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Guida alle gabbie per cuscinetti
La funzione principale delle gabbie dei cuscinetti è quella di isolare e guidare gli elementi volventi nelle piste. Le gabbie dei cuscinetti possono garantire la corretta distanza tra gli elementi volventi, impedendo loro di entrare in contatto tra loro per raggiungere lo scopo di ridurre l'attrito; può distribuire uniformemente la forza di carico; guidare e migliorare le condizioni di rotolamento degli elementi volventi del cuscinetto per evitare scivolamenti dannosi. Il design e il materiale della gabbia ne determinano le prestazioni e l'affidabilità del cuscinetto; gli consente di resistere alle sollecitazioni causate dall'attrito, alla deformazione e alla forza d'inerzia e alla corrosione chimica causata da sostanze lubrificanti o di invecchiamento, solventi, ecc. Questo blog si propone di fornirvi suggerimenti costruttivi per la scelta della giusta gabbia per cuscinetti presentando le tipologie di gabbie, misure di prevenzione e rottura.
Tipi di gabbie per cuscinetti
I materiali utilizzati per realizzare le gabbie devono generalmente avere elevata resistenza, buona conduttività termica e resistenza all'usura, fattore di attrito e densità ridotti, forte resilienza agli urti, ecc.; e il suo coefficiente di dilatazione dovrebbe essere vicino a quello degli elementi volventi. Per le gabbie stampate, anche il materiale di fabbricazione dovrebbe avere determinate proprietà di lavorazione. A seconda dei materiali di produzione, i tipi di gabbie solitamente includono: gabbia in acciaio a basso tenore di carbonio/gabbia in acciaio inossidabile, gabbia in bachelite/gabbia in nylon, gabbia in ottone/gabbia in bronzo/gabbia in lega di alluminio, ecc.
Gabbia in acciaio stampato
Le gabbie in acciaio stampato sono per lo più costituite da lastre sottili di acciaio a basso tenore di carbonio laminate a caldo continue o da acciaio inossidabile X5CrNi18-10; sono una gabbia leggera con elevata resistenza e possono ridurre l'attrito e l'usura attraverso un ulteriore trattamento superficiale.
Gabbie in acciaio lavorato
Le gabbie in acciaio tagliate a macchina sono solitamente realizzate in acciaio S355GT (St 52); sono utilizzati principalmente in cuscinetti di grandi dimensioni o in applicazioni in cui esiste il rischio di reazione chimica con le gabbie in rame; possono operare a temperature fino a 300°C e le loro prestazioni generalmente non vengono influenzate dai minerali o dai lubrificanti e solventi organici utilizzati per pulire i cuscinetti, ma talvolta necessitano di un trattamento superficiale per migliorarne le prestazioni in termini di antiscivolo e resistenza all'usura.
Gabbie in ottone stampato
Le gabbie stampate in ottone vengono utilizzate principalmente per cuscinetti di piccole e medie dimensioni; tuttavia, per applicazioni simili come i compressori di refrigerazione che utilizzano ammoniaca, le gabbie in rame stampato sono soggette a fessurazioni.
Gabbie in ottone lavorato
La maggior parte delle gabbie in ottone sono realizzate in ottone fuso CW612N o ottone forgiato e le loro prestazioni generalmente non sono influenzate dai lubrificanti per cuscinetti come oli e grassi sintetici e dai solventi organici utilizzati per la pulizia. Tuttavia, la temperatura operativa delle gabbie in ottone dovrebbe essere inferiore a 250°C.
Gabbie in nylon
La gabbia solida in poliammide (nylon 66) realizzata mediante stampaggio a iniezione ha un'elevata elasticità del materiale e un peso leggero, che possono garantire che la gabbia del cuscinetto abbia buone proprietà di scorrimento e autolubrificanti. Può essere utilizzato in ambienti di lavoro con shock da vibrazione, cambio di velocità elevato o inclinazione degli anelli interni ed esterni del cuscinetto; l'intervallo di temperatura operativa è relativamente ampio, compreso tra -40°C e 120°C. Tuttavia, l'uso di gabbie in nylon poliammidico deve considerare l'influenza dei componenti corrosivi nel lubrificante; e il materiale si disidraterà e diventerà fragile nel vuoto.
