Cuscinetti ad alta velocità per mandrini

Dimensioni d’ingombro ISO nominali, a titolo indicativo. Verificare sul disegno e sulla scheda tecnica del fornitore.

Che cosa rende un cuscinetto ad alta velocità

Un cuscinetto ad alta velocità non si definisce con una singola caratteristica, ma con una combinazione: elevata accuratezza geometrica, geometria interna controllata, corpi volventi leggeri, una gabbia che resta stabile ad alta velocità di rotazione e un metodo di lubrificazione che asporta il calore. La forma più comune è il cuscinetto obliquo a sfere di precisione usato in coppie o set nei mandrini delle macchine utensili, nei mandrini elettrici, nelle teste di rettifica, nelle pompe turbomolecolari e nei motori ad alta velocità. Questa pagina riguarda il sourcing; i valori di un dato cuscinetto, compresa la velocità limite, provengono dalla scheda tecnica del fornitore e dipendono da lubrificazione e precarico.

Le lavorazioni di precisione sono concentrate intorno a Luoyang, dove hanno sede istituti di ricerca e produttori di cuscinetti di precisione, con ulteriori capacità nel Jiangsu e altrove. L'ufficio seleziona gli stabilimenti in base alla classe di tolleranza, alla capacità di accoppiamento e alle attrezzature di prova disponibili, poi verifica per iscritto la tracciabilità degli audit per ogni progetto.

Serie e classi di precisione

La precisione è definita nella ISO 492: P5 è la classe ISO 5 e P4 è la classe 4, più strette della normale P0. Le classi superiori limitano l'oscillazione radiale, la variazione di larghezza degli anelli e lo scostamento di foro e diametro esterno. Una precisione maggiore costa di più da produrre e ispezionare, quindi specificate la classe di cui il mandrino ha bisogno e non la più alta disponibile. Le dimensioni indicate sono nominali e devono essere confermate sulla scheda tecnica.

Sfere ceramiche ibride

I cuscinetti ibridi usano sfere in nitruro di silicio (Si3N4) in anelli di acciaio. Le sfere ceramiche sono più leggere e più dure dell'acciaio e hanno una superficie più liscia, il che riduce il carico centrifugo sull'anello esterno e diminuisce il calore. Resistono inoltre allo strisciamento e garantiscono una vita del grasso più lunga in condizioni adatte. Le versioni ibride sono comuni nei mandrini di rettifica e nei motori elettrici ad alta velocità, e offrono anche isolamento elettrico, come trattato nella pagina sui cuscinetti ceramici. Chiedete allo stabilimento il grado della ceramica e il relativo certificato, poiché la qualità varia.

Angolo di contatto, set e precarico

I cuscinetti per mandrini hanno normalmente un angolo di contatto di 15 o 25 gradi e sono forniti come set accoppiati in disposizione DB, DF, DT o multipla, con il precarico incorporato nel set. Il precarico controlla la rigidità del mandrino e il modo in cui i cuscinetti si scaldano: un precarico elevato dà rigidità ma aumenta la temperatura e riduce la velocità ammissibile. La classe corretta dipende dal carico di taglio, dall'intervallo di velocità e dal metodo di lubrificazione; di norma la specifica il costruttore della macchina e l'ufficio conferma ciò che lo stabilimento può fornire prima dell'ordine.

• Ordinate i cuscinetti come set e teneteli insieme, con il segno a V o la marcatura del set allineati al montaggio.
• Non mescolate cuscinetti di set diversi; l'accoppiamento di rettifica va perso.
• Controllate rotondità e perpendicolarità di albero e alloggiamento, perché gli errori in questi punti si manifestano come oscillazione del mandrino.

Lubrificazione

I cuscinetti ad alta velocità sono lubrificati con grasso per le velocità più basse e per i progetti compatti, oppure con olio-aria o nebbia d'olio dove velocità e calore lo richiedono. Tipo di grasso, quantità e procedura di rodaggio fanno una grande differenza per temperatura e durata. Il riempimento eccessivo è una causa frequente di surriscaldamento. Indicate il metodo di lubrificazione, il tipo di grasso se fornito già ingrassato e la procedura di rodaggio. Vedere la guida alla lubrificazione.

Montaggio e rodaggio

I cuscinetti di precisione ripagano un'installazione accurata. Lavorate in un'area pulita, verificate che le facce degli spallamenti di albero e alloggiamento siano perpendicolari al foro e usate la coppia di serraggio della ghiera o la disposizione dei distanziali specificate, in modo che il set porti il precarico previsto. I distanziali tra i cuscinetti, quando presenti, devono essere rettificati piani e paralleli con la stessa tolleranza dei cuscinetti stessi. Dopo il montaggio, un rodaggio a stadi con velocità crescente permette al grasso di distribuirsi e alla temperatura di stabilizzarsi prima che il mandrino passi al pieno regime. Saltare il rodaggio è un motivo frequente di picchi di temperatura precoci.

Gli utilizzatori tipici sono costruttori di macchine utensili, produttori di mandrini per la lavorazione del legno e l'incisione, produttori di manipoli dentali e medicali e integratori di automazione. Per il sourcing tramite l'ufficio, fornite se possibile un disegno o la specifica del mandrino, perché la disposizione e il precarico sono importanti quanto la designazione del cuscinetto.

Ispezione e ordini

I controlli tipici per lotto comprendono dimensioni e oscillazione rispetto alla classe ordinata, marcature di accoppiamento del set, precarico o gioco assiale sul set, registrazioni di classe e materiale delle sfere, pulizia e aspetto. Un rapporto viene spedito con il lotto. Le quantità sono valutate per ogni programma perché i set di precisione si realizzano su ordinazione; campioni e tempi di consegna sono confermati per iscritto. Inviate designazioni, classe e requisiti di precarico tramite il modulo di preventivo.