Progetto di sviluppo di Cuscinetti a Risparmio Energetico

 In Bearings

L’obiettivo di questo progetto è quello di ridurre al minimo le perdite di efficienza dovute all’attrito, diminuendo i valori di coppia di attrito dei cuscinetti.
Nel contenuto di questo progetto vengono identificati tre fattori chiave che influiscono sulla coppia di attrito.
Questi fattori sono:

  • Uno speciale Design interno del cuscinetto
  • Grasso a basso attrito
  • Uno speciale Design della gabbia

Per vedere i risultati dei nuovi Design e definire il grasso corretto sono stati preparati diversi tipi di campioni e sono stati eseguiti test di coppia di attrito. I risultati sono stati confrontati ed analizzati in base ai test, definendo anche il grasso adeguato. Sono stati osservati anche gli effetti della gabbia ed i miglioramenti del design interno sulla coppia di attrito.

UNO SPECIALE DESIGN INTERNO DEL CUSCINETTO

Il Design interno del cuscinetto è stato migliorato per ridurre le inefficienze dovute all’ attrito. Per vedere l’effetto del cambiamento del design sono stati preparati dei campioni di cuscinetti 6205 con grasso G131. Con questi campioni è stato eseguito il test della coppia di attrito.

Grafico 1: 6205 prove comparative sul Design interno

Tipologia di CuscinettoMedia dei valori della coppia di attrito 

1

6205 EV1 G131 (Cuscinetto a risparmio Energetico)0.025092 Nm

2

 6205 G131 (Cuscinetto Standard)

0.028688 Nm

SCELTA DEL GRASSO

Sono state studiate diverse proposte di grasso a basso attrito, fornite da diversi produttori di grasso.

Grafico 2. Prova della scelta del grasso per il cuscinetto 6205.

Codice del GrassoNome del GrassoMedia dei valori della coppia di attrito
1G169Klueber Isoflex Topas L320.001569 Nm
2G27Kyodo Yushi Multemp SRL0.002180 Nm
3GN79Opet Fuchs Renolit WTF 2 B0.002418 Nm
4GN75Shell Gadus S5 V25Q 2.50.002617 Nm
5Competitor’s energy efficient bearing0.004809 Nm
6GN73Molykote BG 5550.005824 Nm

Il miglior risultato è stato raggiunto con Klüber; Grasso Isoflex Topas L 32 come evidenziato nel grafico sopra. Inoltre, i risultati migliori sono nei confronti del cuscinetto della Concorrenza.

DESIGN DELLA GABBIA

Per ridurre ulteriormente il livello di attrito è stato anche migliorato il design della gabbia, riducendo lo spazio di attrito tra la tasca della gabbia e la sfera. Anche il peso della gabbia è stato diminuito con un nuovo design, riducendo gli effetti centrifughi alle alte velocità. La forza della gabbia è diminuita con la diminuzione del peso. Per questo motivo è stato modificato il materiale per aumentarne la forza. La gabbia di tipo standard TN1 e la gabbia TH2 ad alta efficienza energetica sono state testate nel cuscinetto 6306 EV1 al fine di confrontare la coppia di attrito.

Grafico 3. Prova di comparazione della gabbia del cuscinetto 6306 EV1.

Tipologia di CuscinettoTipo di GabbiaMedia dei valori della coppia di attrito

1

6306 EV1

TH2

0.006781 Nm

2

6306 EV1

 TN1

0.012912 Nm

Dopo i test si è riscontrato che la gabbia di nuova concezione (TH2) è efficiente nel ridurre la coppia di attrito del cuscinetto.

CONCLUSIONI

Allo scopo di aumentare l’efficienza energetica di un cuscinetto diminuendo la coppia di attrito, sono stati eseguiti diversi miglioramenti di design e prove.
I risultati ottenuti sono:

  • Con il Klüber – Isoflex Topas L 32 (G169) si ottiene il miglior valore di coppia di attrito. Quindi il grasso Klüber è stato selezionato come grasso per cuscinetti a risparmio energetico.
  • In base ai risultati dei test, I risultati migliori della coppia di attrito sono stati ottenuti con un design interno migliorato. Con carichi più elevati questo miglioramento sarà ancora più evidente.
  • La gabbia TH2, progettata per ridurre le inefficienze da attrito, ha avuto successo nel cuscinetto 6306. Durante i test è stato notato che il nuovo design della gabbia è molto più efficace nei cuscinetti di più grandi dimensioni e nelle applicazioni ad alta velocità.
  • Il cuscinetto ORS EV1, ad alta efficienza energetica ed il cuscinetto della concorrenza, ad alta efficienza energetica, sono stati confrontati nei test della coppia di attrito ed i cuscinetti ORS EV1 hanno valori di coppia di attrito più bassi rispetto ai cuscinetti ad efficienza energetica della concorrenza.
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