Coppia di rulli conici vs cuscinetto reggispinta per carico combinato radiale e assiale: come decidere e cosa verificare prima della RFQ

Convertire il carico combinato in un carico dinamico equivalente prima di qualsiasi confronto

La capacità di carico dinamico di base C di un cuscinetto è un singolo carico costante. Non è possibile confrontare il valore di picco radiale o assiale con essa e ricavare una durata.

I carichi applicati vengono sostituiti da un unico carico di grandezza costante e direzione fissa che darebbe la stessa durata allo stesso numero di giri: il carico dinamico equivalente P¹⁵. Questo P, costruito dalle componenti radiale e assiale tramite i fattori X e Y, è ciò che entra nel confronto L10 con C¹⁷.

Dimensionare sul carico di picco grezzo è un errore di selezione identificato, e sbaglia nella direzione che conta: il caso combinato è sottostimato, quindi la durata calcolata è ottimistica^15,17.

L'esponente di durata differisce a seconda dell'elemento volvente: 3,0 per i cuscinetti a sfere, 10/3 per i cuscinetti a rulli, quindi lo stesso rapporto P/C non dà la stessa durata tra le diverse famiglie⁸.

Prima di selezionare qualsiasi tipo, chiedere al fornitore i fattori X e Y per lo specifico cuscinetto a rulli conici e reggispinta che si sta considerando. Le fonti in questo set non pubblicano tali fattori per nessuno dei due tipi, e senza di essi non è possibile calcolare P per il candidato.

Un solo cuscinetto a rulli conici può portare entrambe le componenti, o il carico assiale richiede un reggispinta?

Un cuscinetto a rulli conici sopporta contemporaneamente carico radiale e carico assiale in una direzione. Ecco perché compare in casi combinati gravosi come assali automobilistici e alberi di uscita di riduttori¹⁶.

La guida alla selezione di un fornitore lo dice chiaramente: usare rulli conici per carichi combinati elevati radiali e assiali in una direzione, come mozzi ruota o alberi di uscita di riduttori.

E aspettarsi una capacità combinata sostanzialmente superiore rispetto a un cuscinetto a sfere a contatto obliquo di dimensioni simili, a una velocità massima inferiore⁹. Un cuscinetto reggispinta è l'altra soluzione.

Dove il carico assiale è elevato, i cuscinetti reggispinta vengono usati insieme a cuscinetti radiali, non da soli¹⁸. Ciò significa che la via del reggispinta non è una sostituzione equivalente: aggiunge una seconda posizione di cuscinetto e le caratteristiche dell'alloggiamento per alloggiare entrambi.

Ciò che l'evidenza non fornisce è il punto di incrocio. Nessuna fonte in questo set quantifica il carico assiale al quale un rullo conico diventa inadeguato e un reggispinta diventa necessario.

Quindi trattare la scelta come un giudizio sul proprio caso di carico. Chiedere ai fornitori di dichiarare la capacità assiale di ciascun candidato per il proprio diametro interno.

Escludere i candidati in base alla velocità prima di dedicare tempo ai dettagli di montaggio

I rulli conici guadagnano capacità di carico combinato a scapito della velocità. La stessa guida del fornitore che li raccomanda per carichi combinati elevati nota la velocità massima inferiore rispetto a un cuscinetto a sfere a contatto obliquo di dimensioni simili⁹.

Rispetto ai rulli cilindrici il divario è ancora maggiore: un fornitore di cuscinetti afferma che i limiti di velocità dei rulli cilindrici possono raggiungere fino al 60% in più rispetto a cuscinetti a rulli conici di dimensioni comparabili¹⁹. Un utile criterio di selezione è confrontare la velocità operativa con la velocità limite del candidato.

Qualsiasi velocità operativa entro l'80% del limite dovrebbe essere ulteriormente esaminata²⁷. Se il vostro albero si trova in quella fascia, la coppia di rulli conici è la soluzione da mettere in discussione per prima, non quella da dettagliare.

I cuscinetti reggispinta sono il divario più difficile. Le fonti in questo set non forniscono valori limite di velocità per i cuscinetti reggispinta, quindi non è possibile applicare lo stesso criterio dell'80% all'opzione reggispinta dai dati pubblicati.

Chiedere al fornitore la velocità limite dello specifico cuscinetto reggispinta alle vostre condizioni di lubrificazione prima di impegnarvi in quella direzione.

Verificare l'allineamento di albero e alloggiamento rispetto a ciò che il cuscinetto può assorbire

I coefficienti di carico che state confrontando presuppongono una macchina dritta. La capacità dei cuscinetti a sfere, a rulli conici e a rulli cilindrici si basa su un disallineamento non superiore a 0,0005 rad (0,03°).

Oltre tale valore la durata L10 scende al di sotto del valore calcolato²³. Il disallineamento si presenta in due modi: alloggiamenti non allineati o albero che si flette sotto carico²³.

Se il vostro albero è lungo, poco supportato o caricato tra i cuscinetti, quella flessione è ciò che va stimato prima di fissare il tipo.

I cuscinetti a rulli sferici e i cuscinetti reggispinta autoallineanti sono costruiti per assorbire disallineamenti nell'intervallo da 1,0° a 1,5°²³, e i cuscinetti sferici consentono all'albero e all'alloggiamento di essere disallineati²⁴. Una semplice coppia di rulli conici o un cuscinetto reggispinta a sede piana non hanno tale tolleranza.

