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Lotta contro l'attrito: l'aiuto della tecnologia innovativa dei cuscinetti

2017 Agosto 03, 13:05 CEST

Per soddisfare la richiesta di obiettivi atti a migliorare l'efficienza energetica e ridurre le emissioni di CO2, le case automobilistiche stanno combattendo le perdite di potenza su ogni fronte. Nel settore della trasmissione, il problema è stato focalizzato sul design e la specifica dei cuscinetti.

Göteborg, Svezia, 30 giugno 2017: Grazie a più di un secolo di esperienza conseguita lavorando in partnership con i produttori di veicoli, la SKF ha acquisito conoscenze approfondite sulle esigenze specifiche del settore automobilistico, per il quale l'efficienza energetica deve andare di pari passo con la facilità di montaggio, lunga durata e buone caratteristiche riguardanti rumori e vibrazioni.

Oggi, la SKF ha sviluppato una vasta gamma di prodotti per tutti i tipi di trasmissioni del settore automobilistico. L'ampia offerta di prodotti dell'azienda e le forti capacità attinenti alla progettazione di applicazioni hanno aiutato a trovare nuove soluzioni per i clienti del settore in diverse aree applicative.

Nell'ambito della trasmissione manuale tradizionale, ad esempio, l'azienda offre soluzioni con cuscinetti a sfera radiali insieme a cuscinetti a rulli cilindrici e conici. “Alle volte, passare a una tecnologia di cuscinetti alternativa può apportare notevoli benefici”, dice Sylvain Bussit, Product Line & Business Development Manager, Powertrain della SKF. “Lavoriamo con alcuni dei principali OEM per sostituire i cuscinetti a rulli conici nelle configurazioni albero-cuscinetto, con un approccio differente grazie al quale si utilizzano cuscinetti a sfera radiali all'estremità dell'albero e cuscinetti a rulli cilindrici all'altra estremità. In questo modo si riducono le emissioni di CO2 dell'applicazione di 1 g per km per albero”.

Per assistere ulteriormente il processo di produzione della trasmissione, la SKF ha sviluppato una gamma di unità retainers e carriers fornite con cuscinetti preinstallati. Utilizzando questo approccio l'alloggiamento della scatola del cambio richiede meno lavorazioni e il montaggio è semplice e rapido, bastano solo poche viti. “Gli elementi di ritenzione dei cuscinetti aggiungono automaticamente il precarico corretto su di loro, riducendo significativamente rumorosità e vibrazioni oltre a una minor sensibilità all'effetto dell'espansione termica”, aggiunge Bussit.

La SKF applica la sua esperienza anche alla tecnologia dei materiali e al trattamento termico per lo sviluppo di cuscinetti con una superiore capacità di carico“. Una qualità superiore dei materiali e trattamenti avanzati delle superfici permettono di utilizzare cuscinetti di dimensioni più piccole. Con le nostre ultime tecnologie, siamo in grado di offrire cuscinetti per il settore automobilistico di dimensioni ridotte dal 15 al 20 per cento”, afferma Bussit. “Cuscinetti di dimensioni più ridotte creano una frizione inferiore ed occupano meno spazio, altro fattore importante per i nostri clienti”.

Il design del cuscinetto per frizione è diventato un altro punto chiave per l'innovazione, in particolar modo con l’uso di cambi a doppia frizione e con le trasmissioni automatiche. “I sistemi con frizione convenzionale sono basati su tenute per pistone destinate ad agire sul pacco frizione”, spiega Bussit. “Ma le tenute inevitabilmente producono il problema dell'attrito. Abbiamo sviluppato un modello di cuscinetto per frizione da utilizzare in condizioni umide che permette a questi tipi di trasmissione di lavorare senza tenute dinamiche, riducendo, in tal modo, la frizione. In un'applicazione per un cliente, questa modifica ha ridotto le emissioni di CO2 di 0,5 g per km”.

Le trasmissioni EV e ibride creano grandi problemi ai fabbricanti, e la SKF ha investito molto in soluzioni che possano risolverli. “Le trasmissioni elettriche spesso utilizzano motori a trazione molto veloce”, spiega Bussit. “Questa situazione produce una domanda significativa di cuscinetti, che devono sopravvivere a velocità di 18.000 - 20.000 giri, e si inseriscono in spazi molto limitati”. L'azienda ha sviluppato una gamma di cuscinetti a sfera ad alte prestazioni per soddisfare tali requisiti.

Ma non sono solo i carichi fisici a produrre problemi ai cuscinetti EV. Motori elettrici ad alta frequenza possono generare correnti parassite che, se non vengono gestite adeguatamente, distruggono la superficie dei cuscinetti, causandone la rottura prematura. La SKF ha sviluppato una gamma di cuscinetti con proprietà di isolamento, utilizzando rivestimenti speciali o progetti ibridi con elementi volventi in ceramica, per prevenire questo problema.

“Per i nostri clienti, la gamma completa di tecnologie per cuscinetti di SKF e la sua catena di fornitori a livello mondiale è molto importante”, conclude Bussit. “Ma quello che molti di loro considerano fondamentale è la nostra esperienza nella progettazione. Siamo in grado di simulare configurazioni di trasmissione complesse e valutare nuovi design sia tramite computer sia sul banco prova. La tecnologia della trazione si sta evolvendo velocemente, presentando nuove sfide durante la sua crescita. I nostri clienti hanno bisogno di un partner affidabile per aiutarli in questo viaggio”.  

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SKF è un fornitore leader a livello mondiale nel settore di cuscinetti, guarnizioni, meccatronica, sistemi di lubrificazione e servizi tra cui l'assistenza tecnica, i servizi di manutenzione, consulenza ingegneristica e formazione. SKF è presente in oltre 130 paesi e vanta circa 17.000 punti di distribuzione in tutto il mondo. Nel 2016 le vendite del Gruppo sono state pari a 72 787 milioni di corone svedesi. I dipendenti erano 44 868. www.skf.com

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