Cosa sono i carichi minimi dei cuscinetti e perché sono importanti?

Innanzitutto, è necessaria una panoramica. I cuscinetti volventi vengono utilizzati per ridurre l’attrito nei macchinari rotanti rimuovendo il più possibile l’attrito scorrevole da un sistema utilizzando l’attrito volvente invece che ha un coefficiente di attrito inferiore.

Cosa sono i carichi minimi dei cuscinetti?

Anche se i cuscinetti volventi tentano di ridurre l’attrito totale in un sistema, i singoli elementi volventi all’interno del cuscinetto richiedono comunque un certo attrito per rotolare anziché scivolare. Questo attrito interno viene creato applicando un carico sul cuscinetto. Questo carico può essere generato internamente con un precarico oppure può essere generato da un carico applicato esternamente.

Eric Phaneuf, ingegnere applicativo, mercato industriale di SKF USA Inc. spiega in un white paper che per molti cuscinetti radiali è comune fornire una certa quantità di spazio tra gli elementi volventi e le piste per consentire l’espansione termica e prevenire il grippaggio dei cuscinetti. “Questo gioco interno crea quella che viene definita una zona caricata e una zona scarica all’interno del cuscinetto. Mentre l’albero ruota, gli elementi volventi passano dentro e fuori dalla zona di carico dell’anello esterno. Quando gli elementi volventi entrano ed escono dalla zona caricata, può verificarsi un cambiamento nella velocità dell’elemento volvente. Senza un carico minimo sugli elementi volventi, le accelerazioni in entrata e in uscita dalla zona di carico possono essere molto dannose.

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Perché sono importanti per i cuscinetti?

Phaneuf prosegue affermando che se non vengono rispettati i carichi minimi per un cuscinetto volvente, potrebbero verificarsi diverse condizioni che possono ridurre drasticamente la durata del cuscinetto. Lo slittamento, che scorre tra gli elementi volventi e le piste, può interrompere il film di lubrificante e provocare danni alle sbavature. La sbavatura non solo danneggia le superfici di rotolamento, ma provoca anche un aumento della temperatura.

I carichi vengono posizionati sulla gabbia (e) all’interno del cuscinetto. In genere una gabbia è progettata per impedire ai corpi volventi di toccarsi. Tuttavia, quando i carichi minimi non sono soddisfatti, cioè le forze di trazione non sono presenti, la gabbia deve ora guidare gli elementi rotanti anziché le forze di trazione delle piste che lo fanno. Ciò genera carichi non contabilizzati che vengono applicati alla gabbia e può portare a guasti prematuri della gabbia “, ha aggiunto.

In che modo la temperatura influisce sul carico?

“La temperatura non influisce sul carico applicato a un cuscinetto”, afferma Phaneuf. “Tuttavia, influisce sul modo in cui il cuscinetto gestisce internamente il carico applicato. Ci sono un paio di aree che possono essere influenzate a seconda della grandezza della temperatura. Se le temperature sono relativamente alte, le proprietà del materiale dei componenti del cuscinetto possono essere modificate come gabbie polimeriche, temperatura di stabilizzazione termica dell’acciaio, tenute, ecc. Queste sono abbastanza semplici da valutare. ”

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“Tuttavia, il gioco interno del cuscinetto e il modo in cui cambia con la temperatura possono avere un impatto significativo sulla dimensione della zona di carico in un cuscinetto. Quando c’è un grande differenziale di temperatura attraverso il cuscinetto, cioè l’albero caldo e l’alloggiamento freddo, il gioco interno nel cuscinetto sarà ridotto. Questa riduzione del gioco interno cambia la zona di carico da forse 150 ° a ovunque avvicinandosi a 360 °. Più piccola è la zona di carico, più fresco sarà il cuscinetto in genere. Tuttavia, maggiore è la zona di carico, migliore è la distribuzione del carico ma anche maggiore è la temperatura operativa. Se il gioco interno del cuscinetto viene completamente rimosso e viene creata una zona di carico a 360 °, i carichi interni del cuscinetto possono aumentare notevolmente. Ciò creerà carichi più elevati all’interno del cuscinetto e maggiore attrito al rotolamento.

Quali sono i problemi chiave da tenere d’occhio per garantire una buona durata dei cuscinetti?

La causa più comune di cedimento prematuro dei cuscinetti è la scarsa lubrificazione. Ciò può significare molte cose che vanno da: tipo o quantità di lubrificante errati, cattive pratiche di lubrificazione, a condizioni di applicazione impreviste che causano la rottura della lubrificazione. Un’altra causa prevalente di guasto prematuro dei cuscinetti è l’immagazzinamento e la manipolazione impropri nonché le cattive pratiche di installazione.

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Phaneuf nota che i cuscinetti sono componenti di precisione e possono essere facilmente danneggiati da cattive pratiche di movimentazione e stoccaggio. “Durante l’installazione, un cuscinetto può essere danneggiato se vengono utilizzate tecniche improprie, nonché problemi di contaminazione del cuscinetto prima ancora che venga messo in servizio. Queste condizioni possono ridurre notevolmente la durata del cuscinetto. ”

Come si selezionano i cuscinetti migliori per l’applicazione?

La selezione del rilevamento migliore per un’applicazione richiede una conoscenza approfondita dell’applicazione. Alcuni dei fattori più importanti da considerare nella scelta di un cuscinetto sono:

• Carichi (direzione, assiale o radiale e magnitudo)
• Velocità
• Temperatura
• Tipo e metodo di lubrificazione
• Considerazioni ambientali quali materiali di processo o altri contaminanti che possono venire a contatto con i cuscinetti durante il servizio
• Durata di progettazione richiesta per i cuscinetti

In conclusione, Phaneuf ricorda che i cuscinetti sono componenti di precisione, non materie prime. Vedono le parti più impegnative di un’applicazione (carichi e velocità). Per garantire una buona durata dei cuscinetti, è necessario selezionarli correttamente in base alle condizioni di applicazione, ma devono anche essere adeguatamente mantenuti.

“Ciò include tecniche di conservazione e movimentazione adeguate, nonché i requisiti di manutenzione periodica durante il funzionamento. Solo in questo modo i cuscinetti e le attrezzature su cui sono montati possono avvicinarsi alla realizzazione del loro progetto. “

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