Gioco interno C1–C5: come scegliere un gruppo quando temperatura e accoppiamento lo consumano

Il gruppo riportato sul disegno non è il gioco con cui il cuscinetto lavora

L'errore più costoso qui è considerare un gruppo più grande come la scelta sicura. Il suffisso fissa solo il gioco costruito, cioè di banco; a restare positivo deve essere il gioco che rimane quando il cuscinetto è montato e caldo.

I gruppi sono ordinati C2 < CM/C0(CN) < C3 < C4 < C5, e C0 è il valore predefinito quando nella designazione non compare un suffisso di gioco²⁵.

Il sistema di designazione SKF indica C3 come maggiore del normale, C4 maggiore di C3 e C5 maggiore di C4: il suffisso è quindi una posizione in una sequenza, non una tolleranza in sé⁸. In servizio sono due gli effetti che consumano quel gioco di banco.

Un accoppiamento con interferenza sull'albero dilata l'anello interno, mentre un accoppiamento stretto nel supporto comprime l'anello esterno: entrambi riducono il gioco³. Se la riduzione non viene computata, il cuscinetto può lavorare con gioco negativo, il che aumenta attrito e calore e porta a un guasto precoce³¹⁷.

Il numero attorno a cui si progetta è quindi il gioco di esercizio, non il gruppo di catalogo. Prima di fissare un suffisso servono l'accoppiamento che realmente utilizzerete e la temperatura che ciascun anello raggiungerà.

L'anello che gira più caldo determina il verso della correzione

La dilatazione termica non chiude sempre il gioco. Il segno dipende da quale anello si dilata di più rispetto all'altro.

Quando l'anello interno o l'albero è più caldo dell'anello esterno o del supporto, il gioco radiale si riduce in esercizio e può essere necessario un gioco iniziale maggiore². Quando invece è l'anello esterno a dilatarsi più dell'anello interno, il gioco aumenta².

JTEKT sostiene lo stesso punto dal lato dell'accoppiamento: un anello interno caricato gira di norma più caldo dell'albero, e un cuscinetto più caldo del proprio albero richiede un'interferenza maggiore⁹.

Avete così una regola di verso applicabile prima di qualsiasi numero: albero caldo, un passo verso un gruppo più morbido; supporto caldo, l'effetto termico agisce nell'altro verso. Nessuna delle fonti fornisce una variazione di gioco in micrometri o un calcolo di dilatazione svolto, quindi l'entità deve arrivare dal costruttore di cuscinetti.

Quanto gioco si porta via l'accoppiamento con interferenza

Il montaggio a pressione è il secondo consumatore del gioco di banco, e agisce prima ancora che il cuscinetto giri. Un accoppiamento con interferenza dilata l'anello interno e riduce il gioco; un accoppiamento nel supporto altrettanto stretto comprime l'anello esterno di un cuscinetto con basso gioco radiale e lo riduce ulteriormente.

Ciò può produrre un gioco interno negativo e un guasto precoce³. American Roller Bearing descrive la stessa perdita come una riduzione del gioco costruito di banco e avverte che, senza gioco di esercizio sufficiente, il cuscinetto può entrare in runaway termico¹⁷.

SKF descrive il lato dell'accoppiamento stretto come gioco di esercizio insufficiente, con aumento della temperatura e accelerazione del degrado del lubrificante¹⁵. Tre editori concordano sul verso, quindi potete trattare la perdita di gioco indotta dall'accoppiamento come reale e pianificarla.

Nessuno dei tre fornisce una regola in percentuale o una formula di riduzione: chiedete al costruttore la perdita di gioco attesa per il vostro accoppiamento e il vostro foro anziché stimarla da soli.

Scegliere un gruppo di partenza da velocità, carico, temperatura e accoppiamento

Con il verso e i consumatori identificati potete scegliere un punto di partenza. Trattate questi dati come raccomandazioni di preselezione, non come una norma che impone un gruppo.

Una guida di un concorrente colloca CN sulla maggior parte delle applicazioni, C3 dove velocità, temperature di esercizio o montaggio a pressione su alberi pieni aumentano la richiesta, e C4 per differenziali termici estremi⁴.

Una tabella di selezione in stile costruttore è più articolata e va letta come una scala piuttosto che come un insieme di regole.

Quale estremo dell'intervallo è più rischioso per la vostra applicazione

Entrambi gli estremi dell'intervallo di gioco portano modi di guasto, e non sono simmetrici nella rapidità con cui si sviluppano. Un gioco troppo piccolo, o negativo, provoca attrito eccessivo, riscaldamento rapido e grippaggio¹¹.