Codice gabbia cuscinetto
Code | Descrizione |
A o B dopo il codice del fermo indica che il fermo è guidato dall'anello esterno (A) o dall'anello interno (B). | |
F | Fermo solido in acciaio, guidato dagli elementi volventi. |
FA | Fermo solido in acciaio, guidato dall'anello esterno. |
FAS | Fermo solido in acciaio, guidato dall'anello esterno, con scanalatura di lubrificazione. |
FB | Fermo solido in acciaio, guidato dall'anello interno. |
FBS | Fermo solido in acciaio, guidato dall'anello interno, con scanalatura di lubrificazione. |
FN | Fermo solido in acciaio, guidato dagli elementi volventi. |
E, H1 | Fermo in resina fenolica. |
FP | Fermo a perno pieno in acciaio, guidato dall'anello esterno. |
FPA | Fermo a perno pieno in acciaio, guidato dall'anello esterno. |
FPB | Fermo a perno pieno in acciaio, guidato dall'anello interno. |
FV, FVI | Fermo solido in acciaio con fusione centrifuga, resistente alle vibrazioni, regolazione della qualità. |
LA | Fermo solido in lega leggera, guidato dall'anello esterno. |
LAS | Fermo solido in lega leggera, guidato dall'anello esterno, con scanalatura di lubrificazione. |
LABORATORIO | Fermo solido in lega leggera, guidato dall'anello interno. |
LBS | Fermo solido in lega leggera, guidato dall'anello interno, con scanalatura di lubrificazione. |
LP | Fermo del tipo a perno pieno in lega leggera, guidato dall'anello esterno. |
LPA | Fermo del tipo a perno pieno in lega leggera, guidato dall'anello esterno. |
LPB | Fermo del tipo a perno pieno in lega leggera, guidato dall'anello interno (cuscinetto reggispinta a sfere guidato dall'albero). |
M | Fermo massiccio in ottone, guidato dagli elementi volventi. |
MA | Fermo massiccio in ottone, guidato dall'anello esterno. |
DI PIÙ | Fermo massiccio in ottone, guidato dall'anello esterno, con scanalatura di lubrificazione. |
MB | Fermo massiccio in ottone, guidato dall'anello interno. |
MBS | Fermo massiccio in ottone, guidato dall'anello interno, con scanalatura di lubrificazione. |
MR | Fermo massiccio in ottone, guidato dagli elementi volventi. |
MPA | Fermo a perno pieno in ottone, guidato dall'anello esterno. |
MPB | Fermo a perno pieno in ottone, guidato dall'anello interno (cuscinetto reggispinta a sfere guidato dall'albero). |
T | Fermo solido pressopiegato in resina poliammidica, guidato dall'anello esterno. |
TA | Fermo solido pressopiegato in resina poliammidica, guidato dagli elementi volventi. |
T1 | Fermo solido pressopiegato in resina poliammidica, guidato dagli elementi volventi. |
THB | Fermo del tipo a perno pressopiegato in resina poliammidica, guidato dall'anello interno. |
TP | Fermo del tipo a perno pressopiegato in resina poliammidica, guidato dall'anello esterno. |
TPA | Fermo del tipo a perno pressopiegato in resina poliammidica, guidato dall'anello esterno. |
TPB | Fermo del tipo a perno pressopiegato in resina poliammidica, guidato dall'anello interno. |
TN | Il fermo pressopiegato in resina poliammidica, guidato dagli elementi volventi, utilizza il codice materiale indicato da numeri. |
TNH | Fermo pressopiegato in resina poliammidica, guidato dagli elementi volventi. |
TVH | Fermo pressopiegato in resina poliammidica rinforzata con fibra di vetro, guidato dagli elementi volventi. |
TV1 | Fermo del tipo a perno pressopiegato in resina poliammidica rinforzata con fibra di vetro, guidato dalle sfere in acciaio. |
TVP | Fermo pressopiegato in resina poliammidica rinforzata con fibra di vetro, guidato dagli elementi volventi. |
TVP2 | Fermo pressopiegato in resina poliammidica rinforzata fibra vetro, guidato dalle sfere. |
TVPB | Fermo del tipo a perno pressopiegato in resina poliammidica rinforzata con fibra di vetro, guidato dall'anello interno (cuscinetto reggispinta a sfere guidato dall'albero). |
J | Fermo stampato in acciaio. |
Durante il funzionamento dei cuscinetti volventi, si verificano riscaldamento e usura a causa dell'attrito radente, soprattutto in applicazioni ad alta temperatura o ad alta velocità, che potrebbero causare la bruciatura o la rottura diretta della gabbia. Un montaggio o un utilizzo impropri causeranno la deformazione della gabbia, aumenteranno l'attrito tra la stessa e l'elemento volvente e potrebbero causare l'inceppamento dell'elemento volvente, o causare attrito tra la gabbia e l'anello, allentamento o rottura dei rivetti, ecc., con conseguenti nella rottura della gabbia. Se utilizzato continuamente, le condizioni di lavoro anomale come vibrazioni, rumore e riscaldamento verranno aggravate, causando danni ai cuscinetti. Solitamente le ragioni per il danneggiamento delle gabbie dei cuscinetti sono molteplici:
1) Carico di coppia eccessivo
2) Velocità troppo elevata o cambi di velocità troppo frequenti
3) Lubrificazione scarsa o insufficiente
4) Corpi estranei bloccati o impurità introdotte
5) Ambiente di lavoro con grandi vibrazioni
6) Installazione non corretta
7) Aumento anomalo della temperatura
1) Selezionare il modello di cuscinetto appropriato in base alle condizioni di utilizzo
2) Controllare le condizioni di lubrificazione e utilizzare il metodo di lubrificazione e il lubrificante appropriati
3) Corretta selezione dei materiali e dei tipi di gabbie
4) Prestare attenzione all'installazione e all'utilizzo dei cuscinetti
5) Selezionare i cuscinetti che soddisfano i requisiti di rigidità della scatola dei cuscinetti
Conclusione
Nelle condizioni di lavoro di carichi complessi e rotazione ad alta velocità, la forza centrifuga, l'impatto e la vibrazione che la gabbia del cuscinetto volvente deve sopportare saranno relativamente grandi e anche l'attrito di scorrimento tra la gabbia e l'elemento volvente genererà molto calore. Portando alla rottura della gabbia, persino a ustioni e fratture. Pertanto, il materiale della gabbia deve avere una certa resistenza, buona conduttività termica, resistenza all'usura, tenacità all'impatto, piccolo attrito, densità e il suo coefficiente di dilatazione lineare è vicino a quello dell'elemento volvente. Inoltre, per far fronte alla deformazione di stampaggio complessa, il materiale della gabbia deve anche avere buone prestazioni di lavorazione.
La scelta dei materiali della gabbia deve anche considerare gli effetti dei mezzi chimici come lubrificanti, additivi lubrificanti, solventi organici e refrigeranti, e usi e condizioni di lavoro speciali come resistenza alle alte temperature, resistenza alla corrosione, autolubrificazione (usata nel vuoto) o non magnetico.