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Industria Automobilistica - 2020-09-07

Cuscinetto a sfere ad altissima velocità di NSK

NSK ha sviluppato un nuovo cuscinetto a sfere che, grazie alla sua capacità di raggiungere velocità elevatissime, è ideale per i motori di veicoli elettrici e ibridi. Oltre a consentire ai motori elettrici di operare a velocità più elevate, il nuovo cuscinetto, riducendo il consumo di energia per distanza percorsa, favorisce l'incremento del range di autonomia dei veicoli e migliora il comfort per i passeggeri. 

Per migliorare la sostenibilità globale, l'industria automobilistica sta rapidamente potenziando lo sviluppo e la produzione di veicoli elettrici e ibridi. Tuttavia, l'autonomia massima raggiungibile con una singola ricarica resta un problema per gli utilizzatori. Le case automobilistiche stanno quindi sviluppando componenti più piccoli e leggeri e motori capaci di erogare potenze e velocità maggiori. Di conseguenza, i cuscinetti delle trasmissioni, soprattutto nei motori elettrici, sono soggetti a requisiti di velocità e prestazionali sempre più elevati.

La rotazione dei cuscinetti in regimi ad alta velocità può causare problemi come il deterioramento del grasso lubrificante dovuto a temperature di esercizio elevate, che portano al grippaggio/cedimento del cuscinetto. Velocità superiori possono portare anche alla deformazione o alla rottura della gabbia del cuscinetto a causa delle forze centrifughe.

Per contrastare questi problemi, il nuovo cuscinetto di NSK è riempito con un grasso appositamente sviluppato da NSK che riduce la generazione di calore alle alte velocità di rotazione, prolungando la durata sia del grasso e sia del cuscinetto e riducendo il rischio di grippaggio rispetto ai prodotti convenzionali.

Inoltre, la gabbia di nuova concezione è provvista di alette di fermo che, oltre a essere più sottili e leggere, riducono il rischio di deformazione o rottura della gabbia stessa. Questa innovazione è supportata da un nuovo design della base della gabbia (dorso) e da un nuovo materiale in resina ad alta rigidezza, che offre una maggiore resistenza al calore alle velocità elevate tipiche di motori di veicoli elettrici.

Grazie alla combinazione del grasso appositamente sviluppato da NSK e della nuova gabbia, il cuscinetto raggiunge velocità di rotazione con dmN(1) = 1,4 milioni. Per dare un esempio concreto, queste prestazioni da record mondiale significano che un nuovo cuscinetto di NSK da 35 mm di diametro può funzionare in maniera affidabile a velocità di 30.000 giri/min.

Grazie a questo progresso nella tecnologia dei cuscinetti, i clienti nell'industria automotivepossono sviluppare ed implementare motori elettrici che operano a velocità notevolmente superiori. La maggiore potenza in uscita del motore favorisce l'uso di motori più piccoli, riduce il peso del veicolo e libera spazio per altri utilizzi, ad esempio celle aggiuntive per la batteria o interni più spaziosi. Si ottiene così una riduzione dei consumi, un aumento dell'autonomia dei veicoli e/o un comfort maggiore.

In prospettiva, NSK continuerà il lavoro di sviluppo e prevede di presentare cuscinetti da 1,6 milioni di dmN entro la fine del 2020.

 

(1) dmN: Unità di misura delle prestazioni di rotazione dei cuscinetti. È il prodotto del diametro medio di rotolamento del cuscinetto (dm) per la velocità di rotazione (N).

Immagine 1): Un cuscinetto a sfere ad altissima velocità di NSK con diametro del foro da 35 mm può operare a velocità di 30.000 giri/min 

 

 

 

 

 

Immagine 2):  I cuscinetti a sfere ad altissima velocità di NSK sono ideali per applicazioni su veicoli elettrici 

Immagine 3): Caratteristiche progettuali di NSK che favoriscono la rotazione ad altissima velocità e la resistenza al calore: nuovo materiale della gabbia; 1 gabbia con alette di fermo più sottili e leggere; 2 base della gabbia ad alta velocità; e 3 grasso proprietario di NSK per riempire il cuscinetto

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