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Che cos'è un cuscinetto per basse temperature?

Un cuscinetto a bassa temperatura non si riferisce a un cuscinetto che funziona stabilmente in ambienti ad alta temperatura (a differenza dicuscinetti ad alta temperatura), ma piuttosto un cuscinetto progettato con materiali e design strutturali speciali per ridurre il coefficiente di attrito, minimizzando così il calore generato dall'attrito. Ciò consente al cuscinetto di mantenere una bassa temperatura anche durante un funzionamento prolungato.

 

CuscinettiI cuscinetti con una temperatura di esercizio inferiore a -60℃ sono considerati cuscinetti per basse temperature. Sono utilizzati principalmente in diverse pompe per liquidi, come pompe per gas naturale liquefatto, pompe per azoto liquido (idrogeno, ossigeno), pompe per butano, pompe per liquidi per razzi e missili, veicoli spaziali e così via.

 

Temperatura di esercizio dei cuscinetti per basse temperature

La temperatura di esercizio di un cuscinetto per basse temperature riflette la tecnologia dei materiali e il livello di produzione del cuscinetto stesso. Viene misurata principalmente dalla differenza di temperatura tra l'anello esterno del cuscinetto e l'olio di raffreddamento iniettato durante il funzionamento. Una temperatura di esercizio inferiore si traduce in una maggiore durata del cuscinetto e in prestazioni superiori.

 

Categorie di cuscinetti per basse temperature

I cuscinetti per basse temperature sono generalmente cuscinetti a sfere a gola profonda a una corona e cuscinetti a rulli cilindrici.

 

PercuscinettiNel caso di grippaggio a basse temperature, il fattore esterno è la variazione di temperatura, mentre il fattore interno è rappresentato dai diversi coefficienti di dilatazione termica dell'albero, del telaio e dei materiali. Quando l'intervallo di temperatura è ampio, i diversi materiali si contraggono a velocità diverse, riducendo il gioco e causando il bloccaggio. Pertanto, per le apparecchiature con un ampio intervallo di funzionamento, comprese quelle utilizzate a basse temperature, è necessario calcolare i coefficienti di dilatazione dei materiali e, ove possibile, utilizzare materiali con coefficienti di dilatazione simili per ottenere risultati migliori.

 

Inoltre, nella progettazione strutturale, è consigliabile evitare l'utilizzo di cuscinetti a rulli conici a ciascuna estremità dell'albero. In una struttura di questo tipo, maggiore è la distanza tra i due cuscinetti, maggiore è la probabilità di bloccaggio. Se a un'estremità dell'albero viene installata una coppia di cuscinetti conici, questi possono fungere da elementi di posizionamento, limitando il movimento assiale. L'altra estremità dell'albero, dotata di un cuscinetto volvente, limita solo le forze radiali, consentendo un movimento assiale limitato e compensando le variazioni di temperatura assiali.

 

Selezione dei materiali per cuscinetti a bassa temperatura

Selezione dell'acciaio per cuscinetti per applicazioni a bassa temperatura

I cuscinetti per basse temperature sono spesso realizzati in acciaio inossidabile 9Cr18 o 9Cr18Mo, ma possono essere anche in bronzo al berillio, ceramica e altri materiali. A temperature di esercizio estremamente basse (temperatura estrema -253 °C), se il limite di esercizio richiede -253 °C, è possibile scegliere il materiale 6Cr14Mo, ma deve essere utilizzato in un ambiente sottovuoto.

 

Durante l'utilizzo di cuscinetti per basse temperature, occorre prestare attenzione a problematiche quali il surriscaldamento causato da una lubrificazione inadeguata; pertanto, è importante selezionare lubrificanti idonei.