Perché i rulli e quali tipi esistono
Una sfera tocca la pista in un punto; un rullo la tocca lungo una linea. Quella maggiore area di contatto consente ai cuscinetti a rulli di sopportare carichi più elevati a parità di dimensioni, ed è per questo che i rulli si usano in riduttori, mozzi ruota, miniere e macchinari pesanti. Il prezzo del contatto lineare è una maggiore sensibilità al disallineamento e alla precisione dei rulli, quindi la produzione dei rulli è un lavoro di precisione.
| Tipo di rullo | Forma | Usato in |
|---|---|---|
| Cilindrico | Cilindro diritto, leggermente bombato | Cuscinetti a rulli cilindrici (NU, NJ, N) |
| Conico | Cono troncato | Cuscinetti a rulli conici, mozzi ruota, riduttori |
| A botte (orientabile) | Botte simmetrica o asimmetrica | Cuscinetti orientabili a rulli, servizio gravoso e con disallineamento |
| Rullino | Cilindro lungo e sottile, lunghezza molte volte il diametro | Cuscinetti a rullini, sedi compatte |
I cuscinetti reggispinta usano forme di rullo proprie, come rulli cilindrici corti, trattati nei reggispinta a rulli.
Profilo: perché i rulli non sono perfettamente diritti
Un rullo perfettamente diritto premuto contro una pista concentra la sollecitazione alle estremità, dove il contatto si interrompe bruscamente. Sotto carico e con lieve disallineamento questa sollecitazione sui bordi può innescare una fatica prematura. Per evitarla, i corpi dei rulli ricevono un profilo controllato che scarica le estremità.
- Bombatura. Una lieve curva rettificata lungo la lunghezza, in modo che il centro porti la maggior parte del carico e le estremità siano scaricate. Semplice e comune.
- Profilo logaritmico. Una curva che segue una forma logaritmica distribuisce la sollecitazione di contatto in modo più uniforme lungo la lunghezza del rullo in un ampio intervallo di carichi, evitando i picchi sui bordi. Si usa nei cuscinetti cilindrici e conici a prestazioni più elevate.
- Bombatura piena o parziale con centro piatto. Un centro piatto con estremità scaricate, un compromesso tra le due.
L’entità della bombatura è minima, pochi micrometri in un rullo grande, ed è per questo che il controllo del profilo richiede attrezzature speciali. Il profilo giusto per un dato cuscinetto deriva dal progetto; chiedere allo stabilimento di indicarlo sul disegno anziché darlo per scontato.
Grado e selezione
La dimensione dei rulli varia un poco in qualsiasi lotto di produzione. Se in uno stesso cuscinetto convivono rulli di diametro diverso, il più grande porta più carico e il cuscinetto è rumoroso e di breve durata. I rulli vengono quindi rettificati a un grado e selezionati in gruppi di diametro stretti, in modo che ogni cuscinetto sia costruito con rulli entro un intervallo di diametro ristretto. I rulli correlati devono anche corrispondere per lunghezza e profilo. I gradi dei rulli sono definiti dallo stabilimento o dalla norma, e la variazione di diametro all’interno di un set di cuscinetto è uno dei punti chiave del disegno.
Per i cuscinetti conici, la dimensione dei rulli interagisce anche con le piste di cono e anello esterno, che insieme determinano precarico o gioco assiale. Si veda tolleranza e gioco.
Dove si collocano i rulli nella filiera
I rulli sono prodotti da stabilimenti specializzati, spesso vicini ai distretti di cuscinetti che servono, e venduti sia ai produttori di cuscinetti sia ai riparatori. I rulli conici e a botte di grandi dimensioni sono legati ai distretti dei cuscinetti pesanti, mentre i piccoli rulli cilindrici e i rullini sono prodotti in volume da stabilimenti che servono il settore dei cuscinetti compatti. Non ogni stabilimento copre ogni tipo, e uno stabilimento che rettifica ottimi rullini può non avere l’attrezzatura per grandi rulli conici bombati. Il desk seleziona per tipo di rullo, intervallo di misure e capacità di profilatura, e chiede un lotto campione con un rapporto di profilo e diametro prima di un ordine in volume. Il contesto sulla capacità regionale è nei distretti industriali.
Come si fanno e si controllano i rulli
- Il filo o la barra d’acciaio viene stampato a freddo o tagliato in sbozzati, come descritto nell’acciaio per cuscinetti.
- Gli sbozzati vengono trattati termicamente alla durezza concordata; l’acciaio al cromo temprato a cuore è tipicamente di circa 58-65 HRC.
- Diametro, estremità e profilo vengono rettificati e finiti.
- I rulli vengono selezionati per diametro e lunghezza e controllati in superficie.
- I lotti vengono lavati, oliati e imballati con identificazione del lotto.
I controlli tipici sui lotti riguardano diametro e variazione di diametro, lunghezza, profilo, rugosità, durezza e difetti visibili. Il primo lotto di un nuovo programma viene controllato più da vicino. Si veda prove e controlli.
Ordinare i rulli
I rulli si quotano su disegno o su una designazione di cuscinetto e si contano a migliaia. Intervalli di riferimento tipici: campioni da magazzino in 3-7 giorni lavorativi, campioni su misura in 15-30 giorni e tempi di produzione in serie di 25-45 giorni, subordinati a conferma scritta per ciascun programma. Indicare tipo di rullo, diametro, lunghezza, forma delle estremità, profilo, materiale e quantità annua tramite il modulo di richiesta preventivo. Per confrontare con altre parti, tornare all’hub dei componenti, oppure leggere le gabbie per cuscinetti che tengono i rulli in posizione.