Cuscinetti assiali idrodinamici per applicazioni navali: scelta del sistema di equalizzazione e progettazione secondo normativa

Abstract

Nella propulsione navale il cuscinetto reggispinta a pattini oscillanti trasmette la spinta dell'elica allo scafo. La deformazione dello scafo sotto carico e tra le onde genera disallineamenti statici e dinamici tra collare e cuscinetto: i pattini si ripartiscono il carico in modo non uniforme e il più caricato può cedere. Per evitarlo si adottano sistemi di equalizzazione. Partendo da un report tecnico redatto per Fincantieri, la tesi confronta cuscinetti auto-equalizzanti, idraulici e a supporto elastico, e collega la scelta del sistema di equalizzazione al metodo di progetto della norma ISO 12130. L'analisi mostra che la norma presuppone implicitamente un'equalizzazione perfetta, con carico equamente distribuito tra i diversi pattini: scelta del sistema e dimensionamento del cuscinetto risultano quindi disaccoppiati. Gli esempi dell'Annex A sono stati ricalcolati, evidenziando alcune imprecisioni nella norma stampata. La procedura è stata implementata nel software TT_ISO12130, che riproduce il verdetto della norma nei tre casi di riferimento, con concordanza negli esiti di ammissibilità, scarti contenuti sulle grandezze principali e scarto maggiore sulla portata laterale.

In marine propulsion, the tilting pad thrust bearing transfers the propeller thrust to the hull. Hull deflection under different loading conditions and in waves causes static and dynamic misalignment between collar and bearing, so the pads share the load unevenly and the most loaded pad may fail. Equalization systems are adopted to prevent this. Starting from a technical survey prepared for Fincantieri, this thesis compares self-equalizing, hydraulic and elastically supported bearings and links the choice of the equalization system to the design method of ISO 12130. The analysis shows that the standard implicitly assumes perfect equalization, with each pad carrying the same load; therefore, the selection of the system and the sizing of the bearing are decoupled. The worked examples of Annex A were recalculated step by step, revealing come inaccuracies in the printed standard. The procedure was then implemented in the software TT_ISO12130, which reproduces the verdict of the standard in all three reference cases, with agreement on acceptability outcomes, limited discrepancies in the main parameters, and a larger discrepancy in the side leakage.