La velocità di rotazione del cuscinetto è limitata principalmente dall'aumento di temperatura causato dall'attrito e dal calore all'interno del cuscinetto. Quando la velocità di rotazione supera un certo limite, il cuscinetto non potrà continuare a ruotare a causa di bruciature, ecc.
La velocità limite di un cuscinetto si riferisce al valore limite a cui può ruotare in modo continuo senza generare calore da attrito che può causare ustioni.
Pertanto, la velocità limite del cuscinetto dipende da vari fattori, quali il tipo, le dimensioni e la precisione del cuscinetto, nonché il metodo di lubrificazione, la qualità e la quantità del lubrificante, il materiale e il tipo di gabbia e le condizioni di carico.
La velocità limite data dal produttore di cuscinetti si riferisce generalmente alla velocità massima che può essere raggiunta in condizioni concordate, come ad esempio:
- La tolleranza dei cuscinetti è di livello 0;
- Il gioco dei cuscinetti è del gruppo 0;
- Il carico del cuscinetto è pari a 10% del carico nominale;
- Le condizioni di lubrificazione e raffreddamento sono normali;
- I cuscinetti radiali sopportano solo carichi radiali, mentre i cuscinetti assiali sopportano solo carichi assiali;
- La temperatura dell'anello esterno non supera i 100°C, ecc.
- L'intervallo di velocità richiesto dall'applicazione contribuisce a determinare il tipo di cuscinetto da utilizzare.
I cataloghi della maggior parte dei produttori di cuscinetti riportano il valore della velocità limite dei loro prodotti. La pratica ha dimostrato che è meglio lavorare a una velocità inferiore a 90% della velocità limite.
Selezione del tipo di cuscinetto in base alla velocità di rotazione
A. I cuscinetti a sfere hanno una velocità limite e una precisione di rotazione superiori a quelle dei cuscinetti a rulli, pertanto i cuscinetti a sfere dovrebbero essere preferiti alle alte velocità.
B. A parità di diametro interno, più piccolo è il diametro esterno, più piccoli sono i corpi volventi e minore è la forza d'inerzia centrifuga esercitata dai corpi volventi sulla pista estranea durante il funzionamento, per cui è adatto a lavorare a velocità più elevate.
Pertanto, a velocità elevate, è opportuno scegliere cuscinetti con diametri esterni più piccoli nella stessa serie di diametri. Se si utilizza un cuscinetto con un diametro esterno più piccolo e la capacità di carico non è in grado di soddisfare i requisiti, è possibile installare lo stesso cuscinetto in parallelo o prendere in considerazione un'ampia serie di cuscinetti.
C. Il materiale e la struttura della gabbia influiscono notevolmente sulla velocità del cuscinetto. La gabbia piena consente velocità di rotazione più elevate rispetto alla gabbia stampata e la gabbia piena in bronzo consente velocità di rotazione più elevate. In generale, i cuscinetti radiali rigidi a sfere, i cuscinetti a contatto obliquo e i cuscinetti a rulli cilindrici dovrebbero essere utilizzati in situazioni di lavoro a velocità elevata; in situazioni di lavoro a velocità ridotta, possono essere utilizzati i cuscinetti a rulli conici. La velocità limite dei cuscinetti a rulli conici è generalmente pari a circa 65% di quella dei cuscinetti radiali rigidi a sfere, 70% di quella dei cuscinetti a rulli cilindrici e 60% di quella dei cuscinetti a sfere a contatto obliquo. I cuscinetti a sfere reggispinta hanno una velocità limite bassa e possono essere utilizzati solo in applicazioni a bassa velocità.
Fattori che influenzano la velocità dei cuscinetti
I fattori che influenzano la velocità limite del cuscinetto includono
- La dimensione del carico esterno;
- direzione della forza;
- Tipo di lubrificante, quantità di lubrificante;
- La precisione di produzione dei cuscinetti si riferisce al livello di tolleranza del cuscinetto e alle dimensioni del gioco del cuscinetto.
Tuttavia, il fattore più importante è la temperatura di esercizio o il lubrificante consentito dal materiale del cuscinetto.