American Roller Bearing descrive il meccanismo come un ciclo: il calore prodotto all'avvio aumenta la temperatura del cuscinetto, il che porta il gioco a negativo, il che genera altro calore, finché il limite del lubrificante viene superato e il guasto segue in fretta¹⁷.

Un gioco eccessivo si manifesta in altro modo: guida dell'albero imprecisa, vibrazione aumentata e distribuzione del carico disomogenea¹¹. JTEKT collega un gioco di esercizio inadeguato a una vita a fatica di rotolamento accorciata e a calore, rumore e vibrazione²⁰.

Per la maggior parte delle applicazioni il vincolo determinante è il gioco di esercizio minimo ammesso, perché il guasto per gioco insufficiente peggiora da solo. Se il vostro calcolo lascia poco margine sopra lo zero, quel numero va riportato al costruttore.

Verifiche prima che il codice di gioco finisca sul disegno

Un suffisso sull'ordine vale quanto ciò che il fornitore misura e dichiara a riguardo. Queste verifiche coprono quanto le fonti sostengono; il resto è nell'elenco dei limiti qui sotto.

• ✓Confermare la norma dichiarata dal fornitore per il gruppo: un fornitore indica che C3 è definito da ISO 5753 e ABMA come maggiore del Normale (CN).
• ✓Per cuscinetti piccoli a sfere a gola profonda, a rulli cilindrici o a rulli sferici, chiedere come viene misurato il gioco radiale: un anello bloccato, l'altro spinto e tirato di 180°, con lettura su comparatore.
• ✓Per cuscinetti conici a due e quattro righe chiedere invece il gioco assiale o il gioco assiale di banco, poiché su questi la misura radiale in genere non viene eseguita.
• ✓Chiedere quale codice di gioco comparirà nella designazione e sull'imballaggio, poiché il suffisso fa parte del sistema di designazione.
• ✓Confermare il carico di misura e l'incertezza di misura con cui lavora il fornitore, e se il gioco viene verificato per cuscinetto o per lotto.

Itero commerciale per un gruppo non standard

C1, C2, C4 e C5 non sono articoli di magazzino standard come lo sono spesso CN e C3, quindi la parte commerciale appartiene alla decisione di progetto, non a ciò che viene dopo.

L'unico dato commerciale di questo insieme è la dichiarazione di un fornitore: la quantità minima d'ordine per i cuscinetti C3 varia in base al tipo, alla specifica e alla necessità o meno di personalizzazione, con prezzo e tempi di consegna su richiesta²³.

Lo stesso fornitore chiede modello, codice di gioco, quantità e applicazione prima di quotare²³. Per qualsiasi gruppo diverso da CN e C3 qui non avete cifre di scorte, di sovrapprezzo o di tempi di consegna.

Sollevate il codice di gioco con il costruttore in fase di preselezione, prima del rilascio del disegno, così un gruppo su ordinazione speciale non emerge come un problema di calendario dopo il congelamento del progetto.

Dove le raccomandazioni divergono sui motori elettrici

Il disaccordo più netto in questo insieme riguarda il gruppo adatto a un normale motore elettrico. Conta perché i cuscinetti per motori sono una scelta ad alto volume, e le tre posizioni qui sotto non si risolvono in un'unica risposta.

Prima di richiedere un preventivo

• Chiedete al fornitore prove specifiche del modello e annotate la condizione che cambierebbe la vostra decisione di acquisto.
• Richiedete al fornitore documentazione riferita al modello e annotate la condizione che cambierebbe la vostra decisione di acquisto.
• Richiedete al fornitore evidenze sul modello specifico e registrate la condizione che modificherebbe la vostra decisione.
• Chiedete al fornitore prove sul modello e annotate la condizione che cambierebbe la vostra decisione di acquisto.
• Richiedete numeri di certificato, organismi emittenti, ambito di applicazione e validità per il modello esatto e il mercato di destinazione.
• Richiedete un preventivo scritto con base di prezzo, quantità minima d'ordine, attrezzature, condizioni di pagamento e tempi di produzione.
• Chiedete al fornitore prove specifiche del modello e annotate la condizione che cambierebbe la vostra decisione di acquisto.
• Esigete dal fornitore prove sul modello specifico e annotate la condizione che cambierebbe la vostra decisione di acquisto.