Quali sono gli usi dei cuscinetti a sfere a doppia corona?

Cuscinetti a doppia corona di sfere sono utilizzati in applicazioni che richiedono maggiore capacità di carico radiale, maggiore rigidità assiale e capacità di gestire carichi radiali e assiali combinati in uno spazio assiale compatto — esigenze che un cuscinetto a corona singola non può soddisfare completamente. Le due corone di sfere disposte fianco a fianco all'interno di un unico anello esterno raddoppiano effettivamente la capacità di carico radiale rispetto a un cuscinetto equivalente a corona singola, aggiungendo allo stesso tempo una significativa rigidità assiale. Le applicazioni comuni includono motori elettrici, mandrini di macchine utensili, mozzi di ruote automobilistiche, cambi, macchine agricole e sistemi di trasporto, ovunque l'intensità del carico, la rigidità dell'albero o i requisiti di carico combinato superino ciò che un design a fila singola può fornire.

Motori elettrici e alberi generatori

I cuscinetti a doppia corona di sfere sono ampiamente utilizzati sul lato non di comando dei motori elettrici, in particolare nei telai di medie e grandi dimensioni, dove il cuscinetto deve sopportare il peso radiale dell'albero del rotore combinato con le forze assiali generate dallo squilibrio del rotore e dall'allungamento termico dell'albero. Un cuscinetto a sfere a gola profonda a doppia corona sull'estremità non di trasmissione fornisce la posizione assiale necessaria per gestire il galleggiamento dell'albero mantenendo una rotazione fluida e a basso attrito a velocità del motore che comunemente vanno da 1.500 a 6.000 giri/min.

Per applicazioni quali ventilatori, pompe e compressori HVAC, in cui il motore funziona continuamente e la sostituzione dei cuscinetti è costosa, la maggiore durata operativa derivante dalla maggiore distribuzione del carico di un cuscinetto a doppia corona riduce gli intervalli di manutenzione e il costo totale di proprietà.

Mandrini di macchine utensili e apparecchiature di lavorazione di precisione

Nelle applicazioni sui mandrini di macchine utensili (torni, fresatrici, mandrini portamola e centri di lavoro) i cuscinetti a sfere a contatto obliquo a doppia corona rappresentano la soluzione standard per la parte posteriore del mandrino (estremità non tagliente). Il design a doppia fila fornisce:

• Elevata rigidità contro le forze assiali dall'impegno avanti e indietro dell'utensile e dalla crescita termica del mandrino
• Ingombro assiale compatto che riduce al minimo la sporgenza del mandrino e massimizza il rapporto rigidità-spazio
• Funzionamento precaricato che elimina il gioco e mantiene la precisione dimensionale delle parti lavorate

Per i centri di lavoro ad alta velocità, i cuscinetti a rulli cilindrici a doppia corona nella posizione posteriore del mandrino sono spesso combinati con cuscinetti a sfere a contatto obliquo a doppia corona nella parte anteriore: questa disposizione in tandem gestisce sia le forze di taglio radiali che i carichi di posizionamento assiale generati dal funzionamento del mandrino.

Mozzi delle ruote e fusi a snodo per autoveicoli

La moderna unità cuscinetto del mozzo della ruota automobilistica, il componente che collega la ruota al montante della sospensione, è costruita attorno a cuscinetti a sfere a contatto obliquo a doppia corona configurati in una disposizione a X (dorso a dorso o faccia a faccia). Questa geometria è stata scelta appositamente perché i cuscinetti delle ruote del veicolo devono gestire contemporaneamente:

• Carichi radiali dal peso del veicolo e dalle forze della superficie stradale
• Carichi assiali bidirezionali dalle forze in curva che si alternano in direzione a seconda della svolta
• Carichi di momento dal braccio di leva tra la zona di contatto della ruota e il centro del cuscinetto

Nessun cuscinetto a corona singola è in grado di sopportare questa combinazione di carico in modo affidabile durante la durata operativa tipica dei cuscinetti delle ruote di 150.000–250.000 km. L'unità mozzo a doppia fila sigillata e preingrassata elimina la necessità di ingrassaggio sul campo e fornisce una soluzione esente da manutenzione per la vita utile del veicolo.

Riduttori e trasmissioni di potenza

Nei cambi industriali e automobilistici, i cuscinetti a doppia corona di sfere vengono utilizzati sugli alberi degli ingranaggi che subiscono un elevato carico radiale dovuto alle forze di ingranamento degli ingranaggi combinate con la spinta assiale derivante dall'azione degli ingranaggi elicoidali. I cuscinetti a sfere a doppia corona di sfere sono in grado di gestire il carico combinato in un'unica unità compatta, particolarmente utile nei progetti di riduttori in cui lo spazio assiale tra gli stadi degli ingranaggi è limitato e non è possibile installare due cuscinetti a corona singola separati.

I riduttori agricoli, utilizzati nei trattori, nelle mietitrebbie e nelle attrezzature per la lavorazione del terreno, fanno molto affidamento sui cuscinetti a doppia corona di sfere a causa delle condizioni di carico altamente variabili: i cuscinetti devono sopportare carichi d'urto derivanti dall'impatto con rocce e terreno duro, carichi radiali elevati sostenuti durante il funzionamento e ampi cicli di temperatura dalle partenze a freddo alle condizioni operative a caldo.

Sistemi di trasporto e attrezzature per la movimentazione dei materiali

Nelle trasmissioni per nastri trasportatori, nei rulli folli e nelle attrezzature di smistamento, cuscinetti a doppia corona di sfere sono utilizzati nelle pulegge tenditrici e nei tamburi di trasmissione soggetti a un carico radiale elevato e continuo dovuto alla tensione della cinghia combinato con il disallineamento dovuto all'espansione termica e alla deflessione del telaio. I cuscinetti autoallineanti a doppia corona di sfere sono particolarmente apprezzati nelle applicazioni di trasporto perché tollerano disallineamento dell'albero fino a 2–3 gradi senza generare sollecitazioni interne o carichi sui bordi sulle piste dei cuscinetti: una caratteristica fondamentale nei sistemi di trasporto lunghi in cui l'allineamento perfetto dell'albero su più telai di supporto non è pratico.

Riepilogo delle applicazioni per settore