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La guida definitiva alla coppia dei cuscinetti
I cuscinetti sono parti di precisione che consentono il movimento relativo tra le parti meccaniche. Cuscinetti a sfera e dell' cuscinetti a rulli sono i tipi più comuni di cuscinetti, costituiti da un anello interno, un anello esterno, elementi volventi e un fermo. Sono parti fondamentali di dispositivi rotanti come motori, cambi, mozzi di automobili, ecc. Sono progettati per supportare alberi rotanti e ridurre l'attrito tra le parti mobili, riducendo così la perdita di energia e migliorando l'efficienza. La coppia del cuscinetto è uno dei fattori chiave dei parametri del cuscinetto. Questo blog ha lo scopo di introdurre la coppia dei cuscinetti e fornire consigli costruttivi per aiutarti scegli il cuscinetto giusto.
La coppia del cuscinetto è la forza che supera l'attrito interno nel cuscinetto per avviare o mantenere una velocità di rotazione. La coppia iniziale è la forza che un cuscinetto deve superare per iniziare a ruotare. La coppia di funzionamento è la coppia necessaria affinché un cuscinetto inizi a ruotare e mantenga la rotazione a una velocità costante. Si può vedere che l'attrito all'interno del cuscinetto è il fattore più importante nella coppia di spunto: maggiore è l'attrito all'interno del cuscinetto, maggiore è la coppia di spunto.
Fattori che influenzano la coppia del cuscinetto
La coppia dei cuscinetti si basa su principi tribologici. La tribologia è lo studio dell'attrito, della lubrificazione e dell'usura delle superfici interagenti in movimento relativo. Quando un cuscinetto ruota, sperimenta diversi tipi di resistenza all'attrito. Per migliorare l'efficienza energetica, abbiamo perseguito coppie dei cuscinetti inferiori. Raggiungere la coppia ottimale del cuscinetto è un compito complesso che richiede un'attenta considerazione dei fattori di progettazione del cuscinetto e delle caratteristiche del cuscinetto utilizzato. Sono molti i fattori che influiscono sulla coppia del cuscinetto, come il tipo di cuscinetto, il materiale di cui è composto, la lubrificazione del cuscinetto, il precarico, il gioco, i parametri di progettazione e la considerazione dell'ambiente in cui opera il cuscinetto. Al fine di ridurre al minimo in modo efficace la coppia dei cuscinetti e migliorare l'efficienza complessiva e la durata del sistema meccanico per ottenere un funzionamento più fluido, ridurre il consumo di energia e migliorare le prestazioni del sistema, Aubearing determina uno per uno i fattori che influenzano la coppia dei cuscinetti.
Attrito volvente
I cuscinetti volventi sono costituiti da un anello interno, un anello esterno, elementi volventi (come sfere o rulli) e una gabbia. Quando il cuscinetto ruota, gli elementi volventi entrano in contatto con le piste degli anelli interno ed esterno del cuscinetto, provocando resistenza al rotolamento o attrito volvente. Questa resistenza è causata dalla deformazione e dallo scorrimento degli elementi volventi e dalla presenza di lubrificante nei cuscinetti.
Tipo di cuscinetto
La coppia di avviamento è diversa tra i diversi tipi di cuscinetti. La coppia iniziale dei cuscinetti a sfere è generalmente inferiore a quella dei cuscinetti a rulli. Gli elementi volventi interni di un cuscinetto a sfere sono rotondi e hanno un “punto di contatto” con gli anelli interno ed esterno. Tuttavia, gli elementi volventi dei cuscinetti a rulli sono rulli cilindrici o ellittici e il contatto con gli anelli interni ed esterni del cuscinetto è un “contatto lineare”. Rispetto ai cuscinetti a sfere, i cuscinetti a rulli hanno una coppia molto maggiore.
Sigillato o schermato
I cuscinetti spesso lo hanno sigilli o scudi per impedire l'ingresso di contaminanti e mantenere la lubrificazione. Queste guarnizioni creano un attrito aggiuntivo chiamato attrito della guarnizione. La quantità di attrito della guarnizione dipende dal design, dal materiale e dalle condizioni della guarnizione. In generale, la resistenza all'attrito della guarnizione in gomma sarà maggiore della resistenza all'attrito dello schermo metallico.
Viscosità del lubrificante
In genere, i cuscinetti richiedono lubrificazione per ridurre l'attrito e l'usura. Il lubrificante utilizzato può essere olio o grasso, ma hanno una viscosità specifica. La viscosità di un lubrificante crea una certa quantità di resistenza. Ovviamente, più viscoso è il lubrificante, maggiore è la resistenza rotazionale e maggiore è la coppia di avviamento richiesta. Inoltre, se l'attrezzatura non è stata utilizzata per molto tempo, il lubrificante potrebbe fuoriuscire da tra la guarnizione e l'albero e la coppia di avviamento potrebbe essere molto maggiore. In generale, la resistenza del grasso sarà maggiore della resistenza dell'olio lubrificante.
