Tipi di cuscinetti volventi: una shortlist per direzione del carico, velocità, spazio e disassamento

Escludere i tipi la cui direzione del carico non corrisponde

La direzione del carico è il primo filtro, perché un tipo che non può sopportare la direzione del carico applicato è eliminato, per quanto bene punteggi in velocità, spazio o costo^5,24. Leggete la tabella come una shortlist, non come una specifica: vi dice quali famiglie superano il controllo successivo.

Verificare se l'entità del carico impone un tipo a rulli

Sistemata la direzione, l'entità del carico decide tra la famiglia a sfere e quella a rulli. I cuscinetti a sfere sono posizionati per l'alta velocità con carichi da leggeri a medi, i cuscinetti a rulli per carichi pesanti².

Quella suddivisione è un posizionamento, non un valore nominale: le fonti non danno capacità di carico numerica per tipo, quindi non si può dimensionare da questa sola pagina. Quando il carico è combinato e pesante, l'opzione a rulli compra capacità al prezzo della velocità.

Un cuscinetto a rulli conici sopporta un carico combinato sensibilmente superiore a quello di un cuscinetto a sfere di contatto obliquo di dimensione simile, ma a una velocità massima più bassa¹². I cuscinetti a rulli sferici vanno oltre sul lato radiale, sopportando carichi radiali molto pesanti più carichi assiali bidirezionali moderati.

E si autocentrano, ecco perché sono la scelta standard per carico combinato pesante con disassamento^1,7,12. Per carico puramente radiale, il cuscinetto a rulli cilindrici è l'opzione a rulli solo radiale, con anelli interni ed esterni separabili per montaggio e smontaggio¹.

Se il vostro caso di carico è da leggero a medio e la velocità conta più della capacità, la famiglia a sfere resta nella shortlist. Se è pesante, quella a rulli.

Chiedete al fornitore il carico dinamico nominale della misura candidata prima di impegnarvi, perché quel valore è ciò che serve al calcolo L10 e qui non è pubblicato per tipo.

Verificare la velocità alla quale l'applicazione gira davvero

La velocità è il secondo filtro e lavora contro la decisione sul carico. I cuscinetti a sfere sono posizionati per l'alta velocità con carichi da leggeri a medi², e ai radiali a sfere è attribuita un'elevata capacità di velocità⁴.

I cuscinetti a sfere di contatto obliquo sono posizionati per alta precisione e alta velocità, in particolare dove vanno sopportati carichi complessi⁷. I cuscinetti a rulli aghi stanno all'altro estremo, con limiti di velocità relativamente bassi¹.

Il numero di giri conta quanto la famiglia. I cuscinetti a una corona ammettono tipicamente valori dn più alti del 20–40 % rispetto agli equivalenti a due corone dello stesso foro⁸ (valore riportato da un fornitore).

E le soluzioni a una corona sono preferite per alta velocità continua, mentre le due corone si adattano a velocità moderata con maggiore capacità di carico e rigidezza^8,15. Quindi se nella vostra shortlist c'è un candidato a due corone, verificate che il requisito di velocità regga ancora prima di accettare la capacità extra.

Le fonti non pubblicano alcuna tabella di velocità limite per tipo, quindi la verifica dn va condotta contro la velocità limite e il valore dN del cuscinetto candidato stesso¹². Chiedete al fornitore la velocità limite della referenza esatta, compresa la condizione di gabbia e lubrificazione sotto cui è dichiarata.

Decidere se il montaggio può mantenere l'allineamento

Il disassamento è la verifica che può ribaltare la shortlist su carico e velocità. La capacità dei cuscinetti a sfere, a rulli conici e a rulli cilindrici è calcolata supponendo che il disassamento non superi 0,0005 radianti (0.03°); un disassamento maggiore porta durate L10 sotto il valore calcolato¹⁷.

Se il vostro supporto e il vostro albero non possono mantenerlo, i tipi non autocentranti della vostra lista sono il punto di partenza sbagliato. Le soluzioni autocentranti sono la risposta.

I cuscinetti a rulli sferici si autocentrano mentre sopportano carico combinato pesante¹², e i cuscinetti a sfere autocentranti tollerano fino a 3° di disassamento statico e dinamico nella versione aperta, scendendo a 1,5° nella versione con tenuta⁹.

I cuscinetti a sfere autocentranti sono anche l'opzione autocentrante più conveniente rispetto ai cuscinetti a rulli sferici⁹. Quindi la scelta all'interno del gruppo autocentrante dipende dal carico: carico combinato pesante punta sul rulli sferici, carico più leggero con errore di allineamento sullo sfere autocentrante.

Le fonti non danno un limite di disassamento unificato per tipo; trattate quindi ogni angolo citato come specifico del tipo e della tenuta e confermatelo con il fornitore.

