scelta dei cuscinetti caratteristiche

Cuscinetti volventi, scelta delle caratteristiche corrette

L’esperienza quotidiana nell’ingegneria delle applicazioni ha dimostrato che la scelta del tipo di cuscinetto corretto può essere raggiunta con successo dai clienti sulla base della documentazione e degli strumenti forniti dal produttore del cuscinetto e utilizzando come riferimento linee guida comparabili.

Questo processo di selezione è tipicamente dominato da due fattori complementari: in primo luogo, il grado di durata del cuscinetto richiesto nell’applicazione come risultato della relazione tra il coefficiente di carico dinamico del cuscinetto e l’entità e la direzione (e) delle forze che agiscono e la velocità di rotazione . In secondo luogo, la dimensione costruttiva del cuscinetto in relazione allo spazio disponibile nell’applicazione.

Inoltre, ci sono molte altre caratteristiche critiche del cuscinetto che non vengono sempre prese in considerazione con la diligenza richiesta e che possono in seguito causare problemi e domande nell’effettiva applicazione del cuscinetto. Per esperienza pratica questi sono, tra gli altri: tipo di gabbia; lubrificazione; varianti di tenuta standard preinstallate su cuscinetti radiali a sfere e altri.

Quanto segue deve essere considerato una panoramica e un aiuto quando si considerano tali caratteristiche in un progetto e si prefiggono di rispondere a domande ricorrenti su questi argomenti.

Il gioco nominale

Il gioco nominale del cuscinetto è la distanza tra le posizioni finali che gli anelli di un cuscinetto volvente possono essere spostati l’uno contro l’altro. Per la maggior parte dei cuscinetti radiali a rotolamento, questa distanza radiale di movimento, meglio nota come gioco radiale, è fornita nelle pubblicazioni mentre i cuscinetti a sfere a contatto obliquo accoppiati o a doppia corona e i cuscinetti a rulli conici sono elencati con un gioco assiale. Le gamme di giochi sono combinate in classi di gioco (radiali) che sono standardizzate in larga misura secondo. secondo DIN 620 e facilmente identificabile dai suffissi C3, C4 ecc.

Il gioco dei cuscinetti ha un’influenza significativa sulla funzione e sulle prestazioni di un cuscinetto volvente e si deve considerare che, con poche eccezioni in applicazioni speciali, un cuscinetto necessita sempre di un certo gioco per il corretto funzionamento, il cosiddetto “gioco operativo”.

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Questo gioco operativo deriva principalmente dalla classe di gioco scelta del cuscinetto volvente in combinazione con l’albero e gli accoppiamenti dell’alloggiamento richiesti per un’applicazione specifica, il materiale dell’albero e l’alloggiamento risp. il loro coefficiente di dilatazione termica e la differenza di temperatura tra albero e alloggiamento durante il funzionamento, incluso potenzialmente il calore aggiuntivo che viene trasferito nell’applicazione attraverso l’albero. Tipicamente questi fattori causano una “costrizione” del cuscinetto, riducendo in tal modo il gioco nominale spesso in modo considerevole e, nel peggiore dei casi, uno scenario può comportare un precarico involontario.

Per riconoscere il rischio di un precarico involontario che in genere provoca ulteriori perdite per attrito e riscaldamento, ponendo quindi un rischio molto reale per un guasto prematuro dei cuscinetti, si consiglia vivamente di aggiungere una valutazione del gioco operativo a qualsiasi processo di selezione dei cuscinetti. È necessario scegliere la classe di gioco dei cuscinetti che offre spazio sufficiente durante le operazioni.

Le formule corrispondenti sono pubblicate nella documentazione tecnica dei produttori di cuscinetti e il dipartimento di ingegneria dell’applicazione è in grado di supportare il cliente con analisi e raccomandazioni dettagliate.

Tipo di gabbia

Ogni cuscinetto è fornito dal produttore dotato di un tipo di gabbia standard che nella somma delle sue caratteristiche – principalmente il materiale e la guida della gabbia – è adatto per l’uso in applicazioni “standard”.

