Mantenere l’allineamento in condizioni difficili

Negli ultimi dieci anni, un’innovativa linea di cuscinetti Timken ha fatto notizia nell’industria siderurgica mondiale grazie alla sua capacità di ridurre i costi operativi nelle linee di colata continua. Combinando la capacità di autoallineamento di un cuscinetto orientabile a rulli con la libertà assiale di un cuscinetto cilindrico, Timken ADAPT ha dimostrato la sua capacità di durare fino a tre volte di più rispetto ad altri marchi leader.

Grazie a questo successo, ADAPT sta ottenendo l’interesse crescente di un altro settore industriale: la produzione di carta. Abbiamo parlato con due esperti Timken di come ADAPT stia aiutando i clienti a superare condizioni simili in questi due settori molto diversi.

Cos’hanno in comune le linee di colata dell’acciaio e i rulli di essiccazione della carta? Sempre più spesso, i cuscinetti ADAPT di Timken.

D: In che modo l’industria siderurgica utilizza i cuscinetti ADAPT?


Roth: ADAPT viene utilizzato nelle linee di colata continua, la parte dell’impianto in cui l’acciaio liquido viene trasformato in solide lastre di acciaio. Un grande impianto per un cliente in Belgio dispone di due linee di colata, ciascuna delle quali utilizza centinaia di cuscinetti nelle sue operazioni continue, 24 ore su 24, 7 giorni su 7.

Questi cuscinetti sono soggetti a condizioni termiche estreme, che causano l’espansione e la contrazione degli alberi che ruotano. Sono anche soggetti a carichi elevati a basse velocità di rotazione, che possono essere pesanti sui cuscinetti.

Quando l’acciaio liquido si sposta lungo il colatore e diventa solido, viene spruzzato con acqua per raffreddarlo. Tutte queste apparecchiature sono costantemente soggette ad acqua, vapore e calcare, il che rende la corrosione un altro problema comune.

Dopo essere state raffreddate, le lastre passano attraverso un laminatoio dove diventano lamiere di acciaio estremamente sottili, per l’uso nella produzione di auto o per altri scopi.

D: Quali sfide stava affrontando l’industria siderurgica che i cuscinetti ADAPT hanno contribuito a risolvere?

Fierro: All’interno dell’operazione di colata, si verifica una quantità significativa di disallineamento a causa del peso dell’acciaio e delle condizioni termiche, quindi assistiamo a un notevole movimento assiale e radiale. Per adattarsi a questa situazione, un cuscinetto in una posizione fissa viene accoppiato a un cuscinetto sul lato opposto dell’albero che deve fluttuare, per stare al passo con le mutevoli condizioni.

Prima di ADAPT, alcuni clienti utilizzavano un cuscinetto toroidale di terzi. A volte su quei cuscinetti si sono verificati guasti precoci a causa di sfregamento o adesione dell’anello interno all’albero, oltre a corrosione o altre condizioni. L’inibizione del cuscinetto flottante potrebbe causare un carico incrociato e danni prematuri al cuscinetto.

Anche un assemblaggio difettoso potrebbe comportare danni prematuri. Con la soluzione toroidale, durante l’assemblaggio il cliente avrebbe dovuto calcolare il movimento previsto del cuscinetto e dell’albero al variare delle condizioni termiche durante il funzionamento. Se le misurazioni non venivano eseguite correttamente, il cuscinetto diventava asimmetrico.

D: I clienti subivano molti tempi di fermo a causa dei guasti ai cuscinetti?

Roth: Hanno escogitato soluzioni alternative, tenendo sempre a disposizione e pronti per l’installazione i segmenti di ricambio dei colatori. Ci voleva circa mezz’ora per estrarre un segmento e inserirne uno nuovo, quindi la produzione non si fermava completamente, ma si aggiungeva ai costi di produzione per lo smontaggio, la sostituzione e la revisione dei segmenti.