Finitura superficiale dell'albero
Anche la finitura superficiale dell'albero è uno dei fattori che influenzano la coppia del cuscinetto. È noto che quanto più ruvida è la superficie dell'albero, tanto maggiore è la coppia. Un fenomeno che aumenta la coppia di avviamento è l'adesione tra le superfici di contatto se l'albero rimane a riposo per un lungo periodo di tempo. Inoltre, la corrosione dell'albero a volte provoca un legame tra le superfici di contatto del cuscinetto, che ovviamente deve essere rotto prima che possa iniziare la rotazione.
Materiale del cuscinetto
Materiale del cuscinetto influisce anche sulla coppia. Il fermo leggero in metallo e plastica fornisce una coppia minima a velocità basse e medie. In generale, le gabbie in nylon fenolico e sinterizzato hanno una coppia inferiore alle alte velocità. Valori molto bassi di angolo di contatto o di gioco radiale indicano una coppia elevata poiché gli errori geometrici inerenti alle piste e alle sfere dei cuscinetti possono causare cambiamenti instabili nello stress e quindi nel livello di attrito. Si può vedere che i cuscinetti a contatto angolare hanno angoli di contatto molto elevati e livelli di coppia corrispondentemente più elevati.
Calcolare la coppia del cuscinetto
Calcolare il valore della coppia del cuscinetto è importante per ottimizzare il sistema e aiuterà a selezionare i cuscinetti e la configurazione migliori. È possibile calcolare un'approssimazione della coppia di attrito utilizzando questa semplice formula.
Calcolo della coppia dei cuscinetti a sfere
Cuscinetti radiali a sfere: 0.5 x 0.0013 x carico radiale (Newton) * x diametro del foro del cuscinetto (mm)
Cuscinetto a sfere di spinta: 0.5 x 0.0011 x carico assiale (Newton) * x diametro del foro del cuscinetto (mm))
Questa formula per calcolare la coppia del cuscinetto è valida solo se il cuscinetto a sfere è completamente lubrificato, non ha guarnizioni di contatto ed è soggetto a basse velocità e bassi carichi. Per i cuscinetti a sfere radiali, il carico assiale dovrebbe essere inferiore al 20% del carico radiale, mentre per i cuscinetti reggispinta, il carico dovrebbe essere puramente assiale. L'unità di misura è il Newton millimetri (Nmm). Questa è un'unità composita di coppia che corrisponde alla coppia prodotta esercitando una forza di 1 Newton (circa 0.1 Kgf) su un braccio a una distanza di 1 mm. Se hai bisogno di dati precisi sulla coppia del cuscinetto a sfere tenendo conto della velocità e della viscosità del lubrificante, contatta Aubearing.
Calcolo della coppia dei cuscinetti a rulli
Per calcolare la coppia di un cuscinetto a rulli è necessario conoscere diversi concetti terminologici.
Il carico radiale è il carico perpendicolare all'asse del cuscinetto.
Il carico assiale è una forza che agisce parallelamente all'asse dell'albero.
Il calcolo della coppia di un cuscinetto a rulli richiede anche fattori quali il numero e le dimensioni degli elementi volventi, l'angolo di contatto e le dimensioni delle piste. Inoltre, la geometria dei cuscinetti è un fattore chiave che influenza i calcoli della coppia. Naturalmente il coefficiente di attrito del cuscinetto a rulli è essenziale per calcolare la coppia di un cuscinetto a rulli. Rappresentano la resistenza al movimento causata dall'attrito tra corpi volventi e piste. I coefficienti di attrito per specifici tipi di cuscinetti e condizioni di lubrificazione sono reperibili sul sito web o sul catalogo del produttore dei cuscinetti.
Coppia (M)=Fr*d*μ+Fa*Dm*μa
M sta per coppia
Fr rappresenta il carico radiale
d rappresenta il diametro dell'elemento volvente
μ rappresenta il coefficiente di attrito degli elementi volventi
Fa rappresenta il carico assiale
Dm rappresenta il diametro medio del cuscinetto
μa rappresenta il coefficiente di attrito assiale
Conoscendo la coppia calcolata di un cuscinetto a rulli, gli ingegneri possono valutare approssimativamente se il cuscinetto è in grado di sopportare i carichi previsti, operare entro limiti di coppia accettabili e mantenere un movimento efficiente. Il corretto dimensionamento dei cuscinetti può prevenire l'usura prematura, il riscaldamento eccessivo e potenziali guasti al sistema.
Conclusione
Comprendere i fattori che influenzano la coppia del cuscinetto e calcolare accuratamente la coppia del cuscinetto aiuterà a selezionare il cuscinetto corretto. È necessario consultare e seguire le linee guida del produttore per ottenere specifiche di coppia precise per un'applicazione specifica e garantire prestazioni ottimali e affidabilità del sistema. Come tutti sappiamo, Aubearing è un produttore di cuscinetti affidabile in Cina e un negozio di cuscinetti online di fama mondiale, che fornisce soluzioni complete per i cuscinetti di cui hai bisogno.