscinetti a sfere a contatto obliquo a 25° può funzionare a velocità più elevate e hanno anche prestazioni migliori come cuscinetti di riserva sotto carichi leggeri. La maggiore capacità di carico radiale può essere utilizzata anche per il ridimensionamento delle macchine. Il nuovo e migliorato design della gabbia in ottone lavorato aiuta a garantire un funzionamento più silenzioso e minori perdite per attrito. Le opzioni di progettazione sono altamente flessibili, con tre classi di gioco e tre di precarico. Poiché entrambi i cuscinetti a 40° e 25° sono universalmente abbinabili, la logistica, la gestione delle scorte e l’assemblaggio della macchina sono tutti molto semplici.