I cuscinetti a doppia corona di sfere sono utilizzati in applicazioni che richiedono un'elevata capacità di carico radiale combinata con una certa movimentazione del carico assiale, in uno spazio assiale compatto. Gli usi tipici includono motori elettrici, cambi, macchine agricole, macchine tessili, pompe, sistemi di trasporto e mozzi di ruote automobilistiche, dove un cuscinetto a corona singola sarebbe troppo largo o non avrebbe una capacità di carico sufficiente per lo spazio disponibile. Di seguito, analizziamo i settori specifici e i meccanismi in cui Cuscinetti a sfere a doppia corona sono la scelta preferita, insieme alle ragioni tecniche dietro ciascuna applicazione.
Per queste applicazioni sono stati scelti i cuscinetti a doppia corona di sfere
Un cuscinetto a sfere a doppia corona ha due file di sfere disposte fianco a fianco all'interno di un singolo anello esterno, che raddoppia di fatto il numero di punti di contatto per il carico rispetto a un cuscinetto a gola profonda a corona singola della stessa larghezza. Secondo i riferimenti di progettazione dei cuscinetti pubblicati dai principali organismi di standardizzazione dei cuscinetti come ISO e ABMA, questa configurazione consente al cuscinetto di supportare carichi radiali approssimativamente dal 60 al 90% in più rispetto ad un cuscinetto equivalente ad una corona che occupa la stessa impronta assiale.
Questa maggiore densità di carico è esattamente il motivo per cui i cuscinetti a doppia corona vengono utilizzati nei macchinari in cui lo spazio è limitato ma le richieste di carico sono significative, come riduttori compatti, alberi motore e gruppi di mozzi delle ruote. Il design tende inoltre a funzionare a temperature più basse ad alta velocità rispetto ad alcuni cuscinetti a rulli alternativi di capacità equivalente, poiché i cuscinetti a sfere generano meno attrito rispetto ai rulli in condizioni di carico moderato.
Motori elettrici e generatori
I cuscinetti a sfere a doppia corona sono ampiamente utilizzati per supportare l'albero del rotore nei motori elettrici di piccole e medie dimensioni, compresi i motori utilizzati nei ventilatori, nelle pompe e negli elettrodomestici. Le due file di sfere aiutano il cuscinetto a resistere sia al carico radiale derivante dal peso del rotore che alla lieve spinta assiale causata dal disallineamento dell'albero o dalla pressione del flusso d'aria delle pale della ventola.
I produttori di motori scelgono comunemente i design a doppia corona quando il diametro dell'albero è vincolato dall'alloggiamento del motore, ma l'applicazione richiede comunque una durata operativa più lunga in funzionamento continuo, poiché i punti di contatto aggiunti riducono lo stress per sfera rispetto a un design a corona singola che trasporta lo stesso carico.
Mozzi delle ruote e componenti dello sterzo per autoveicoli
Nei veicoli, i cuscinetti a doppia corona di sfere vengono utilizzati nei mozzi delle ruote, nei piantoni dello sterzo e in alcuni componenti della trasmissione. I cuscinetti del mozzo della ruota, in particolare, devono sopportare una combinazione di carico radiale derivante dal peso del veicolo e carico assiale derivante dalle forze sterzanti, rendendo la configurazione a doppia fila una soluzione pratica.
Assemblaggi mozzi ruota
Molti mozzi delle ruote anteriori di veicoli passeggeri utilizzano unità di cuscinetti a sfere a contatto obliquo a doppia corona perché possono assorbire il carico combinato di frenata, accelerazione e rotazione in un'unica unità compatta, eliminando la necessità di cuscinetti interni ed esterni separati.
Collegamenti dello sterzo e delle sospensioni
I cuscinetti a doppia fila sono presenti anche nei gruppi del fuso a snodo e in alcuni punti di articolazione delle sospensioni, dove un supporto radiale costante sotto ripetuti cambi di direzione del carico è fondamentale per la precisione dello sterzo e la riduzione del gioco nel tempo.
Riduttori industriali e riduttori di velocità
I produttori di riduttori spesso specificano cuscinetti a doppia corona di sfere per alberi di ingresso e di uscita in cui l'albero deve resistere alle forze di ingranamento che agiscono sia in direzione radiale che assiale. A Cuscinetti a sfere a doppia corona l'unità posizionata in un punto di supporto dell'albero dell'ingranaggio può ridurre la deflessione dell'albero, che a sua volta migliora la precisione del contatto dei denti dell'ingranaggio e riduce il rumore durante il funzionamento.
Ciò è particolarmente rilevante nei sistemi ad ingranaggi elicoidali, dove i denti degli ingranaggi angolati producono naturalmente una spinta assiale oltre al carico radiale. Un cuscinetto a gola profonda a corona singola può avere difficoltà a gestire questo carico combinato senza un cuscinetto reggispinta secondario, mentre un design a doppia corona spesso gestisce entrambi in un unico componente.
