Cuscinetti a sfere a contatto obliquo a doppia corona serie 52/53 sono ampiamente utilizzati nelle apparecchiature meccaniche perché possono sopportare contemporaneamente carichi radiali e assiali, hanno un'elevata rigidità e occupano poco spazio. Tuttavia, per sfruttare appieno le loro prestazioni, la corretta selezione e applicazione del precarico è un anello cruciale. Il precarico non influisce solo sulla precisione di funzionamento del cuscinetto, ma ne determina anche la durata e la stabilità dell'attrezzatura. Di seguito verrà discusso il ruolo del precarico, i fattori che influenzano e i metodi di selezione.
1. Il ruolo del precarico
Il precarico è la forza che mantiene gli elementi volventi all'interno del cuscinetto in corretto contatto con la pista applicando un determinato carico assiale. Un precarico ragionevole è di grande importanza per le prestazioni dei cuscinetti della serie 52/53:
Migliora la precisione di funzionamento: il precarico elimina il gioco interno del cuscinetto e aumenta la rigidità, migliorando così la precisione di funzionamento dell'attrezzatura, soprattutto nelle apparecchiature meccaniche che richiedono un posizionamento ad alta precisione.
Migliorare la capacità di carico: attraverso la regolazione del precarico, il cuscinetto può condividere il carico in modo più uniforme ed evitare guasti precoci dovuti a un carico locale eccessivo.
Elimina vibrazioni e rumore: un precarico adeguato può ridurre il movimento relativo tra gli elementi volventi e la pista e ridurre le vibrazioni e il rumore durante il funzionamento dell'apparecchiatura.
Prevenire lo slittamento della rotazione: per le apparecchiature ad alta velocità, un precarico adeguato può evitare lo slittamento degli elementi volventi e garantire il normale funzionamento del cuscinetto.
2. Principali fattori che influenzano la scelta del precarico
La selezione del precarico appropriato richiede una considerazione completa delle condizioni di lavoro dell'attrezzatura, della struttura portante e dell'ambiente operativo. Di seguito sono riportati diversi fattori chiave:
Condizioni di carico:
Condizioni di carico leggero: adatto per precarico inferiore per ridurre l'attrito e il calore.
Condizioni di carico pesante: richiede un precarico maggiore per migliorare la rigidità e prevenire la deformazione del cuscinetto.
Requisiti di velocità:
Le apparecchiature rotanti ad alta velocità devono ridurre moderatamente il precarico per ridurre l'attrito e il calore; apparecchiature a bassa velocità o intermittenti possono aumentare opportunamente il precarico per migliorare il posizionamento.
Metodo di accoppiamento dei cuscinetti:
Installazione faccia a faccia (tipo DB): adatta a sopportare grandi carichi radiali e momenti ribaltanti, ma il precarico non può essere troppo elevato per evitare un aumento dell'attrito.
Installazione schiena contro schiena (tipo DF): elevata rigidità, adatta a scenari che richiedono un'elevata precisione di posizionamento assiale.
Installazione tandem (tipo DT): il precarico deve corrispondere ad altri cuscinetti per bilanciare il carico dell'intero sistema.
Influenza della temperatura:
L'aumento della temperatura causerà l'espansione del cuscinetto, modificando così la dimensione del precarico. È necessario prendere in considerazione misure di compensazione della temperatura per garantire la stabilità del precarico.
Materiali e condizioni di lubrificazione:
I cuscinetti realizzati con materiali diversi hanno tolleranze diverse al precarico e lo stato di lubrificazione (come la lubrificazione a grasso o a olio) influenzerà anche l'attrito e la generazione di calore, determinando così l'intervallo del precarico.
3. Selezione e applicazione del precarico
I metodi per la selezione ragionevole e l'applicazione del precarico includono principalmente quanto segue:
Metodo di calcolo per selezionare il precarico:
In base ai requisiti di carico, velocità e durata dell'apparecchiatura, il valore di precarico consigliato viene calcolato tramite la formula di progettazione del cuscinetto. La formula deve considerare parametri quali il numero di elementi volventi, l'angolo di contatto e la distribuzione del carico.
Metodo di regolazione:
Regolazione meccanica: la forza assiale viene applicata tramite dadi, rondelle o strutture a molla per ottenere il precarico. Questo metodo è adatto per molteplici regolazioni e ampio spazio di installazione.
Regolazione della differenza di temperatura: le caratteristiche di espansione termica e contrazione a freddo del cuscinetto durante l'installazione vengono utilizzate per controllare la differenza di temperatura del gruppo per ottenere l'impostazione del precarico.
Misurazione e verifica del precarico:
Dopo aver applicato il precarico è necessario verificarlo tramite strumenti di misura. I metodi comuni includono:
Metodo di misurazione del gioco: utilizzare uno spessimetro o un telemetro laser per misurare se il gioco del cuscinetto soddisfa i requisiti di progettazione.
Metodo di misurazione della coppia: confermare indirettamente la dimensione del precarico misurando la coppia iniziale o di funzionamento richiesta per la rotazione del cuscinetto.
Metodo dello spostamento assiale: osservare se lo spostamento assiale dopo il precarico soddisfa lo standard di progettazione.
4. Precauzioni e suggerimenti per l'ottimizzazione
Quando si applica e si regola il precarico dei cuscinetti della serie 52/53, è necessario tenere conto anche dei seguenti aspetti:
Evitare un precarico eccessivo: un precarico eccessivo può causare un'eccessiva pressione di contatto tra l'elemento volvente e la pista, aumentare l'attrito e il calore e accelerare l'usura dei cuscinetti.
Capacità di regolazione dinamica: per apparecchiature con grandi variazioni di carico e temperatura, prendere in considerazione l'introduzione di elementi elastici (come molle a disco) per ottenere una regolazione dinamica.
Ottimizzazione della lubrificazione: garantire buone condizioni di lubrificazione per ridurre il calore di attrito aggiuntivo causato dal precarico.
Ispezione regolare: durante il funzionamento, è necessario monitorare regolarmente le vibrazioni, il rumore e l'aumento di temperatura del cuscinetto e regolare il precarico in tempo per prolungare la durata del cuscinetto.
