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La guida definitiva ai cuscinetti reggispinta in miniatura
Il cuscinetto a sfere reggispinta in miniatura è uno speciale tipo separato di cuscinetto a sfere rotante. Simili ad altri cuscinetti a sfere, consentono la rotazione tra le parti, ma sono progettati per supportare carichi assiali elevati (paralleli all'albero) durante la rotazione. Nelle applicazioni ad alta velocità, i cuscinetti a sfere in miniatura richiedono la lubrificazione ad olio. Tipicamente sono costituiti da due ralle (ralla per albero e ralla per sede), che possono essere piane o scanalate (con piste), un elemento sferico rotolante e una gabbia. La rondella dell'albero viene utilizzata per fissare l'albero e l'anello di sede viene utilizzato per fissare le parti esterne all'albero. A differenza dei cuscinetti a sfere in miniatura, i cuscinetti assiali in miniatura non possono sopportare carichi radiali e sono progettati solo per resistere a carichi assiali e velocità medie nelle loro applicazioni. I cuscinetti assiali a sfere sono generalmente adatti per applicazioni a velocità più elevate ma sopportano carichi relativamente inferiori rispetto ai cuscinetti assiali a rulli. Questo blog introdurrà in dettaglio i materiali, i carichi, le dimensioni e l'installazione dei cuscinetti a sfere in miniatura e fornirà suggerimenti costruttivi per la scelta dei cuscinetti adatti.
Cos'è il cuscinetto reggispinta a sfere in miniatura?
I cuscinetti reggispinta a sfere miniaturizzati si riferiscono a cuscinetti con un diametro interno inferiore a 10 mm. I cuscinetti reggispinta a sfere miniaturizzati si dividono in scanalati e non scanalati. I cuscinetti reggispinta unidirezionali miniaturizzati possono sopportare un carico assiale unidirezionale, mentre i cuscinetti bidirezionali possono sopportare un carico assiale bidirezionale. I cuscinetti reggispinta a sfere con sede sferica hanno proprietà autoallineanti che eliminano gli effetti degli errori di installazione. I cuscinetti reggispinta miniaturizzati hanno una bassa coppia di attrito e sono tipicamente utilizzati in applicazioni a bassa e media velocità. I cuscinetti reggispinta a sfere non possono sopportare carichi radiali. Capacità di carico maggiori si ottengono quando i cuscinetti reggispinta a sfere miniaturizzati presentano scanalature nelle loro piste di rotolamento. L'aggiunta di scanalature alle piste di rotolamento riduce notevolmente l'attrito tra la sfera e la gabbia e tra l'albero e l'alloggiamento durante la rotazione.
Materiali per cuscinetti assiali a sfere in miniatura
Di solito, il materiale delle due rondelle e delle sfere è acciaio al cromo, mentre il materiale della gabbia è ottone o acciaio inossidabile. Nelle apparecchiature mediche e nelle applicazioni di strumenti di precisione miniaturizzati, la scelta del giusto cuscinetto reggispinta miniaturizzato è fondamentale. Se è necessaria una maggiore resistenza alla corrosione, i cuscinetti reggispinta in acciaio inossidabile sono una buona scelta. Il materiale di entrambe le rondelle, della sfera e della gabbia è acciaio inossidabile (SS440C). Anche i cuscinetti reggispinta ibridi in miniatura con sfere in ceramica stanno diventando sempre più popolari.
Carico del cuscinetto reggispinta a sfere in miniatura
La capacità di carico dei cuscinetti reggispinta in miniatura è un indicatore molto importante, che determina il carico massimo che il cuscinetto può sopportare nelle applicazioni pratiche. La capacità di carico dei cuscinetti è influenzata da molti fattori, tra cui dimensioni, materiale, metodo di lubrificazione e velocità di rotazione. Il principio di funzionamento dei cuscinetti assiali a sfere in miniatura è relativamente semplice. Forma principalmente un film d'olio attraverso il lubrificante, riducendo l'area di contatto tra il cuscinetto e la sede del cuscinetto, riducendo così l'attrito e l'usura esercitati sul cuscinetto. Quando viene applicato un carico assiale, sul cuscinetto agiscono delle forze. La direzione della forza è parallela o perpendicolare all'asse e il cuscinetto produrrà sollecitazione e deformazione corrispondenti, sopportando così carico assiale e coppia.
Dimensioni : Solitamente espresse dal diametro esterno, dal diametro interno e dalla larghezza del cuscinetto. A parità di materiale e condizioni di lubrificazione, maggiore è la dimensione del cuscinetto, maggiore è la capacità di carico.