Macchine agricole ed edili
Le attrezzature agricole come mietitrebbie, presse e attrezzature per la lavorazione del terreno spesso operano in ambienti polverosi e ad alte vibrazioni dove la durata dei cuscinetti sotto carichi d'urto è fondamentale. I cuscinetti a doppia corona di sfere sono comunemente utilizzati in queste macchine perché la superficie di contatto raddoppiata distribuisce carichi di impatto improvvisi, come quelli provenienti da terreni irregolari, su più sfere anziché concentrare lo stress su una singola fila.
- Alberi fresa, dove la resistenza del terreno crea carichi radiali fluttuanti.
- Supporti dei rulli della pressa, sottoposti a carichi ciclici ripetuti durante i cicli di compressione.
- Rulli tenditori del trasportatore sulle attrezzature di raccolta, che necessitano di una rotazione costante con un peso del materiale variabile.
Le macchine edili, comprese le pale compatte e i meccanismi di rotazione degli escavatori, utilizzano configurazioni simili di cuscinetti a doppia corona per lo stesso motivo, poiché le attrezzature in questi settori vengono raramente utilizzate in condizioni pulite e con basse vibrazioni.
Macchine tessili e fusi ad alta velocità
Le apparecchiature per la produzione tessile, come i filatoi e le macchine avvolgitrici, spesso fanno funzionare i fusi a velocità di rotazione molto elevate per periodi prolungati. In questo caso vengono utilizzati cuscinetti a sfere a doppia corona perché mantengono un supporto radiale stabile ad alti regimi mantenendo basse le perdite per attrito, il che è essenziale per le macchine che funzionano continuamente negli ambienti di produzione.
I fornitori di cuscinetti notano comunemente che l'ingombro assiale ridotto di un design a doppia fila consente inoltre ai costruttori di macchine tessili di mantenere compatti i gruppi dei fusi, il che supporta una spaziatura dei fusi più stretta e una maggiore densità di produzione complessiva per macchina.
Pompe e apparecchiature per la movimentazione dei fluidi
Le pompe centrifughe e rotative utilizzano cuscinetti a sfera a doppia corona per supportare l'albero della girante contro il carico radiale derivante dal peso dell'albero e la spinta assiale generata dalle differenze di pressione del fluido attraverso la girante. Questa movimentazione combinata del carico è uno dei motivi principali per cui i produttori di pompe evitano di utilizzare due cuscinetti a fila singola separati in questa posizione, poiché un'unità a doppia fila riduce il numero di componenti e potenziali punti di disallineamento nel gruppo dell'albero.
Confronto tra i cuscinetti a doppia corona di sfere e altri tipi di cuscinetti
La tabella seguente illustra il confronto tra i cuscinetti a doppia corona di sfere e le alternative comuni in base ai fattori di carico e spazio più rilevanti per la selezione.
| Tipo di cuscinetto | Capacità di carico radiale | Movimentazione del carico assiale | Spazio assiale richiesto |
| Cuscinetto a sfere a doppia fila | Alto | Moderato | Compatto |
| Cuscinetto a gola profonda a fila singola | Moderato | Basso | Stretto |
| Cuscinetto a rulli cilindrici | Molto alto | Molto basso | Largo |
| Cuscinetto a sfere a contatto angolare (accoppiato) | Alto | Alto | Largo |
Questo confronto, coerente con le linee guida generali per la selezione dei cuscinetti pubblicate dalla documentazione sugli standard ISO, mostra perché i cuscinetti a sfere a doppia corona occupano una via di mezzo: vengono scelti specificamente quando gli ingegneri necessitano di una maggiore capacità radiale rispetto a un cuscinetto a corona singola ma non possono risparmiare la lunghezza assiale aggiuntiva richiesta dai cuscinetti a rulli o dai gruppi di contatti angolari accoppiati.
Fattori chiave di selezione quando si specifica un cuscinetto a sfere a doppia corona
Gli ingegneri in genere valutano alcuni fattori fondamentali prima di specificare un cuscinetto a sfere a doppia corona per una nuova applicazione.
- Intervallo di carico radiale previsto ed eventuali condizioni di carico d'urto intermittente che l'albero subirà.
- Velocità operativa, poiché le applicazioni a regimi più elevati richiedono un controllo delle tolleranze più stretto e intervalli di lubrificazione adeguati.
- Spazio assiale disponibile all'interno dell'alloggiamento o del gruppo albero.
- Esposizione ambientale, inclusa polvere, umidità o temperature estreme, che influiscono sulla selezione del tipo di tenuta.
Il nostro Cuscinetti a sfere a doppia corona sono prodotti per soddisfare questa gamma di condizioni operative, con varianti sigillate e schermate disponibili a seconda dell'ambiente applicativo, rendendoli adatti agli usi di motori, automobili, macchinari agricoli e industriali sopra descritti.
