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La guida definitiva per misurare il gioco dei cuscinetti
Nell'ingegneria e nella produzione meccanica, i cuscinetti sono componenti chiave che garantiscono il funzionamento regolare e una lunga durata delle apparecchiature meccaniche. Le prestazioni di un cuscinetto dipendono non solo dalla qualità costruttiva e costruttiva, ma anche dal gioco del cuscinetto. Il gioco del cuscinetto si riferisce allo spazio tra gli elementi volventi del cuscinetto e gli anelli interno ed esterno, che ha un impatto significativo sul rumore, sulle vibrazioni, sulla generazione di calore e sulla distribuzione del carico del cuscinetto. Questo articolo approfondirà il concetto, la classificazione, i metodi di calcolo di gioco dei cuscinetti e il suo impatto sulle prestazioni dei cuscinetti e fornisce formule dettagliate e supporto dati.
Gioco del cuscinetto si riferisce allo spazio tra gli elementi volventi del cuscinetto e gli anelli interno ed esterno quando non viene applicato alcun carico esterno. A seconda della direzione di misurazione, il gioco dei cuscinetti può essere suddiviso in gioco radiale e gioco assiale.
1. Gioco radiale: Nello stato senza carico, quando l'anello interno del cuscinetto è fisso, la quantità di movimento dell'anello esterno nella direzione radiale, ovvero lo spostamento perpendicolare alla direzione dell'asse.
2. Gioco assiale: Nello stato senza carico, quando l'anello interno del cuscinetto è fisso, la quantità di movimento dell'anello esterno nella direzione assiale, ovvero lo spostamento parallelo alla direzione dell'asse.
Grado di gioco del cuscinetto
I gradi di gioco dei cuscinetti sono classificati in base alle dimensioni e ciascun grado è adatto a diverse condizioni di lavoro e applicazioni. I gradi di autorizzazione comuni includono C2, CN, C3, C4 e C5.
Autorizzazione di livello C2
La classe C2 ha un gioco minore ed è adatta per applicazioni che richiedono maggiore precisione e stabilità dei cuscinetti, come strumenti e motori di precisione. Grazie al suo gioco ridotto, questo tipo di cuscinetto presenta bassa rumorosità e vibrazioni durante il funzionamento ed è adatto per apparecchiature meccaniche di alta precisione.
Autorizzazione a livello CN
Il grado CN ha un gioco normale ed è adatto per la maggior parte delle applicazioni generali come macchinari e veicoli industriali. Fornisce un buon equilibrio, garantendo la stabilità operativa del cuscinetto adattandosi al carico generale e ai cambiamenti di temperatura.
Autorizzazione di livello C3
Il grado C3 ha uno spazio maggiore ed è adatto per applicazioni con temperature elevate o carichi maggiori, come motori e macchinari pesanti. Un gioco maggiore può compensare l'espansione termica causata dall'aumento delle temperature e prevenire guasti ai cuscinetti dovuti al surriscaldamento.
Autorizzazione di grado C4 e grado C5
I gradi C4 e C5 hanno rispettivamente giochi maggiori rispetto al grado C3 e sono adatti per applicazioni con temperature più elevate o carichi maggiori. Questi livelli di gioco vengono utilizzati per apparecchiature in condizioni di lavoro estreme, come ambienti ad alta temperatura o apparecchiature meccaniche sovraccariche, per garantire che i cuscinetti possano ancora funzionare stabilmente in condizioni difficili.
| Classe di autorizzazione | Gioco radiale (μm) | Gioco assiale (μm) | Esempi di applicazione |
|---|---|---|---|
| C2 | Meno del normale (10-20) | Meno del normale (10-25) | Applicazioni ad alta precisione e a basso rumore |
| CN (normale) | Normale (20-40) | Normale (25-50) | Applicazioni industriali generali |
| C3 | Maggiore del normale (40-70) | Maggiore del normale (50-90) | Applicazioni ad alta temperatura o con carichi pesanti |
| C4 | Maggiore di C3 (70-100) | Maggiore di C3 (90-130) | Temperatura molto elevata o carico molto pesante |
| C5 | Maggiore di C4 (100-130) | Maggiore di C4 (130-160) | Condizioni estreme con la massima distanza |
Misurazione del gioco dei cuscinetti
Misurazione del gioco dei cuscinetti è un passo fondamentale per garantire prestazioni stabili dei cuscinetti nelle condizioni operative effettive. Di seguito vengono descritti i diversi tipi di gioco interno dei cuscinetti e le relative formule di calcolo.
