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Il metodo di guida viene selezionato in base alla forma della gabbia del cuscinetto

La gabbia di stampaggio è guidata da un elemento rotante

La gabbia di stampaggio è leggera, di media resistenza, con un piccolo momento d'inerzia e facile da azionare e guidare. Inoltre, la gabbia di stampaggio ha una piccola sezione trasversale, che può rendere liscio il percorso dell'olio lubrificante; durante la lubrificazione a grasso, è comodo ingrassare l'interno dellacuscinettoe ha uno spazio di stoccaggio del grasso più ampio, che contribuisce a garantire e prolungare il ciclo senza manutenzione o la durata del cuscinetto. Tuttavia, la gabbia stampata ha una rigidità debole e non è resistente all'usura in condizioni quali alta velocità, accelerazione e decelerazione rapide e cambio di direzione. La gabbia stampata è utilizzata principalmente per cuscinetti di piccole e medie dimensioni.cuscinettie sotto, guida dell'elemento volvente; Esistono anche alcuni tipi di cuscinetti che sono guidati da ghiere, come la gabbia di tipo M dei cuscinetti a rulli cilindrici come guida dell'anello esterno

 

Le gabbie in plastica rigida e in tecnopolimero sono guidate da ghiere o elementi di rotolamento.

Le gabbie solide sono generalmente utilizzate in applicazioni che richiedono elevata resistenza e per cuscinetti di grandi dimensioni, consentendo velocità di lavoro e temperature di esercizio più elevate rispetto alle gabbie stampate, e possono sopportare carichi più pesanti o carichi complessi come vibrazioni, urti, cambi di direzione e carichi variabili. Tuttavia, a causa della maggiore massa, richiedono anche una maggiore forza di trascinamento per essere azionate. Essendo realizzate con un materiale più resistente, consentono di risparmiare spazio all'interno della gabbia, ridurre la distanza tra le cavità, aumentare il numero di elementi volventi e incrementare la capacità di carico del cuscinetto. Prendendo come esempio la gabbia solida in ottone, comunemente utilizzata, essa presenta i vantaggi di elevata resistenza, "accoppiamento a basso attrito" con la ghiera in acciaio del cuscinetto, basso rischio di "incollamento", buone caratteristiche di usura, minore abrasione, resistenza alla corrosione, facilità di garantire la precisione di lavorazione ed elevata affidabilità d'uso.

 

Rispetto alle gabbie stampate e solide, presenta leggerezza (piccolo momento d'inerzia, piccole fluttuazioni di coppia), buona resistenza ed elasticità (è possibile caricare più elementi volventi, è possibile tornare allo stato originale dopo la deformazione dovuta alla forza), bassa rumorosità (con effetto di smorzamento delle vibrazioni), adattabilità ad elevate velocità di scorrimento (superficie liscia, resistenza all'usura e trucioli abrasivi che non causano inquinamento e deterioramento del grasso lubrificante come gli abrasivi delle gabbie metalliche). Ha vantaggi significativi come buone prestazioni di lubrificazione limite (basso attrito, basso aumento di temperatura, autolubrificazione) ed elevata sicurezza (anche se si frammenta in scaglie dopo la rottura, può continuare a funzionare per un breve periodo senza causare disastri improvvisi).

 

Le gabbie in plastica tecnica comunemente utilizzate per la guida degli elementi volventi sono:

1) Gabbia in PA. La gabbia in PA66 è economica in termini di costo e ha eccellenti prestazioni complessive, ma la sua resistenza alla temperatura e la stabilità dimensionale sono scarse, quindi è difficile adattarsi alla guida di ghiere con maggiore attrito di scorrimento. Come "versione aggiornata" della gabbia in PA66, la gabbia in PA46 ha prestazioni migliori in termini di resistenza alla temperatura, resistenza all'olio, resistenza all'usura, resistenza allo scorrimento, resistenza alla fatica, ecc., ed è ben applicata incuscinetticome ad esempio i motori per l'aria condizionata delle automobili, i cambi, i compressori per l'aria condizionata, ecc.

 

2) Gabbia in PTFE. Il PTFE è noto come il "re delle materie plastiche", in quanto possiede il coefficiente di attrito più basso (materiale lubrificante ideale senza olio), la più ampia gamma di resistenza alla temperatura (-196~260 °C), le migliori prestazioni anti-invecchiamento, la minima tensione superficiale senza adesione ad alcuna sostanza e una corrosione pressoché nulla da parte di agenti chimici; pertanto, le gabbie in PTFE sono molto adatte per cuscinetti resistenti alla corrosione, cuscinetti non magnetici, cuscinetti per motori a razzo, ecc.

 

3) Gabbia in PPS. Il PPS possiede elevata durezza e rigidità, caratteristiche rare nelle materie plastiche ingegneristiche, soprattutto ad alte temperature. Mantiene inoltre una buona stabilità chimica (seconda solo al PTFE) e, anche in ambienti con olio per compressori, olio per ingranaggi, refrigerante ad ammoniaca e altri fluidi, conserva eccellenti caratteristiche di resistenza, durezza, rigidità, resistenza all'usura e altre prestazioni complessive. Per questo motivo, le gabbie in PPS sono ampiamente utilizzate nei cuscinetti, ad esempio nei compressori ad alta velocità.

