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Tutto quello che dovresti sapere sui cuscinetti orientabili a rulli
I cuscinetti sono una parte importante dei macchinari industriali. Esistono molti tipi di cuscinetti tra cui scegliere. Secondo statistiche incomplete, nel mondo esistono più di 400,000 tipi di cuscinetti. Ogni cuscinetto ha il proprio scopo, vantaggi e svantaggi.
I cuscinetti a rulli sferici sono progettati per sopportare carichi elevati, sono adatti a carichi radiali e assiali e sono autoallineanti, il che li rende uno dei cuscinetti più diffusi al giorno d'oggi. Tra tutti i cuscinetti volventi, i cuscinetti a rulli sferici sono particolarmente indicati in presenza di elevate forze d'impatto. Oltre ai carichi d'urto, questo tipo di cuscinetto è in grado di gestire anche vari disallineamenti e flessioni dell'albero.
I cuscinetti orientabili a rulli sono molto resistenti perché il carico è distribuito uniformemente sui rulli. I cuscinetti a rulli autoallineanti, spesso chiamati cuscinetti antifrizione, hanno un basso coefficiente di attrito; i rulli sono posizionati in modo relativamente lasco tra gli anelli esterno e interno, con conseguente minore attrito e minore calore; di conseguenza, la durata del cuscinetto sarà prolungata.
AUS si impegna a diventare un produttore di livello mondiale di cuscinetti a sfere e cuscinetti a rulli. Sulla base di oltre 20 anni di esperienza nella produzione di cuscinetti, vengono riassunte alcune informazioni sui cuscinetti orientabili a rulli.
Cos'è un cuscinetto orientabile a rulli?
I cuscinetti orientabili a rulli offrono la versatilità del movimento bidirezionale. La sua funzione principale è ridurre l'attrito tra i componenti consentendo il disallineamento. Esistono due tipi di cuscinetti a rulli autoallineanti: cuscinetti non sigillati/aperti e sigillati. Entrambi i tipi di cuscinetti sono progettati per resistere a carichi elevati; tuttavia, i cuscinetti sigillati beneficiano di un alloggiamento che contribuisce a prolungarne la durata. Le efficienti guarnizioni a doppio labbro impediscono l'ingresso del lubrificante e dei contaminanti. Comprendere entrambi i tipi di cuscinetti e quale tipo è richiesto per una particolare applicazione è fondamentale al momento dell'acquisto.
Diversi fattori determinano l’efficacia dei cuscinetti orientabili a rulli in una particolare applicazione, tra cui:
Carico minimo : per un funzionamento ad alta velocità con accelerazione e decelerazione stabili, il cuscinetto deve applicare un carico assiale minimo ai rulli. Ciò previene danni alla gabbia dovuti a forze inerziali, nonché slittamenti o attrito eccessivo. Il carico minimo richiesto può essere ridotto utilizzando un lubrificante di buona qualità.
La temperatura di esercizio è l'intervallo di temperatura ambiente in cui il cuscinetto funziona in modo più affidabile. A basse temperature, la viscosità dell'olio lubrificante aumenta, richiedendo quindi un carico minimo maggiore. I cuscinetti a rulli sferici funzionano a temperature particolarmente elevate se il materiale del cuscinetto è sottoposto a un trattamento termico.
La velocità di riferimento è la velocità di rotazione alla quale il calore generato dalla rotazione è uguale al calore dissipato dal lubrificante e dalla geometria del cuscinetto.
La velocità limite è la velocità massima alla quale il cuscinetto è progettato per funzionare. Dipende da: la resistenza della gabbia del cuscinetto, la qualità della lubrificazione, le forze centrifughe e rotazionali, la precisione di fabbricazione del cuscinetto e le caratteristiche del lubrificante.
Vantaggi dei cuscinetti orientabili a rulli
I cuscinetti riducono l'attrito e consentono una rotazione più fluida.
Permette il disallineamento angolare. I cuscinetti orientabili a rulli sono autoallineanti e possono quindi sopportare disallineamenti.
Il cuscinetto supporta l'albero rotante nel foro dell'anello interno.
Grazie ai numerosi rulli sferici, questi cuscinetti hanno un eccellente carico radiale e capacità di carico combinato unidirezionale.
I cuscinetti orientabili a rulli sono capaci di velocità medie e alte.
I cuscinetti orientabili a rulli riducono le esigenze di manutenzione.
Noto per la vita prolungata.
Livelli di rumore e vibrazioni ridotti.
I cuscinetti orientabili a rulli sono spesso utilizzati in applicazioni impegnative in ambienti difficili, soprattutto dove è difficile stabilire l'allineamento dell'alloggiamento o è previsto un disallineamento dell'albero. I cuscinetti orientabili a rulli possono rimanere efficaci a temperature fino a 500 ° F se i rulli e le piste sono stabilizzati dimensionalmente e trattati termicamente. I cuscinetti possono essere prodotti con precisione di funzionamento ultraprecisa e tolleranze più strette del foro e del diametro per applicazioni soggette a vibrazioni e carichi d'urto.
Design del cuscinetto sferico
I cuscinetti orientabili sono dotati di due corone di rulli separate da una gabbia o da una nervatura e, a seconda delle dimensioni e dell'applicazione, possono essere sigillati o non sigillati. Una pista dell'anello esterno e una doppia pista dell'anello interno supportano l'albero rotante. La qualità e l'allineamento delle piste, delle gabbie e degli anelli determinano le prestazioni complessive e la qualità del prodotto. I rulli asimmetrici aumentano le prestazioni e la precisione, mentre i rulli simmetrici forniscono una migliore distribuzione del carico e minori vibrazioni, aumentando in definitiva la durata. Tutte le dimensioni e i tipi di cuscinetti orientabili a rulli hanno un foro conico e possono essere montati utilizzando adattatori, manicotti rimovibili o direttamente su alberi conici corrispondenti.
