Mandrini robusti con materiale innovativo Vacrodur di Schaeffler

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Cuscinetto per mandrino FAG VCM in qualità X-life: con Vacrodur è possibile creare cuscinetti per mandrini straordinariamente robusti che possono contribuire significativamente alla riduzione dei costi unitari rispetto alle soluzioni esistenti.

Vacrodur è un innovativo materiale per cuscinetti volventi sviluppato da Schaeffler che consente ai costruttori di macchine utensili di aumentare notevolmente la capacità di carico dei loro mandrini e di prolungarne notevolmente la durata di esercizio anche in condizioni estremamente difficili. In tal modo l’industria delle macchine utensili può beneficiare di costi unitari più bassi, tempi di esercizio più lunghi e una maggiore disponibilità.

La ricerca corrente indica che un buon 80% di tutti i danneggiamenti del mandrino che portano all’avaria della macchina possono essere ricondotti ai cuscinetti. Tra i principali responsabili si trovano l’usura dei cuscinetti e le collisioni, nonché temperature elevate, lubrificazione insufficiente e ingresso di contaminanti. Lo sviluppo di un materiale robusto per i cuscinetti volventi che consente un notevole aumento della durata di esercizio e una capacità di carico ancora maggiore in queste difficili condizioni operative ha costituito un’innovazione tecnologica dirompente. Schaeffler ha conseguito questi ambiziosi obiettivi con un metodo di produzione innovativo, componenti in lega speciali e un processo dedicato di trattamento termico multifase. L’acciaio ad alte prestazioni per cuscinetti volventi Vacrodur possiede una serie di caratteristiche eccezionali che lo rendono ideale per applicazioni nel settore dei cuscinetti per mandrini.

Stabilità termica e meccanica anche oltre 400 °C

A differenza di quanto si verifica negli acciai convenzionali per cuscinetti volventi come il 100Cr6, la durezza del Vacrodur non si riduce con temperature superiori ai 120 °C e rimane stabile anche al di sopra dei 400 °C. Fino a questa alta temperatura, nel Vacrodur non ha luogo nessuna trasformazione strutturale e si riscontrano soltanto variazioni trascurabili delle caratteristiche del materiale. I cuscinetti per mandrini in Vacrodur mantengono una capacità di carico elevata e rimangono dimensionalmente e geometricamente stabili per un tempo estremamente lungo anche in condizioni di carico molto elevato, ad esempio per il calore emesso da un elettromandrino a causa di una lubrificazione insufficiente.

Durata di esercizio fino a 20 volte superiore in caso di contaminazione del lubrificante

L’ingresso di contaminanti è spesso uno dei principali fattori che limitano la durata d’esercizio dei cuscinetti dei mandrini. Di questo sono responsabili diversi meccanismi: abrasione e altri tipi di danneggiamento iniziale causati da inclusioni di particelle.

Vacrodur presenta una struttura del materiale molto omogenea con un’elevata proporzione di carburi molto finemente dispersi, e questi carburi sono ciò che conferisce al Vacrodur il suo straordinario livello di resistenza all’usura abrasiva. Inoltre, la speciale lega di questo materiale attraversa un processo di trattamento termico a più stadi che produce valori di durezza molto elevati fino a 66 HRC e una struttura (base) resistente che può sopportare altissime temperature di oltre 400 °C senza perdere la sua durezza. Poiché Vacrodur è più duro di altri acciai per cuscinetti, se durante il funzionamento vengono sormontate particelle estranee nella pista di rotolamento si producono indentazioni più piccole e quindi asperità meno pronunciate. Queste possono essere facilmente riformate durante il passaggio di rotolamento successivo grazie alla duttile matrice del materiale. Nei test effettuati in condizioni di contaminazione controllata, la durata di esercizio fino al guasto del cuscinetto è stata accresciuta di quasi 20 volte rispetto al valore di riferimento precedente.

La vita utile nominale è aumentata di ben 13 volte

L’elevato livello di tensione di laminazione e di resistenza alla fatica dovuta alla ricalcatura di particelle in condizioni di buona lubrificazione significa che i cuscinetti realizzati con Vacrodur hanno una vita d’esercizio decisamente più lunga. Un aumento di 2,4 volte della capacità di carico dinamico rispetto all’acciaio per cuscinetti standard 100Cr6 – corrispondente a una durata utile nominale del cuscinetto 13 volte superiore – è stato verificato in prove certificate. E c’è anche un incremento di ben 25 volte in condizioni di lubrificazione insufficienti.

Con la sua straordinariamente elevata capacità di carico meccanica e termica e la sua durata di esercizio prolungata per multipli così elevati rispetto a quella degli altri acciai, Vacrodur offre ai produttori di macchine utensili ancora più possibilità di aumentare notevolmente le prestazioni e l’affidabilità delle proprie macchine. Alla EMO 2017 Schaeffler presenterà la sua prima serie di cuscinetti per mandrini FAG in qualità X-life realizzata in Vacrodur.

 

 

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