Gioco interno del cuscinetto misurato (Δ1)
Il gioco interno del cuscinetto misurato viene misurato sotto un carico specifico, inclusa la deformazione elastica indotta dal carico (δfo). La formula di calcolo è:
Δ1=Δ0+δfo
Δ1 è il gioco interno del cuscinetto misurato
Δ0 è il gioco interno teorico del cuscinetto
δfo è la deformazione elastica causata dal carico
Gioco interno teorico del cuscinetto (Δ0)
Il gioco interno teorico del cuscinetto è il gioco interno radiale del cuscinetto misurato senza carico e non include la deformazione elastica. Per i cuscinetti volventi, la deformazione elastica è zero, quindi la formula si semplifica in:
Δ0=Δ1
Gioco interno residuo del cuscinetto (Δf)
Il gioco interno residuo dei cuscinetti è il gioco dei cuscinetti dopo che la macchina è stata assemblata ma prima che venga messa in servizio, escludendo la deformazione elastica ma tenendo conto dell'espansione o compressione dell'anello. La formula di calcolo è:
Δf=Δ0+δf
δf è la variazione causata dall'espansione o dalla compressione dell'anello
Gioco interno effettivo del cuscinetto (Δ)
Il gioco interno effettivo dei cuscinetti è il gioco dei cuscinetti prodotto dalla macchina a causa della temperatura di esercizio, esclusa la deformazione elastica dovuta al carico. La formula di calcolo è:
Δ=Δf−δt=Δ0−(δf+δt)
δt è la variazione causata dalla differenza di temperatura tra l'anello interno e quello esterno
Fattori che influenzano il gioco dei cuscinetti
Diversi fattori possono influenzare il gioco dei cuscinetti, inclusi cambiamenti di temperatura, cambiamenti di carico, qualità dell'installazione e velocità operativa.
Cambio di temperatura Temperature
L'aumento delle temperature provoca l'espansione dei componenti dei cuscinetti, influenzando il gioco. Il calore generato durante il funzionamento provoca l'espansione degli anelli interno ed esterno del cuscinetto, riducendo il gioco. Per evitare guasti ai cuscinetti dovuti alla dilatazione termica, è importante selezionare il grado di gioco appropriato. La formula è la seguente:
δt=αΔtDe
δt è la riduzione del gioco radiale del cuscinetto causata dalla differenza di temperatura tra l'anello interno e quello esterno (unità: mm).
α è il coefficiente di dilatazione termica lineare dell'acciaio per cuscinetti, che è circa 12.5 × 10⁻⁶/℃.
Δt è la differenza di temperatura tra l'anello interno e quello esterno (unità: ℃).
De è il diametro del canale dell'anello esterno (unità: mm), per cuscinetti a sfere: De=(4D+d), per cuscinetti volventi: De=(3D+d).
Caricamento modifica
Condizioni di carico diverse possono causare variazioni del gioco, in particolare dei carichi assiali. Quando il cuscinetto è soggetto a carico assiale, gli elementi volventi si spostano in direzione assiale e modificano il gioco. Pertanto, è necessario considerare le condizioni di carico effettive durante la progettazione e la selezione dei cuscinetti.
Qualità dell'installazione
Un'installazione non corretta può modificare il gioco del cuscinetto e influenzarne le prestazioni. Ad esempio, un'installazione eccessivamente serrata può comprimere il cuscinetto, ridurre il gioco e aumentare l'attrito e l'usura. Un'installazione troppo allentata aumenterà lo spazio libero e porterà a un funzionamento instabile.
velocità di marcia
Durante il funzionamento ad alta velocità, la forza centrifuga causerà la deformazione del gruppo cuscinetto e la modifica del gioco. Per garantire che il cuscinetto rimanga stabile alle alte velocità, è importante selezionare il grado di gioco appropriato.
Conclusione
Il gioco dei cuscinetti è un parametro importante per le prestazioni dei cuscinetti. La corretta comprensione e calcolo del gioco del cuscinetto sono fondamentali per l'installazione, il funzionamento e la durata del cuscinetto. Comprendendo i diversi tipi di gioco dei cuscinetti e il modo in cui vengono calcolati, gli ingegneri possono selezionare e utilizzare meglio i cuscinetti per soddisfare le varie condizioni operative ed esigenze applicative. Spero che questo articolo possa aiutare i lettori a comprendere appieno l'importanza del gioco dei cuscinetti e ad applicare queste conoscenze nel lavoro pratico per migliorare l'efficienza operativa e l'affidabilità delle apparecchiature.