Verificare se uno spazio radiale ridotto giustifica un tipo a rulli aghi

Se lo spazio radiale è il vincolo determinante, il cuscinetto a rulli aghi è il tipo che lo rispetta. I suoi rulli sono snelli, con un rapporto lunghezza/diametro di 3:1 o più, da cui deriva una sezione radiale molto piccola¹.

Spesso possono sostituire cuscinetti a sfere in spazi ristretti fornendo al tempo stesso un'alta capacità radiale¹². Quel risparmio di spazio si paga due volte.

I cuscinetti a rulli aghi sopportano solo carico puramente radiale e non hanno capacità assiale, e i loro limiti di velocità sono relativamente bassi¹. Alcune soluzioni richiedono inoltre un albero temprato e rettificato che faccia da pista di rotolamento interna¹², il che sposta lavoro dall'acquisto del cuscinetto alla preparazione dell'albero.

Quindi prima di inserire un tipo a rulli aghi nella shortlist, confermate che l'applicazione non ha componente assiale da sopportare e che la durezza e la finitura dell'albero soddisfano il requisito della pista interna. Se anche uno solo dei due fallisce, il risparmio di spazio non compra una soluzione funzionante.

Verificare standard contro su misura prima che parta la RFQ

Le condizioni commerciali possono escludere un tipo tecnicamente corretto. Le configurazioni speciali comportano quantità minime d'ordine sensibilmente più alte e tempi di consegna più lunghi rispetto agli articoli standard da catalogo, e i valori specifici dipendono dal fornitore e dalla configurazione^22,23.

L'attrezzaggio della gabbia è il motivo abituale: gabbie stampate o stampate a iniezione con diametri primitivi e complementi di corpi volventi unici sono spesso irrealistiche per produzioni brevi. E il costo di attrezzaggio della gabbia può diventare il fattore decisivo nella selezione del tipo di cuscinetto³.

• ✓Confermare se il tipo e la misura candidati sono un articolo standard da catalogo o una configurazione speciale
• ✓Chiedere la quantità minima d'ordine della configurazione esatta, inclusi gioco, gabbia e grasso
• ✓Chiedere il tempo di consegna di quella configurazione, non il tempo di catalogo
• ✓Chiedere se la gabbia richiede nuova attrezzatura, e chi la paga
• ✓Se la serie è corta, verificare se un tipo standard con altra gabbia o altro gioco può soddisfare l'impegno prima di accettare un tipo speciale

Cosa inserire nella RFQ come propria lista di verifica

Le fonti non forniscono gradi di qualificazione per tipo, quindi la RFQ deve portare i controlli che la panoramica dei tipi non può coprire.

La classe di tolleranza del foro del supporto è una di queste: si seleziona per tipo di carico, requisito di spostamento dell'anello esterno, precisione di rotazione e applicazione, non solo per tipo di cuscinetto¹¹.

• ✓Indicare la direzione e l'entità del carico, e la vita L10 richiesta
• ✓Indicare la velocità di esercizio e confermarla contro la velocità limite del candidato
• ✓Indicare il disassamento che il montaggio può mantenere, e se è richiesto un tipo autocentrante
• ✓Specificare la classe di tolleranza del foro del supporto per il vostro tipo di carico e requisito di spostamento
• ✓Chiedere il carico dinamico nominale della misura quotata per poter eseguire il calcolo L10
• ✓Chiedere la velocità limite della referenza esatta, con gabbia e lubrificazione dichiarate

Dove le fonti divergono sul disassamento

I valori di disassamento provengono da contesti di tipo diversi, quindi non collassano in un unico limite. Leggete ogni riga come un'affermazione specifica del tipo da verificare, non come un intervallo da citare a un fornitore.

Cosa le fonti non stabiliscono

• Nessuna singola fonte copre tutti i nove tipi di cuscinetti volventi con un posizionamento coerente in una frase.
• Nessun valore numerico di capacità di carico radiale o assiale né di rigidezza per tipo di cuscinetto; gli unici valori di carico di questo insieme riguardano un unico cuscinetto radiale a sfere 6304ZZ.
• Nessuna tabella di velocità limite o di riferimento per tipo.
• Nessuna tabella comparativa di altezza della sezione radiale e larghezza assiale per lo stesso foro.
• Nessun angolo di disassamento ammesso per tipo per tutti i tipi; sono indicati solo i tipi autocentranti e l'assunto di 0.03° per i tipi non autocentranti.
• Nessun prezzo unitario, costo di attrezzatura o stampo, né soglie di volume per tipo di cuscinetto.
• Nessun dato di tempo di consegna standard o di disponibilità a magazzino per tipo.
• Nessuna classe di tolleranza dimensionale, grado di precisione di rotazione, certificato di ispezione, né elenco di norme o certificazioni applicabili per tipo.
• Nessuna fonte elenca esplicitamente nove tipi di cuscinetti; il numero nove non è stabilito dalle fonti.