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Cuscinetti aperti, cuscinetti sigillati, cuscinetti schermati?
I cuscinetti sono componenti chiave che garantiscono la rotazione fluida dei macchinari e riducono l'attrito. Si dividono in strutture chiuse e aperte. La principale differenza tra cuscinetti chiusi e aperti risiede nella presenza o meno di guarnizioni o schermature. I cuscinetti sigillati offrono generalmente prestazioni migliori e impediscono efficacemente a polvere, particelle, umidità e altri contaminanti di penetrare al loro interno. Questo approccio contribuisce a migliorare l'affidabilità e la durata del cuscinetto. I cuscinetti aperti, al contrario, non presentano guarnizioni e le loro sfere o rulli sono direttamente esposti, rendendoli suscettibili all'ingresso di polvere e altri contaminanti, con conseguenti ripercussioni sulle prestazioni e sulla durata. I cuscinetti sigillati e quelli schermati sono tipologie comuni di cuscinetti chiusi che, pur sembrando simili, presentano caratteristiche, vantaggi e svantaggi specifici a seconda delle esigenze operative. Questo articolo si propone di illustrare le caratteristiche, i vantaggi e gli svantaggi dei cuscinetti sigillati, schermati e aperti , le differenze tra di essi e come scegliere il cuscinetto più adatto alle proprie esigenze.
Cos'è un cuscinetto aperto?
I cuscinetti aperti non hanno chiusure, quindi sono "aperti". Sono adatti per operazioni ad alta velocità o addirittura ad altissima velocità, grazie al basso coefficiente di attrito, all'elevata velocità limite e alla vasta gamma di dimensioni e forme. Vengono utilizzati in settori quali strumenti di precisione, motori silenziosi, automobili , motociclette e macchinari in generale. Rappresentano il tipo di cuscinetto aperto più diffuso nell'industria meccanica. Sopportano principalmente carichi radiali e possono sopportare anche alcuni carichi assiali.
Cosa sono i cuscinetti sigillati?
Per evitare perdite di grasso durante il funzionamento del cuscinetto, gli elementi volventi (come sfere, rulli o cuscinetti a rulli) e il lubrificante interno devono essere completamente sigillati (2RS) . Questo è il punto di partenza della sigillatura del cuscinetto. Queste guarnizioni sono generalmente realizzate in gomma o materiale sintetico e vengono stampate o applicate a caldo sull'anello esterno del cuscinetto. I cuscinetti sigillati sono progettati per impedire l'ingresso di contaminanti esterni come polvere, sporco, umidità e altri fattori ambientali, proteggendo così gli elementi volventi e il lubrificante da contaminazione e corrosione. Ciò contribuisce a prolungare la durata dei cuscinetti ed evita la necessità di una manutenzione regolare. I cuscinetti sigillati sono spesso utilizzati in applicazioni in cui la contaminazione rappresenta un problema, come nel settore automobilistico, industriale e agricolo. In questi ambiti, la sigillatura riveste un ruolo sempre più importante. Dopo decenni di sviluppo, la sigillatura dei cuscinetti è diventata una disciplina specializzata, e da allora emergono innumerevoli metodi di sigillatura.
Cos'è un cuscinetto schermato?
Il coperchio del cuscinetto schermato (ZZ) è un componente stampato in lamiera di metallo puro. Generalmente è fissato sull'anello esterno e presenta un'intercapedine adeguata con il diametro esterno dell'anello interno. Non deve entrare in contatto con la gabbia all'interno del cuscinetto. La struttura comunemente utilizzata oggi è un coperchio parapolvere con bordo arrotolato, che viene pressato dopo che il cuscinetto è stato riempito di grasso e fissato ai denti dell'anello esterno mediante deformazione dello stampo. Generalmente, il coperchio parapolvere non può essere rimosso una volta pressato. Se rimosso, il coperchio parapolvere diventa inutilizzabile. Poiché esiste un'intercapedine tra il coperchio parapolvere e l'anello interno del cuscinetto, il grasso non può essere completamente sigillato all'interno del cuscinetto, né può impedire l'ingresso di polveri sottili o corpi estranei, quindi l'effetto è scarso. Poiché il coperchio parapolvere è pressato nel cuscinetto, raramente si stacca, la struttura è solida e la dissipazione del calore è migliore rispetto a quella dei cuscinetti a tenuta di contatto.
Vantaggi dei cuscinetti sigillati e schermati
I cuscinetti sigillati e schermati presentano numerosi vantaggi, il più importante dei quali, come accennato in precedenza, è che prevengono efficacemente l'intrusione di contaminanti esterni (come polvere, sporco, umidità, ecc.). Da questo vantaggio derivano una serie di benefici che comprendono principalmente i seguenti aspetti:
Ottime misure di protezione
I cuscinetti sigillati e schermati racchiudono completamente gli elementi volventi e il lubrificante all'interno del cuscinetto. Questo design protegge gli elementi volventi e i lubrificanti dalla contaminazione e dalla corrosione e prolunga la durata dei cuscinetti.