Materiale dei cuscinetti orientabili a rulli
I cuscinetti a rulli sferici possono essere realizzati con diversi materiali a seconda dell'applicazione e dell'ambiente operativo. L'acciaio al cromo AISI 52100 è uno dei materiali più comunemente utilizzati nella produzione di questi cuscinetti grazie alla sua durabilità, ma in alcune applicazioni vengono impiegati anche lamiere d'acciaio, poliammide e ottone. Una delle parti più importanti di un cuscinetto sferico è la gabbia che lo mantiene in posizione. Questa gabbia è solitamente realizzata in acciaio stampato o ottone per via della resistenza e della resistenza alle alte temperature di entrambi i materiali.
I cuscinetti sferici sono spesso dotati di guarnizioni per tenere lontani contaminanti come sporco, liquidi, detriti e temperature rigide. I cuscinetti di questo tipo non necessitano nemmeno di lubrificazione se non superano il 50% della velocità di rotazione massima consentita.
Tipi comunemente utilizzati di cuscinetti orientabili a rulli
Serie 21300 – Serie dimensionale ISO 13 Cuscinetti orientabili a rulli
Serie 22200 – Serie dimensionale ISO 22 Cuscinetti orientabili a rulli
Serie 22300 – Serie dimensionale ISO 23 Cuscinetti orientabili a rulli
Serie 23000 – Serie dimensionale ISO 30 Cuscinetti orientabili a rulli
Serie 23100 – Serie dimensionale ISO 31 Cuscinetti orientabili a rulli
Serie 23200 – Serie dimensionale ISO 32 Cuscinetti orientabili a rulli
Serie 232 – Cuscinetti orientabili a rulli serie ISO 32 extra large
Serie 23900 – Serie dimensionale ISO 39 Cuscinetti orientabili a rulli
Serie 24000 – Serie dimensionale ISO 40 Cuscinetti orientabili a rulli
Serie 24100 – Serie dimensionale ISO 41 Cuscinetti orientabili a rulli
Serie 29000 – Cuscinetti assiali orientabili a rulli serie 90 con dimensioni ISO
Durata utile dei cuscinetti orientabili a rulli
La durata di un cuscinetto a rulli sferici è determinata dal numero di ore o giri che il cuscinetto compie prima di subire fatica meccanica. Prima di calcolare la durata stimata di un cuscinetto, è necessario determinare il carico radiale equivalente dinamico, che è un singolo valore che tiene conto sia delle sollecitazioni assiali che di quelle radiali.
Carichi dinamici sui cuscinetti radiali:
P r = carico radiale equivalente dinamico
F r = carico radiale applicato
Fa = carico assiale applicato
X = fattore di carico radiale dinamico (fornito nella documentazione del cuscinetto)
Y = fattore di carico assiale dinamico (fornito nella documentazione del cuscinetto)
Da ciò si può ricavare una stima della durata di vita del cuscinetto.
n = velocità operativa del cuscinetto (RPM)
Lubrificazione dei cuscinetti orientabili a rulli
Come tutti i cuscinetti, anche i cuscinetti a rulli sferici necessitano di un'adeguata lubrificazione . Questa può essere effettuata con grasso o olio. È importante tenere presente che il grasso ha una capacità di velocità operativa inferiore rispetto all'olio. Qualora un'operazione richieda velocità molto elevate, l'olio rappresenta la scelta migliore.
Se il grasso è la scelta preferita, scegliere un cuscinetto adatto al tipo di lubrificazione. Spesso i produttori costruiscono una scanalatura per il grasso nella pista di rotolamento esterna per facilitare l'applicazione del grasso attraverso gli ingrassatori.
Se si preferisce l'olio, è possibile farlo tramite un cuscinetto sigillato con serbatoio dell'olio o lubrificazione a bagno d'olio. Tieni presente che con un bagno d'olio, solo il rullo più basso dovrebbe essere a contatto con l'olio. Ciò consentirà la lubrificazione a sbattimento. Se il rullo più basso è a contatto con l'olio, il cuscinetto avrà bisogno di forza per portare i rulli attraverso l'olio, perdendo la sua efficacia e il vantaggio in termini di velocità.
Applicazione di cuscinetti orientabili a rulli
I cuscinetti a rulli sferici sono utilizzati in condizioni operative estremamente gravose e in ambienti particolarmente esigenti. Questi cuscinetti trovano impiego in applicazioni soggette a disallineamenti o flessioni dell'albero (piegamento dell'albero in determinate condizioni, come ad esempio in presenza di carichi assiali). Sono noti per la loro capacità di tollerare disallineamenti tra albero e alloggiamento. Grazie a questa caratteristica, i cuscinetti a rulli sferici sono utilizzati in una varietà di applicazioni meccaniche.
Le applicazioni dei cuscinetti orientabili a rulli includono vagli vibranti, laminatoi, vagli vibranti, trasportatori, trasmissioni, rulli di sostegno pesanti, frantoi da roccia, turbine eoliche, tutti i tipi di attrezzature minerarie e edili e attrezzature per la movimentazione dei materiali.