Quindi la verifica è: la flessione calcolata e la tolleranza dell'alloggiamento rimangono entro 0,03°? Se non potete dimostrarlo, le famiglie autoallineanti appartengono alla lista ristretta, e la questione rulli conici contro reggispinta è secondaria.

Confermare che il montaggio e la regolazione siano possibili nell'alloggiamento esistente

Una coppia contrapposta di rulli conici non è un componente plug-and-play. Dove non si distinguono lati fissi e liberi e l'interasse dei cuscinetti è breve, una coppia di cuscinetti a rulli conici o a contatto obliquo viene montata in disposizione accoppiata per sopportare il carico assiale.

E dopo il montaggio il gioco assiale viene regolato con dadi o spessori¹⁸. Il montaggio faccia a faccia semplifica l'assemblaggio dove è necessario l'interferenza sull'anello interno, ma la regolazione del precarico richiede poi attenzione²⁰.

La fase di regolazione è dove si nasconde il costo. Il precarico è descritto come un'operazione che può scoraggiare anche quando il prezzo del pezzo è ragionevole⁷.

Se la vostra linea di assemblaggio non ha una stazione per impostare gioco o precarico, quel lavoro ricade da qualche parte. La via del reggispinta sposta il problema anziché eliminarlo: avete comunque bisogno di un cuscinetto reggispinta correttamente alloggiato più un cuscinetto radiale separato¹⁸.

Le fonti non indicano un requisito quantitativo di perpendicolarità per le superfici di appoggio dei cuscinetti reggispinta. Quindi rendete la tolleranza di appoggio una domanda esplicita al fornitore anziché un'assunzione nel vostro disegno.

Definire la lubrificazione e tenere il carico assiale lontano da cuscinetti non progettati per esso

Non lasciate che un cuscinetto a rulli cilindrici assorba la componente assiale per comodità. I rulli cilindrici con flange possono sopportare un certo carico assiale.

Ma i limiti sono diversi dal caso radiale: calore per attrito dovuto allo strisciamento nel contatto rullo-flangia, usura di flangia e testata del rullo, sbavatura a quel contatto e frattura della flangia³¹. Il raffreddamento a flusso d'olio è parte di come viene stabilita quella capacità²⁵.

La scelta della lubrificazione deriva da ciò. I sistemi a olio costano più del grasso in investimento iniziale e manutenzione, con problemi di perdite e smaltimento.

Ma questi svantaggi possono essere insignificanti rispetto al costo di guasti ripetuti e fermi macchina⁶. La temperatura dell'alloggiamento impone un altro vincolo: al di sopra di circa 60 °C sono necessari oli speciali, controlli costanti del livello e intervalli di ingrassaggio più brevi²⁷.

Per la vostra macchina, la decisione è se il servizio giustifica un sistema a olio o se grasso più un cuscinetto correttamente dimensionato mantiene l'alloggiamento sotto quella temperatura. Le fonti non confrontano la sensibilità alla carenza di lubrificante dei reggispinta con la tolleranza al grasso dei rulli conici.

Quindi, se è in gioco la via del reggispinta, mettete per iscritto le condizioni di lubrificazione al fornitore.

Cosa inserire nella RFQ per ottenere offerte comparabili

Le fonti stabiliscono la scelta qualitativa ma non riportano prezzi, tempi di consegna o valori di capacità assiale, quindi la richiesta di offerta deve estrarli. Ponete a ogni fornitore candidato le stesse domande in modo da poter confrontare le risposte affiancate.

• ✓Fattori di carico equivalente X e Y per lo specifico cuscinetto a rulli conici e reggispinta al vostro diametro interno.
• ✓Carico assiale ammissibile per ciascun candidato al vostro diametro interno e velocità — nessuna fonte in questo set ne fornisce uno.
• ✓Velocità limite per il cuscinetto reggispinta alle vostre condizioni di lubrificazione — il criterio dell'80% richiede questo dato.
• ✓Se il prezzo quotato include la regolazione del precarico o del gioco, o se questa è manodopera di assemblaggio a vostro carico.
• ✓Tolleranza di planarità e perpendicolarità della superficie di appoggio per il cuscinetto reggispinta, dichiarata dal fornitore.
• ✓Raccomandazione di lubrificazione e intervallo di ingrassaggio alla temperatura del vostro alloggiamento.
• ✓Tempi di consegna per la variante standard e per eventuali coppie accoppiate o varianti speciali.

Prima di richiedere un'offerta

• Il quadro delle fonti lascia aperto questo punto — sottoponetelo al fornitore: i fattori di carico X e Y per rotismi conici e di spinta — necessari per calcolare il carico dinamico equivalente P.
• Il quadro delle fonti lascia aperto questo punto — sottoponetelo al fornitore: un valore numerico di carico assiale ammissibile o tensione di contatto per rotismi a sfere di spinta rispetto a conici a una data dimensione.
• Il quadro delle fonti lascia aperto questo punto — sottoponetelo al fornitore: valori di velocità limite per rotismi di spinta, così che il filtro dell'80% della velocità limite non possa essere applicato all'opzione di spinta con i dati pubblicati.
• Il quadro delle fonti lascia aperto questo punto — sottoponetelo al fornitore: un requisito quantitativo di pianità e perpendicularità della superficie di appoggio per rotismi di spinta.
• Chiedete un'offerta scritta con base di prezzo, MOQ, attrezzatura, condizioni di pagamento e tempi di produzione.
• Il quadro delle fonti lascia aperto questo punto — sottoponetelo al fornitore: un confronto diretto della sensibilità di lubrificazione o starvation dei rotismi di spinta rispetto alla tolleranza a grasso e olio dei conici.