Gearsolution, superfinitura per la rimessa a nuovo degli ingranaggi della turbine eoliche

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wind turbine gear

La Gearsolutions presenta le innovazioni nel campo degli ingranaggi e nel settore eolico, la superfinitura come soluzione ideale e vantaggiosa: novità sugli ingranaggi e rivestimenti nelle turbine eoliche di nuova generazione

di Ignazio Cusimano

Si parla di Superfinitura isotropica come unica opportunità: essa è, per la Gearsolutions, un vero valore aggiunto che concede un'opportunità non esosa per la rimessa a nuovo di ingranaggi cementati e nitrurati. Infatti, spesso gli ingranaggi e i riduttori di turbine eoliche di molti MW lavorano in condizioni ambientali sfavorevoli, essendo infatti soggetti alle costanti e repentine variazioni termiche, alla velocità del vento o alla qualità dell'aria circostante. Con queste condizioni, diffuse, i contenitori di ingranaggi e gli stessi possono subire corrosione, e cedere dopo pochi anni, benché se ne preveda un funzionamento (sotto costante manutenzione) per circa 20 anni. Gli ingranaggi devono pertanto essere rimessi a nuovo e, spesso, vanno incontro al processo di rettifica. Quest'ultimo non è sempre semplice: infatti, richiede tempo e investimenti, e vi sono ingranaggi come quelli nitrurati che non possono essere rettificati, ma richiedono invece la rottamazione.

Proprio la superfinitura isotropica (mediante vibrofinitura accelerata) consentirebbe di rimettere a nuovo gli ingranaggi, a bassi costi e con parecchi vantaggi a corredo: rimuovendo i danni leggeri o di entità moderata dalla superficie laterale degli ingranaggi, si ottiene una superficie con rugosità di circa 0,08 millimetri. Inoltre, la superfinitura isotropica aumenta la durata di attività e servizio dei prodotti del settore.

Come funziona il processo? Il processo utilizza apparecchiature convenzionali di vibrofinitura e ad alta densità, elementi di finitura non abrasivi per produrre finiture superficiali isotropiche con una rugosità superficiale finale che si mantiene sotto i 0,10 millimetri. La superficie metallica originaria, in principio, reagisce con sostanze chimiche attive, generando un primo rivestimento. Le superfici metalliche sono poi soggette ad un'ulteriore conversione e, mediante l'azione di sfregamento data dalla vibrazione e dall'azione degli elementi di finitura non abrasivi, riformano e ricompattano il rivestimento. Il processo di rivestimento, finitura e rimozione avviene in più cicli, al fine di dare una planarizzazione completa alla superficie lavorata e alla rugosità, finché la finitura non ottiene il risultato perseguito. Ottenuta, quindi, la qualità di superficie ricercata, avviene il drenaggio dei composti chimici utilizzati durante la fase di levigatura e, in seguito, viene introdotto nella macchina un sapone per brunitura, che dà alla superficie l'apparenza di uno specchio. Con questa fase viene anche rimosso tutto il rivestimento chimico residuo dalla superficie degli ingranaggi.

Le fasi su elencate sono schematizzate nella seguente figura:

Fondamentale, come si legge nella brochure di Gearsolutions, la fase di selezione di forma, formato e miscela per il rivestimento degli ingranaggi. Scelte che dipendono da: "diametro della radice, passo diametrale, dimensione ingranaggi, ingranaggi di massa, e in lega".

I vantaggi della superfinitura nella rimessa a nuovo di ingranaggi e rivestimenti delle turbine eoliche sono notevoli e di molteplici tipologie: sia in termini di tempo, che di costi; infatti, come avverte la stessa Gearsolutions nella sua brochures di presentazione, "la maggior parte dei danni subiti dagli ingranaggi attivi nei riduttori delle turbine eoliche possono essere rinnovati con successo dalla superfinitura. Il Superfinishing è efficiente ed economico al tempo stesso, dal momento che tutti i denti vengono rifiniti contemporaneamente, invece di due alla volta. Da non sottovalutare che i grandi ingranaggi vengono rimessi a nuovo nella stessa quantità di tempo necessaria per quelli più piccoli. Inoltre, non sono richiesti disegni tecnici nè reverse engineering, e l'ispezione tramite "Nital etching" (controllo non distruttivo atto ad evidenziare la presenza o meno di crepe o zone di minore durezza) è inutile. Infine, la procedura è poco costosa rispetto alla rettifica e la configurazione è semplice e non richiede una formazione degli operatori".