Materiale : solitamente espresso da indicatori quali modulo elastico, limite di snervamento e durezza. I materiali con elevata resistenza, elevata durezza ed elevata tenacità hanno maggiori capacità di carico, ma di conseguenza aumentano anche i costi di produzione. Le sfere e le rondelle in acciaio al cromo sopportano carichi maggiori rispetto ai cuscinetti in acciaio inossidabile. I cuscinetti con gabbia in acciaio e in rame possono sopportare carichi e velocità maggiori rispetto ai cuscinetti con gabbia in plastica.
Lubrificazione : influisce direttamente sul coefficiente di attrito e sul grado di usura del cuscinetto. Solitamente si utilizza la lubrificazione a grasso o a olio. La lubrificazione a olio offre una migliore lubrificazione e dissipazione del calore, ma richiede un sistema di lubrificazione più complesso e ha costi più elevati.
Velocità di rotazione : un'elevata velocità di rotazione genera una maggiore forza d'inerzia e una maggiore forza centrifuga, che a loro volta producono un carico maggiore sul cuscinetto. Pertanto, quando la velocità di rotazione è elevata, è necessario utilizzare cuscinetti con una maggiore capacità di carico o utilizzare più cuscinetti che lavorino in parallelo.
Un criterio fondamentale per la scelta di un cuscinetto reggispinta miniaturizzato è la sua capacità di sopportare carichi assiali. Questa capacità è quantificata dai coefficienti di carico forniti dal produttore, ma è anche fondamentale capire come calcolare questi valori in base ai requisiti applicativi specifici.
Specifiche dei cuscinetti assiali a sfere in miniatura
| Numero d'identificazione | Tipo di rondelle | Tipo di tenuta | Diametro foro | Diametro esterno | Altezza | Materiale della palla | Carico di spinta dinamico | Velocità massima (X1000 giri/min) | Peso |
| F10-18 | pista piana | Apri | 10 mm | 18 mm | 5.5 mm | 52100 in acciaio cromato | 2230 N | 2.5 | 6 g |
| F10-18M | pista scanalata | Apri | 10 mm | 18 mm | 5.5 mm | 52100 in acciaio cromato | 2230 N | 2.5 | 5.4 g |
| F2-6 | pista piana | Apri | 2 mm | 6 mm | 3 mm | 52100 in acciaio cromato | 117 N | 16 | 0.6 g |
| F2X-7 | pista piana | Apri | 2.5 mm | 7 mm | 3.5 mm | 52100 in acciaio cromato | 156 N | 15 | 0.9 g |
| F3-8 | pista piana | Apri | 3 mm | 8 mm | 3.5 mm | 52100 in acciaio cromato | 600 N | 11 | 0.6 g |
| F3-8M | pista scanalata | Apri | 3 mm | 8 mm | 3.5 mm | 52100 in acciaio cromato | 600 N | 11 | 0.9 g |
| F4-10 | pista piana | Apri | 4 mm | 10 mm | 4 mm | 52100 in acciaio cromato | 658 N | 6 | 2 g |
| F4-10M | pista scanalata | Apri | 4 mm | 10 mm | 4 mm | 52100 in acciaio cromato | 658 N | 6 | 1.5 g |
| F4-9 | pista piana | Apri | 4 mm | 9 mm | 4 mm | 52100 in acciaio cromato | 800 N | 8 | 1.5 g |
| F4-9M | pista scanalata | Apri | 4 mm | 9 mm | 4 mm | 52100 in acciaio cromato | 800 N | 8 | 1.2 g |
| F5-10M | pista scanalata | Apri | 5 mm | 10 mm | 4 mm | 52100 in acciaio cromato | 950 N | 5.1 | 2.10 g |
| F5-11 | pista piana | Apri | 5 mm | 11 mm | 4.5 mm | 52100 in acciaio cromato | 988 N | 5 | 2.40 g |
| F5-11M | pista scanalata | Apri | 5 mm | 11 mm | 4.5 mm | 52100 in acciaio cromato | 988 N | 5 | 2.1 g |
| F5-12M | pista scanalata | Apri | 5 mm | 12 mm | 4 mm | 52100 in acciaio cromato | 988 N | 5 | 2.1 g |
| F6-12 | pista piana | Apri | 6 mm | 12 mm | 4.5 mm | 52100 in acciaio cromato | 1600 N | 5 | 2.5 g |
| F6-12M | pista scanalata | Apri | 6 mm | 12 mm | 4.5 mm | 52100 in acciaio cromato | 1600 N | 5 | 2.2 g |
| F6-13M | pista scanalata | Apri | 6 mm | 13 mm | 5 mm | 52100 in acciaio cromato | 1600 N | 5 | 2.20 g |