 

Le gabbie in plastica tecnica utilizzate principalmente per la guida della ghiera sono:

 

1) La gabbia fenolica, grazie alla bassa densità del materiale, all'immersione e all'assorbimento dell'olio tramite pori, al basso coefficiente di attrito e ad altre eccellenti proprietà, è molto adatta alla guida della ghiera durante il funzionamento ad alta velocità ed è la gabbia "standard" dei cuscinetti di precisione ad alta velocità, rappresentati ad esempio dai cuscinetti per mandrini di macchine utensili.

 

2) Gabbia in PEEK, con la perfetta combinazione di resistenza ed elasticità, eccellente resistenza alle alte temperature e caratteristiche di attrito radente, resistenza alla fatica eccezionale sotto sollecitazione alternata (la migliore tra le materie plastiche tecniche, paragonabile ai materiali in lega) e stabilità dimensionale superiore (il tasso di ritiro dello stampaggio a iniezione è basso, quindi la precisione di lavorazione è molto più elevata rispetto a quella delle materie plastiche tecniche comuni, e le variazioni di temperatura e umidità hanno un impatto minimo sulle dimensioni del prodotto, quindi può soddisfare i requisiti di utilizzo ad alta precisione). Nei cuscinetti per macchine utensili, cuscinetti ad altissima velocità progettati per la lubrificazione a olio e gas (valore DMN fino a 3,0 × 10⁶ mm · giri/min) con basso aumento di temperatura e basso eccentricità non ripetibile (NRRO), soprattutto in condizioni di microlubrificazione.

 

3) La gabbia in PI, grazie ai vantaggi di resistenza all'usura, autolubrificazione e alta resistenza, presenta una struttura porosa ampiamente utilizzata nei giromotori, nei navigatori, nelle ruote di inerzia e in altri cuscinetti di lunga durata dei veicoli spaziali, dopo il trattamento di immersione sottovuoto.

 

CuscinettiLe dimensioni e le tolleranze identiche hanno un impatto significativo sulle prestazioni di velocità quando si utilizzano gabbie di forme diverse: prendendo come riferimento i cuscinetti a sfere a contatto angolare, la velocità massima dei cuscinetti a gabbia piena è solo circa la metà di quella dei cuscinetti a gabbia fenolica, mentre la velocità massima dei cuscinetti a gabbia stampata è circa l'80% di quella dei cuscinetti a gabbia piena.

 

Ruotare la ghiera secondo ilcuscinetto

Quando l'anello interno ruota e quello esterno è fermo, l'anello interno funge da guida; Quando l'anello esterno ruota e quello interno è fermo, l'anello esterno funge da guida; Quando entrambi gli anelli, interno ed esterno, ruotano, è il corpo volvente a fungere da guida.

 

Ciò è dovuto al fatto che, quando l'anello interno ruota, esso funge da guida e l'attrito tra la flangia dell'anello interno e la gabbia costituisce la forza motrice della gabbia; l'attrito generato dalla guida dell'anello esterno costituisce la resistenza alla gabbia. Quando ruota l'anello esterno, è necessario utilizzare l'anello esterno. Quando ruotano sia l'anello interno che quello esterno, è consigliabile utilizzare un elemento volvente per la guida, e vale lo stesso principio.

 

I criteri sopra indicati sono considerati solo dalla semplice prospettiva dell'attrito e la selezione dovrebbe essere considerata in modo esaustivo nell'uso effettivo. Prendiamo come esempio la rotazione dell'anello interno e la stazionarietà dell'anello esterno, le più comuni nelle applicazioni pratiche: la guida dell'anello esterno è utilizzata principalmente ad alta velocità, perché l'anello esterno stazionario è più stabile e presenta gli altri vantaggi eccezionali menzionati in precedenza; mentre per applicazioni gravose o di grandi dimensionicuscinettisono perlopiù guidati da anelli interni per ridurre la coppia di avviamento e la coppia di rotazione della gabbia.

 

Secondo la ghiera con flangia

Quando l'anello esterno ha una flangia, l'anello esterno funge da guida (come nei cuscinetti a rulli cilindrici di tipo NU); quando l'anello interno ha una flangia, l'anello interno funge da guida (come nei cuscinetti a rulli cilindrici di tipo N); entrambe le ghiere hanno flange, che vengono determinate in base ai requisiti di installazione, funzionamento e manutenzione del cuscinetto. Esistono anche cuscinetti a rulli cilindrici di ultra-precisione sviluppati da Schaeffler in Germania, come mostrato in Figura 5, che non utilizzano le flange delle ghiere come superficie di guida. Poiché le dimensioni della pista di rotolamento, la precisione di lavorazione della forma e la rugosità superficiale sono più rigorose dei requisiti del bordo della ghiera, anche la guida della gabbia è più precisa e fluida. La guida della pista di rotolamento della ghiera viene utilizzata per massimizzare il numero di rulli, ovvero la capacità portante del cuscinetto, e la posizione della gabbia può anche tendere alla parte superiore dell'elemento volvente (quando è guidato l'anello esterno) o alla parte inferiore (quando è guidato l'anello interno) per ottenere le dimensioni massime del suo diametro interno ed esterno.