Si raccomanda un controllo più dettagliato del tipo di gabbia in genere in collaborazione con il produttore del cuscinetto da utilizzare in un’applicazione specifica quando si verificano le seguenti condizioni operative, tra cui:

  • Temperatura di esercizio – ad esempio, le gabbie in poliammide (PA 6.6.) Raggiungono il loro limite di utilizzo a temperature di esercizio di 120 ° C. Oltre questa temperatura devono essere utilizzate gabbie metalliche o valutata l’applicazione di gabbie di plastica speciali come PEAK.
  • Accelerazione rapida e / o bassi carichi: in questi casi, a seconda del tipo e delle dimensioni del cuscinetto, è necessario prendere in considerazione l’uso di gabbie leggere, ad es. Gabbie in poliammide o in acciaio stampato o gabbie guidate ad anello, per evitare che il peso della gabbia rallenti o blocchi il movimento del gli elementi volventi successivamente causano danni da sbavatura dovuti allo scivolamento.
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Lo stesso principio si applica anche alle applicazioni in cui i cuscinetti volventi sono soggetti a carichi d’urto, vibrazioni e forze centrifughe elevate, ad esempio su alberi eccentrici.

  • Situazione di lubrificazione – in generale, le applicazioni lubrificate con grasso favoriscono l’uso di gabbie guidate da elementi volventi in quanto la formazione di un film lubrificante sufficientemente stabile nello spazio tra una gabbia guidata da anello e l’anello stesso spesso non può essere raggiunta in modo affidabile.

I cuscinetti lubrificati ad olio non sono in genere soggetti a tali restrizioni. Richiedono tuttavia ulteriori sforzi di progettazione della periferia del cuscinetto. Un’ulteriore considerazione deve essere la compatibilità di oli lubrificanti altamente sintetici e tecnologici con plastica e gomma utilizzati per gabbie e tenute esterne.

Lubrificazione

La selezione del lubrificante corretto risponde alla valutazione dell’idoneità e della durata di un lubrificante, ad esempio nei cuscinetti radiali a sfere pre-ingrassati e sigillati, rappresenta, oltre all’argomento del gioco dei cuscinetti, uno degli argomenti più sottovalutati nell’uso dei cuscinetti volventi. Da un lato deve essere considerato il miglior effetto di lubrificazione possibile per ridurre al minimo l’attrito e il contatto metallico in condizioni operative realistiche. Dall’altro lato, qualsiasi lubrificante è soggetto a invecchiamento durante il funzionamento a seconda delle condizioni operative effettive. Molto spesso le prestazioni del lubrificante sono degradate nella misura in cui ha raggiunto la fine del suo servizio dal vivo molto prima che il cuscinetto volvente stesso. La temperatura operativa effettiva svolge nuovamente un ruolo significativo in questo contesto.

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Varianti di tenuta standard preinstallate su cuscinetti radiali a sfere e altri

Esistono diversi malintesi riguardo all’uso e alle prestazioni delle tenute per cuscinetti preinstallate offerte dal produttore che a loro volta possono avere un impatto sulle prestazioni e sulla longevità effettive dei cuscinetti.

Innanzitutto, il fatto di contattare le tenute dei cuscinetti non deve essere considerato a tenuta stagna. Ciò deriva dallo spazio molto limitato in cui tali tenute sono integrate e dal necessario compromesso di progettazione tra efficienza di tenuta e riduzione al minimo dell’attrito e perdita di attrito associata. Pertanto, a seconda dell’applicazione effettiva, si consiglia di valutare attentamente le tenute preinstallate dei cuscinetti in termini di efficienza di tenuta richiesta e di bilanciarle con perdite accettabili e da attrito. Se le soluzioni disponibili risultano insufficienti, è possibile prendere in considerazione l’uso di cuscinetti speciali, ad es. Con paraolio radiali integrati, oppure è necessario prevedere misure di tenuta esterne aggiuntive della posizione del cuscinetto.

Un secondo argomento che si presenta spesso nel contesto di cuscinetti volventi pre-ingrassati e sigillati è la formazione di un “collare per grasso” sull’intercapedine o sul labbro di tenuta. Questo collare per grasso risulta da una piccola quantità di grasso espulso durante il processo di distribuzione del grasso interno quando un cuscinetto inizia a funzionare. Sebbene possa influire sulla percezione visiva di un cuscinetto, questo collare non è in realtà un difetto ma piuttosto una protezione aggiuntiva per il cuscinetto poiché cattura la contaminazione ben al di fuori del cuscinetto e lontano dall’effettiva fessura di tenuta o dal labbro di tenuta, contribuendo così a ritardare ulteriormente un’intrusione di contaminazione nel cuscinetto stesso.

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