Lunga durata del lubrificante
Il design sigillato e schermato consente al lubrificante di rimanere all'interno del cuscinetto per lunghi periodi di tempo, riducendo la possibilità di deterioramento del lubrificante dovuto a contaminanti esterni. Di conseguenza, i cuscinetti sigillati hanno generalmente intervalli di lubrificazione più lunghi, con conseguenti cambi di lubrificante meno frequenti e costi di manutenzione inferiori.
Ridurre la manutenzione
Le guarnizioni e gli schermi richiedono meno manutenzione poiché bloccano efficacemente l'intrusione di contaminanti esterni, lasciando l'interno del cuscinetto relativamente pulito e trasparente. Una pulizia e una lubrificazione meno frequenti riducono i costi di manutenzione e il carico di lavoro.
Adatto per ambienti difficili
Grazie alla loro eccellente protezione contro la contaminazione, la sigillatura e la schermatura sono particolarmente adatte per applicazioni in ambienti di lavoro difficili come condizioni di elevata umidità e polvere.
Migliorare l'affidabilità del sistema
La stabilità e l'affidabilità della sigillatura e della schermatura possono migliorare la stabilità e l'affidabilità dell'intero sistema meccanico. I cuscinetti sigillati sono ideali per applicazioni che richiedono elevata stabilità e affidabilità delle apparecchiature meccaniche.
Un cuscinetto schermato, d'altra parte, è un cuscinetto che ha uno schermo o una piastra metallica che copre il lato aperto del cuscinetto. Sebbene i cuscinetti schermati forniscano una certa protezione contro i contaminanti, non sono completamente sigillati come i cuscinetti sigillati. Ciò significa che i cuscinetti schermati sono meno efficaci nel proteggere da polvere, sporco e umidità. Uno dei principali vantaggi dei cuscinetti schermati è il minore attrito e la generazione di calore rispetto ai cuscinetti sigillati. Ciò si traduce in un funzionamento più fluido e in una migliore efficienza, rendendo i cuscinetti schermati ideali per applicazioni che richiedono alta velocità o bassa coppia. I cuscinetti schermati tendono inoltre ad essere più economici rispetto ai cuscinetti sigillati.
Cuscinetti sigillati VS cuscinetti schermati
Attrito : Uno dei principali vantaggi dei cuscinetti schermati è il minore attrito e la minore generazione di calore rispetto ai cuscinetti sigillati. Ciò si traduce in un funzionamento più fluido e in una maggiore efficienza, rendendo i cuscinetti schermati ideali per applicazioni che richiedono alta velocità o bassa coppia. I cuscinetti schermati tendono inoltre ad essere più economici rispetto ai cuscinetti sigillati.
Manutenzione e lubrificazione : Tuttavia, la mancanza di una tenuta completa dei cuscinetti schermati li rende suscettibili alla contaminazione. Ciò può causare usura precoce e una riduzione della durata, soprattutto in applicazioni in cui i cuscinetti sono esposti a condizioni difficili. I cuscinetti schermati richiedono inoltre una manutenzione e una rilubrificazione più frequenti rispetto ai cuscinetti sigillati.
Velocità di rotazione : uno dei fattori chiave da considerare nella scelta del cuscinetto giusto è la sua velocità operativa massima. Una delle principali differenze tra cuscinetti sigillati e schermati risiede proprio nella loro velocità massima nominale. La velocità massima di un cuscinetto è la velocità più elevata alla quale il cuscinetto può funzionare senza guasti o danni prematuri. Questa velocità è solitamente specificata dal produttore del cuscinetto ed è influenzata da fattori quali il tipo di lubrificazione utilizzata, il materiale del cuscinetto e il suo design.
In generale, i cuscinetti schermati hanno una velocità massima maggiore rispetto ai cuscinetti sigillati. Questo perché le guarnizioni sui cuscinetti sigillati creano attrito e resistenza, limitando la velocità alla quale il cuscinetto può funzionare. I cuscinetti schermati, invece, hanno una resistenza minore e quindi possono funzionare a velocità più elevate. Ad esempio, un tipico cuscinetto sigillato potrebbe avere una velocità massima di 15,000 giri/min, mentre un cuscinetto schermato delle stesse dimensioni e struttura potrebbe avere una velocità massima di 18,000 giri/min. Nelle applicazioni che richiedono alta velocità, come motori, pompe e compressori, questa velocità massima può variare in modo significativo. Va notato che la velocità nominale massima del cuscinetto è solo un valore di riferimento e la velocità operativa effettiva del cuscinetto potrebbe essere inferiore, a seconda di fattori quali carico, lubrificazione e condizioni operative.
Conclusione
Quando si seleziona il cuscinetto appropriato, è necessario considerare fattori quali la velocità massima, la protezione dai contaminanti e i requisiti di lubrificazione. Se l'applicazione richiede un elevato livello di protezione dai contaminanti e i requisiti di velocità non sono particolarmente rigorosi, i cuscinetti sigillati possono rappresentare una scelta adeguata. Per le applicazioni in cui i requisiti di velocità sono elevati ma i requisiti di protezione dai contaminanti sono relativamente bassi, possono essere adatti i cuscinetti schermati. Tuttavia, la scelta del tipo di cuscinetto appropriato richiede comunque la considerazione dei requisiti specifici dell'applicazione, delle condizioni ambientali e di altri fattori.