Sbilanciamento delle portate ai canali di scarico del cuscinetto: a 40°C il canale in sfavore di rotazione aspira olio invece di scaricarlo.

Allineamento millimetrico, sicurezza e tempi di movimentazione

Analisi CFD della lubrificazione di un cuscinetto a rulli: il case Vulkan

Asotech ha condotto per il Gruppo VULKAN un’analisi CFD transitoria bifase olio-aria su un cuscinetto a rulli per il settore marino. L’analisi, richiesta per valutare l’efficacia dei due canali di scarico del circuito di lubrificazione, ha evidenziato uno sbilanciamento marcato fra i due scarichi: il canale in favore di rotazione scarica fino al 130% della portata in ingresso, mentre il canale opposto si comporta come un ingresso, risucchiando olio anziché scaricarlo. Un comportamento invisibile in test fisico, reso quantitativo dalla simulazione.

Distribuzione dell'olio fra i rulli del cuscinetto: la forza centrifuga spinge il lubrificante verso la parete esterna della gabbia.
Schema del sistema simulato: oil inlet, dominio rotante con 37 rulli, due canali di scarico simmetrici e parete della guarnizione.
Partizione del volume fluido in quattro sottodomini per isolare il dominio rotante e ottimizzare la mesh CFD.
Sbilanciamento delle portate ai canali di scarico del cuscinetto: a 40°C il canale in sfavore di rotazione aspira olio invece di scaricarlo.
Dettaglio della mesh CFD utilizzata: oltre 8 milioni di elementi con boundary layer raffinato per garantire l'accuratezza della simulazione.

Domande frequenti

Perché serve un'analisi CFD bifase per studiare la lubrificazione di un cuscinetto?

Il flusso reale dentro al cuscinetto è una miscela dinamica di olio e aria. La sola portata nominale non descrive cosa accade in esercizio: distribuzione dell'olio, trascinamento d'aria, sbilanciamento degli scarichi, percorsi preferenziali. Una CFD bifase cattura questi fenomeni e li quantifica.

Quando conviene esternalizzare un'analisi CFD su un cuscinetto?

Quando il team interno non ha competenze specifiche su CFD bifase transitoria con corpi rotanti, oppure quando il time-to-market non è compatibile con la curva di apprendimento necessaria. Una società di ingegneria con una pratica CFD consolidata risolve il problema in settimane, con metodologia validata.

Cosa significa che uno scarico aspira olio invece di scaricarlo?

Significa che il campo di pressione attorno al cuscinetto, prodotto dalla rotazione, inverte il segno del flusso in uno dei due canali. Il canale progettato come scarico funziona di fatto come ingresso, mentre l'altro compensa scaricando una portata maggiore di quella nominale. Senza CFD, questo comportamento è invisibile dall'esterno.

Perché serve una simulazione transitoria e non stazionaria?

Propulsione navale, automotive, motorsport, eolico, riduttori industriali, aerospace. Ovunque la dinamica del lubrificante incida su affidabilità, perdite di potenza e durata del componente. Asotech lavora questi temi all'interno della propria pratica di progettazione meccanica integrata e analisi numerica, con riferimenti anche in altre analisi CFD in ambito idrodinamico.

In quali settori serve un'analisi di lubrificazione bifase di questo tipo?

Non serve diventare data scientist. Serve integrare basi di simulazione nel bagaglio del progettista meccanico: capire come impostare un digital twin, interpretare i risultati, lavorare con formati interoperabili come OpenUSD. La physical AI non sostituisce il progettista; lo mette al centro di un flusso più ampio che collega progettazione, validazione e produzione.

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Davide Mavillonio
Division Manager
CAE Dept