Tre famiglie, un solo albero decisionale
Ogni cuscinetto di un catalogo appartiene a una di tre famiglie. I cuscinetti a sfere trasmettono il carico attraverso il contatto puntiforme tra sfere di acciaio o ceramica e le piste. I cuscinetti a rulli usano cilindri, coni, botti o rullini sottili che toccano le piste lungo una linea. I cuscinetti lisci non hanno affatto corpi volventi: l'albero scorre su una boccola, un rivestimento polimerico o un velo d'olio.
All'interno di ogni famiglia, la geometria delle piste e la direzione del contatto determinano quali carichi il cuscinetto può sopportare. Anziché memorizzare decine di nomi, è più rapido partire dall'applicazione e risalire. Le quattro domande seguenti coprono la maggior parte delle scelte reali.
Domanda 1: in che direzione agisce il carico?
Il carico radiale spinge trasversalmente all'albero; quello assiale spinge lungo di esso. Molti alberi subiscono entrambi. Il nome del tipo di solito dà la risposta una volta noto lo schema.
| Schema di carico | Soluzione a sfere | Soluzione a rulli |
|---|---|---|
| Prevalentemente radiale | Radiale rigido | A rulli cilindrici |
| Radiale più assiale in un solo verso | Obliquo | A rulli conici |
| Solo assiale | Assiale a sfere | Assiale a rulli |
| Radiale elevato con disallineamento | Orientabile a sfere (servizio leggero) | Orientabile a rulli |
I cuscinetti radiali rigidi a sfere sono l'eccezione che conferma la regola: pur classificati come radiali, la gola profonda della pista consente loro di sopportare un carico assiale moderato in entrambi i versi, ed è per questo che sono la scelta predefinita per motori ed elettrodomestici.
Domanda 2: quanto veloce e quanto pesante?
Il contatto puntiforme ha meno attrito e genera meno calore, quindi i cuscinetti a sfere tollerano velocità più elevate. Il contatto lineare distribuisce il carico su un'area maggiore, quindi a parità di ingombro i cuscinetti a rulli sopportano di più. L'indicazione consueta vale per l'intero catalogo: si sceglie un cuscinetto a sfere quando contano velocità, bassa rumorosità e basso momento di attrito, e un cuscinetto a rulli quando contano carico, urti o rigidità.
Vale la pena aggiungere due punti. Primo, un cuscinetto a rulli poco caricato può slittare invece di rotolare, danneggiando la pista; un cuscinetto a sfere è più tollerante a basso carico. Secondo, i valori di velocità e di carico sono pubblicati dal fornitore per ciascuna sigla. Non li riportiamo negli articoli generali perché dipendono da dimensione, gabbia, lubrificante e classe di tolleranza: richiedete i valori della scheda tecnica insieme alla richiesta di offerta.
Domanda 3: l'albero può restare allineato?
I cuscinetti volventi sono progettati per un albero che sta perpendicolare nella propria sede. Un albero lungo che si flette sotto carico, o due supporti fissati a un telaio che si deforma, porteranno il cuscinetto fuori asse. Un normale cuscinetto radiale rigido o a rulli cilindrici tollera solo un piccolo angolo prima che compaiano rumore e calore.
Se il disallineamento è inevitabile, specificate un cuscinetto con pista esterna sferica: orientabile a sfere, orientabile a rulli, oppure un supporto con cuscinetto a superficie esterna sferica che oscilla nella propria sede. Rulli di trasportatori, alberi agricoli e lunghe linee di trasmissione sono impieghi tipici per questi progetti.
Domanda 4: di quanto spazio si dispone?
Lo spazio spesso decide la scelta prima del carico. Un cuscinetto a rullini ha una sezione radiale molto ridotta, quindi entra dove un cuscinetto a sfere non entrerebbe. Un cuscinetto assiale è sottile in senso assiale. Un cuscinetto miniaturizzato ha un foro inferiore a circa 10 mm, per strumenti e piccoli motori. Una boccola liscia richiede ancora meno spazio radiale e si può pressare direttamente in un foro.
- Poco spazio radiale: a rullini o boccola liscia.
- Poco spazio assiale: assiale a rullini o a sfere a sezione sottile.
- Albero piccolo: cuscinetto miniaturizzato.
- Montaggio su telaio senza sede lavorata: supporto con cuscinetto.
Dove si collocano i cuscinetti lisci
Nei confronti di catalogo i cuscinetti lisci sono spesso trascurati, ma risolvono problemi che i cuscinetti volventi non risolvono. Gestiscono bene l'oscillazione lenta, i carichi d'urto, lo sporco e gli ambienti umidi, e le boccole in bronzo o composito possono funzionare senza grasso. I loro punti deboli sono l'attrito più alto all'avviamento e la necessità di una superficie dell'albero finita correttamente. Se il moto è una breve oscillazione e non una rotazione continua, un cuscinetto liscio o uno snodo sferico liscio è di solito una risposta migliore di un cuscinetto a sfere. I compromessi sono trattati in cuscinetti volventi e lisci a confronto.
Gli errori di scelta che vediamo più spesso
La maggior parte delle scelte sbagliate nasce da poche abitudini, facili da evitare una volta individuate.
- Copiare il pezzo vecchio senza capire perché si è rotto. Se un cuscinetto radiale rigido continua a guastarsi in un riduttore, sostituirlo con un altro identico ripete il problema. Il tipo di danno indica di solito un'altra famiglia, come una coppia di cuscinetti a rulli conici che sopporta correttamente la componente assiale.
- Scegliere solo in base al foro. Molte famiglie condividono lo stesso foro, ma un disco assiale, un cuscinetto radiale rigido e un cuscinetto a rulli cilindrici su un albero da 25 mm si comportano in modo molto diverso sotto carico. Il foro dice che cosa si monta sull'albero, non che cosa il cuscinetto sa fare.
- Ignorare il montaggio. I cuscinetti separabili, come quelli a rulli conici e cilindrici, sono comodi per gli accoppiamenti pressati su alberi pesanti, mentre i cuscinetti a sfere non separabili si prestano ad assemblaggi semplici in linea. Verificate come l'unità verrà montata e smontata prima di fissare il tipo.
- Confondere i valori di velocità e di carico. Un valore di carico elevato non implica un valore di velocità elevato. Leggete entrambi dalla scheda tecnica per la sigla esatta, la gabbia e il lubrificante.
Per gli acquirenti che si riforniscono per molte macchine, il risultato pratico è un breve elenco interno di tipi preferiti, ciascuno legato a una gamma di sigle standard. Quell'elenco rende le offerte più rapide e il magazzino gestibile, e il servizio può poi raggruppare le richieste su più stabilimenti partner invece di ripartire da zero ogni volta.
Dalla risposta alla richiesta di offerta
Individuate famiglia e linea, si passa alla sigla. Per i pezzi esistenti la sigla si legge sul vecchio cuscinetto; i nuovi progetti partono dal diametro dell'albero e dalla serie. La tabella delle dimensioni riporta foro, diametro esterno e larghezza nominali ISO. Si aggiungono poi i dettagli che incidono sulla fornitura: tipo di tenuta, gioco interno, classe di tolleranza, gabbia e grasso. Il servizio seleziona quindi gli stabilimenti partner per il MOQ di riferimento e il tempo di consegna indicati nella pagina MOQ e tempi di consegna, confermati per iscritto per ogni programma.