| F6-14M | pista scanalata | Apri | 6 mm | 14 mm | 5 mm | 52100 in acciaio cromato | 1800 N | 4 | 3.5 g |
| F7-13M | pista scanalata | Apri | 7 mm | 13 mm | 4.5 mm | 52100 in acciaio cromato | 1422 N | 4 | 2.6 g |
| F7-15 | pista piana | Apri | 7 mm | 15 mm | 5 mm | 52100 in acciaio cromato | 2200 N | 3.6 | 4.4 g |
| F7-15M | pista scanalata | Apri | 7 mm | 15 mm | 5 mm | 52100 in acciaio cromato | 2200 N | 3.6 | 6.5 g |
| F7-17M | pista scanalata | Apri | 7 mm | 17 mm | 6 mm | 52100 in acciaio cromato | 2600 N | 3.5 | 6.5 g |
| F8-16 | pista piana | Apri | 8 mm | 16 mm | 5 mm | 52100 in acciaio cromato | 2500 N | 4 | 5 g |
| F8-16M | pista scanalata | Apri | 8 mm | 16 mm | 5 mm | 52100 in acciaio cromato | 2500 N | 4 | 4.5 g |
| F8-19M | pista scanalata | Apri | 8 mm | 19 mm | 7 mm | 52100 in acciaio cromato | 3452 N | 3 | 9.1 g |
| F9-17 | pista piana | Apri | 9 mm | 17 mm | 5 mm | 52100 in acciaio cromato | 578 N | 8 | 5.1 g |
| F9-20M | pista scanalata | Apri | 9 mm | 20 mm | 7 mm | 52100 in acciaio cromato | 3356 N | 2.5 | 9.9 g |
Applicazioni di cuscinetti reggispinta a sfere in miniatura
L'applicazione di micro cuscinetti reggispinta può fornire prestazioni eccellenti come rotazione fluida, silenziosa e ad alta velocità. Sono utilizzati principalmente in macchine utensili CNC, apparecchiature mediche, strumenti di precisione, ricambi auto, strumenti ottici, robot spazzatori, case intelligenti, ecc. I micro cuscinetti reggispinta sono ampiamente utilizzati nel settore dei dispositivi medici, come impianti, coltelli a radiofrequenza, artificiali ventilatori, robot chirurgici, ecc. Questi dispositivi medici richiedono alta precisione, elevata resistenza all'usura, rotazione ad alta velocità e funzionamento regolare. I cuscinetti assiali a sfere in miniatura possono soddisfare questi requisiti. Allo stesso tempo, l'applicazione di cuscinetti reggispinta in miniatura migliora anche la sicurezza e l'efficienza dei dispositivi medici, riduce i rischi medici e migliora gli effetti del trattamento del paziente.
Fasi di installazione dei cuscinetti assiali a sfere
I passaggi abituali per l'installazione di un cuscinetto reggispinta a sfere sono i seguenti: installare innanzitutto la ralla dell'alloggiamento, quindi posizionare la gabbia con sopra il gruppo sfera in acciaio e infine aggiungere la ralla dell'albero. Le rondelle dell'albero fissano l'asse dell'albero e gli consentono di ruotare. L'accoppiamento tra il cuscinetto reggispinta e l'albero è generalmente un accoppiamento di transizione, mentre l'accoppiamento tra la ghiera e il foro interno del cuscinetto è un accoppiamento con gioco. Pertanto, questo tipo di cuscinetto è conveniente da installare.
Conclusione
La scelta del cuscinetto reggispinta miniaturizzato più adatto richiede una valutazione di velocità, carico e materiale. Gli ingegneri specializzati in cuscinetti devono considerare la capacità di carico, le tolleranze dimensionali e i requisiti di lubrificazione. Le opzioni di materiale spaziano dall'acciaio inossidabile 440C all'acciaio AISI 52100 e possono includere l'utilizzo di sfere in ceramica di nitruro di silicio con rondelle piane o scanalate. La capacità di carico assiale, calcolata mediante formule ingegneristiche, è fondamentale per la scelta del cuscinetto corretto per la propria applicazione. In caso di dubbi sulla scelta del cuscinetto reggispinta miniaturizzato più adatto, si prega di contattare gli ingegneri di Aubearing. Aubearing è un produttore professionale di cuscinetti reggispinta a sfere, certificato ISO 9001:2015, in grado di personalizzare i cuscinetti reggispinta.