Energia
Nel 2014 NSK dota di rotazione intelligente parti mobili grandi e piccole
A nessuno, ingegneri meccanici a parte, capita di svegliarsi la mattina pensando ai cuscinetti. E molto probabilmente nessuno riflette sul fatto che i cuscinetti, mentre lavorano del tutto inosservati, sono i componenti essenziali di qualsiasi oggetto meccanico che si muove: dai jumbo ai nanostrumenti, dai robot da cucina alle betoniere. Per soddisfare le innumerevoli esigenze di "Motion and Control", NSK (TOKYO:6471), il terzo produttore di cuscinetti al mondo, deve garantire un'offerta di oltre 200.000 cuscinetti diversi, da quelli microscopici a quelli mastodontici. E ogni anno i clienti sottopongono ai ricercatori di NSK nuove sfide: la richiesta di nuovi cuscinetti per rispondere a limiti prestazionali specifici. Ecco due delle sfide che, nel 2014, i ricercatori di NSK hanno brillantemente superato.
Turbine eoliche: rotazione affidabile nelle condizioni più estreme
Sin dall'inizio del nuovo millennio, l'energia eolica si è trasformata a vele spiegate da fonte marginale di energia a pilastro in vari Paesi di tutto il mondo. NSK ha svolto un ruolo chiave nell'aumento della capacità di produrre energia delle turbine installate in tutto il mondo, passata dai 17,4 gigawatt del 2000 agli oltre 305 gigawatt della fine del 2014. All'osservatore occasionale, però, l'importanza del suo ruolo potrebbe non risultare così ovvia.
Chiunque osservi un'imponente turbina eolica offshore può giustamente supporre che siano le sue enormi pale ad avere beneficiato della tecnologia più importante. In realtà la vera chiave del successo di queste macchine gigantesche sono i cuscinetti, che devono garantire un funzionamento affidabile per anni in condizioni estremamente avverse: carichi imponenti che si spostano rapidamente, sensibili sbalzi di temperatura e salsedine. La collocazione in cima a torri altissime in mari battuti dal vento rende complicate persino le operazioni di controllo di una turbina offshore. E la sostituzione degli enormi componenti si trasforma in un'impresa immane. Per questo motivo, la durata e l'affidabilità dei cuscinetti diventa un fattore critico nella fattibilità economica dell'energia eolica.
Grazie a vent'anni di esperienza nel settore, gli ingegneri di NSK hanno prolungato la durata e potenziato l'affidabilità per la sfaldatura bianca della struttura nei cuscinetti a rulli utilizzati nella scatola ingranaggi di turbine eoliche di grandi dimensioni, nonché in grandi macchinari estrattivi, edili e per la fabbricazione dell'acciaio.
La soluzione di NSK è un materiale specificamente sviluppato in combinazione con un processo proprietario di trattamento del calore che prolunga sensibilmente la durata del funzionamento dei cuscinetti. Incorporata in un nuovo cuscinetto a rullo di grandi dimensioni (AWS-TFTM) presentato a maggio 2014, la nuova tecnologia garantisce una durata più lunga rispetto ai prodotti precedenti sotto molteplici aspetti essenziali:
- 7 volte maggiore senza "sfaldatura bianca della struttura"
- 3 volte maggiore senza "sfaldatura iniziata sulla superficie"
- 2 volte maggiore senza "sfaldatura iniziata sulla sottosuperficie"
- Tenacità alla frattura raddoppiata
- 1/50 del tasso di cambiamento dimensionale
Si stima che questo traguardo contribuirà in modo significativo alla fattibilità economica a lungo termine delle turbine eoliche. NSK prevede che, entro il 2017, il fatturato relativo alle vendite annue globali dei nuovi cuscinetti sarà pari a 1 miliardo di yen (approssimativamente 8,5 milioni di dollari).
Per ulteriori informazioni, www.nsk.com/company/presslounge/news/2014/press0527a.html
Centrifuga forte per grandi carichi di bucato, ma senza ulteriori spazi
Se da un lato le turbine eoliche sono esponenzialmente più grandi e più sofisticate delle lavatrici domestiche, dall'altro anche queste ultime hanno bisogno di un ciclo di rotazione che garantisca affidabilità nel corso di più anni. Ancora una volta, i cuscinetti dimostrano di essere un componente imprescindibile.
Per i produttori di elettrodomestici europei, negli ultimi anni il settore delle lavatrici domestiche si è fatto più impegnativo. Oggi gli acquirenti di lavatrici con oblò frontale chiedono una maggiore capacità di bucato, ma nello stesso spazio occupato dalle lavatrici precedenti. Questa richiesta costituisce una vera sfida. Infatti, in condizioni normali i produttori si limiterebbero ad adattare cuscinetti più grandi e più resistenti a cestelli più grandi e più pesanti. Da qui il dilemma: cuscinetti più grandi comporterebbero una minore efficienza energetica, ma adattare i cuscinetti già esistenti a un cestello più grande potrebbe accorciare la durata del prodotto. Ecco perché i produttori si sono rivolti a NSK.
Come succede nelle gigantesche turbine eoliche, l'ostacolo da superare era la tendenza dell'inclusione non metallica nei cuscinetti a sfaldarsi o creparsi dopo anni di vibrazioni. Più pesante era il carico, maggiore la tendenza. A ciò si aggiungevano le ostili condizioni dell'ambiente: calore, umidità, sapone, sporcizia e muffa.
Nel dicembre 2014 NSK ha presentato la sua soluzione: BNEQARTET™, il cuscinetto a lunga durata per lavatrici con oblò frontale. Anche in caso di carichi pesanti, il nuovo cuscinetto garantisce una durata del prodotto due volte maggiore rispetto al cuscinetto standard utilizzato nei cestelli di lavatrici con oblò frontale, ma non occupa ulteriore spazio.
Per sviluppare il materiale destinato a questo nuovo cuscinetto, NSK si è avvalsa di una delle sue principali tecnologie per materiali, combinando l'ottimizzazione dei componenti legati e una tecnologia proprietaria di controllo della pulitura per scongiurare la possibilità di contaminazione. Risultato:
- Durata a fatica di esercizio raddoppiata
- Eliminazione della sfaldatura iniziata in superficie determinata dalla concentrazione delle sollecitazioni delle ammaccature dovute alla contaminazione
- Eliminazione della "sfaldatura bianca della struttura"
- Eliminazione della sfaldatura in ambienti ad alte temperature
Per questo prodotto, nel 2018 NSK prevede il raggiungimento di un fatturato totale annuo di 1,5 miliardi di yen (più o meno 12,5 milioni di dollari).
Per ulteriori informazioni, visitare www.nsk.com/company/presslounge/news/2015/press0114b.html
In conclusione: grazie all'impegno di NSK, molte lavatrici presto utilizzeranno più efficientemente l'energia generata in modo sostenibile sfruttando il vento.
Informazioni su NSK
Nel 2016, NSK Ltd. (NSK; Sede: Tokyo, Giappone; presidente e amministratore delegato: Norio Otsuka) celebrerà un secolo di innovazione dalla sua fondazione come primo produttore di cuscinetti giapponese. "Motion and Control": ecco il filo conduttore che caratterizza l'attività di NSK, un'azienda globale con 213 impianti in 31 Paesi che, oltre ai cuscinetti, offre una vasta gamma di componenti di precisione a una clientela industriale estremamente diversificata. L'azienda mette a disposizione dei suoi clienti soluzioni totali grazie a tecnologie di livello mondiale e all'elevata competenza del personale addetto alle vendite e all'assistenza al cliente.
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NSK
Makiko Urushino
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