D: In che modo Timken ADAPT ha risolto questi problemi?

Fierro: ADAPT combina un cuscinetto orientabile a rulli sull’anello esterno a un cuscinetto a rulli cilindrici per l’anello interno, in modo che possa gestire sia il disallineamento che lo spostamento assiale.

Allo stesso tempo, il nostro cuscinetto offre un’installazione molto più semplice senza che siano necessari calcoli di espansione iniziale dell’albero. Per gestire lo spostamento assiale, utilizziamo un anello interno cilindrico con caratteristiche di progettazione interne che mantengono un contatto a tre punti sull’elemento volvente. Questo design attenua l’inclinazione e aiuta a prevenire lo slittamento o lo strisciamento.

Inoltre, i cuscinetti ADAPT si adattano all’alloggiamento esistente. Spesso, il cliente non deve ricollegare o cambiare le linee di lubrificazione per adattarsi ad ADAPT, il che rende l’installazione ancora più semplice.

D: Quali sono i vantaggi complessivi che l’industria siderurgica ha ottenuto passando ad ADAPT?

Roth: Prima di tutto, una durata dei cuscinetti notevolmente prolungata. Un cliente ha affermato che i precedenti cuscinetti toroidali in genere si guastavano dopo aver prodotto circa 700.000 tonnellate di acciaio.

Abbiamo iniziato a installare i cuscinetti ADAPT nelle macchine per la colata continua nel 2017 e nel 2019 ciascuna di queste linee aveva accumulato oltre 2,5 milioni di tonnellate di acciaio prodotto. Quindi, in alcuni casi abbiamo già moltiplicato per tre la durata del cuscinetto. Il nostro obiettivo è raggiungere 4,5 milioni di tonnellate per un sistema a cuscinetto singolo nella produzione e pensiamo che probabilmente raggiungeremo questo risultato.

I nostri clienti sono anche felici che il cuscinetto sia così facile da installare. Non è necessaria alcuna modifica dell’attrezzatura: è sufficiente rimuovere il cuscinetto toroidale esistente e inserire quello di Timken. Il nostro anello interno può anche essere rimosso dal cuscinetto, il che rende il montaggio ancora più semplice.

D: Quali sono le ripercussioni della linea di cuscinetti ADAPT sull’industria della carta?

Roth: Nella produzione della carta si registrano rapidi cambiamenti di temperatura soprattutto durante l’avvio, e i cuscinetti devono adattarsi rapidamente a tali variazioni. È simile a un colatore per acciaio, con un cuscinetto sul lato fisso e un adattatore sul lato flottante, con carichi elevati e variabili e molta umidità.

Fierro: Dopo il nostro successo con l’acciaio, i tecnici delle applicazioni, della progettazione e dell’assistenza Timken hanno cercato altri mercati che potessero trarre benefici dalla tecnologia. Abbiamo sviluppato una linea ADAPT per l’industria della carta e abbiamo iniziato a testarla sul campo. Il nostro cuscinetto di prova per carta più longevo si avvicina a due anni di vita e funziona in modo eccezionale.

Test interni e sul campo confermano che durante il funzionamento, poiché si verificano tutte queste condizioni transitorie, i cuscinetti ADAPT registrano una temperatura fino al 10% più bassa rispetto alla concorrenza, con una coppia fino al 10% inferiore. Questi fattori hanno una correlazione diretta con le prestazioni nelle sezioni degli essiccatori della carta.

Abbiamo lanciato ADAPT nel mercato della carta con una miriade di codici prodotto e dimensioni e abbiamo registrato recenti successi presso due grandi produttori di apparecchiature originali con stabilimenti in Europa, Brasile e Cina. Ci aspettiamo che Timken ADAPT superi la concorrenza nel mercato della carta, proprio come è avvenuto con i colatori per acciaio.

Scoprite come i cuscinetti ADAPT potrebbero migliorare la vostra efficienza operativa

Published: 2021/05/24