Le velocità limite dei vari tipi di cuscinetti sono elencate nella tabella delle dimensioni e delle prestazioni dei cuscinetti del "Catalogo dei prodotti per cuscinetti volventi". Sono determinate rispettivamente in condizioni di lubrificazione a olio e a grasso. Il loro campo di applicazione è:
1. Cuscinetti con tolleranza di grado standard (G);
2. I cuscinetti radiali sopportano solo il carico radiale, mentre i cuscinetti assiali sopportano solo il carico assiale;
3. P è inferiore o uguale a 0,1C (C è il coefficiente di carico dinamico di base del cuscinetto);
4. Albero rigido e sede del cuscinetto;
5. Le condizioni di lubrificazione e raffreddamento sono normali. Quando il cuscinetto opera in condizioni di carico con P maggiore o uguale a 0,1C, la sollecitazione di contatto tra la superficie di contatto della pista e i corpi volventi aumenta, causando l'aumento della temperatura di esercizio del cuscinetto e il relativo deterioramento delle prestazioni del lubrificante. Di conseguenza, la velocità limite del cuscinetto diminuisce.
Metodo di selezione dell'accoppiamento dei cuscinetti volventi
Quando eseguiamo la manutenzione quotidiana o ci occupiamo di progettazione meccanica, è fondamentale selezionare in modo ragionevole e corretto il coordinamento dei cuscinetti. La scelta corretta del coordinamento dei cuscinetti è strettamente correlata alla garanzia del normale funzionamento della macchina, al prolungamento della vita utile del cuscinetto e al pieno utilizzo della sua capacità di carico.
Se la ghiera sta ruotando.
Quando l'anello interno o esterno del cuscinetto funziona come anello rotante, è necessario utilizzare un accoppiamento leggermente stretto. La quantità di interferenza deve essere tale che la superficie di accoppiamento non "strisci" sotto il carico di lavoro, perché una volta che si verifica lo strisciamento, la superficie di accoppiamento si usura causando lo scorrimento. Maggiore è la velocità dell'anello, più grave è l'usura.
Tipo di carico.
Gli anelli che sopportano carichi locali dovrebbero scegliere un accoppiamento di transizione lasco o con una piccola fessura, in modo che la coppia di attrito tra le piste dell'anello possa spingere l'anello a ruotare per sollecitarlo in modo uniforme e prolungare la durata del cuscinetto.
La ghiera che sopporta il carico ciclico dovrebbe scegliere un accoppiamento per interferenza o un accoppiamento di transizione più stretto. La quantità di interferenza deve essere tale da non causare strisciamenti sulla superficie di accoppiamento della ghiera e dell'albero o del foro dell'alloggiamento. In caso di carichi oscillanti, i requisiti di accoppiamento sono uguali o leggermente più lenti di quelli dei carichi ciclici.
Altri fattori che influenzano l'accoppiamento dei cuscinetti
Influenza della temperatura di esercizio.
Quando il cuscinetto è in funzione, a causa dell'influenza del riscaldamento per attrito e di altre fonti di calore, la temperatura della ghiera è superiore a quella delle sue parti di accoppiamento. L'espansione termica dell'anello interno provoca l'allentamento dell'accoppiamento con il perno, mentre l'espansione termica dell'anello esterno provoca l'irrigidimento dell'accoppiamento con il foro dell'alloggiamento.
Influenza della precisione di rotazione e della velocità di rotazione.
Per i cuscinetti che sopportano carichi maggiori e richiedono una maggiore precisione di rotazione, per eliminare gli effetti della deformazione elastica e delle vibrazioni, è necessario evitare accoppiamenti con spazi vuoti. Per i cuscinetti con carichi leggeri di alcune macchine utensili di precisione, per evitare l'influenza dell'errore di forma dell'albero sulla precisione del cuscinetto, si utilizzano spesso accoppiamenti con gioco. In genere si ritiene che più alta è la velocità di rotazione del cuscinetto, più stretto deve essere l'accoppiamento.
●Condizioni per l'installazione e lo smontaggio dei cuscinetti.
Considerando la praticità di installazione e smontaggio dei cuscinetti, è opportuno utilizzare un accoppiamento lasco. Ciò è particolarmente importante per i cuscinetti di grandi e grandissime dimensioni utilizzati in macchinari pesanti. Se sono necessari un montaggio e uno smontaggio facili e un accoppiamento stretto, è possibile utilizzare cuscinetti separati o cuscinetti con un foro conico nell'anello interno, una bussola di adattamento e una scanalatura di scarico.
