Disegno tecnico industriale

CUSCINETTI VOLVENTI

Un cuscinetto di rotolamento è costituito da: anello esterno solidale al supporto, anello interno solidale all'albero, serie di corpi volventi (interposti tra questi) che rotolano in apposite piste (cementate o rettificate) ricavate negli anelli, gabbia distanziatrice che mantiene corpi volventi a precise distanze reciproche.

Vantaggi rispetto bronzine:

• Coefficiente di attrito inferiore, quindi minore potenza consumata
• Lubrificazione necessaria inferiore
• Nessuna continua manutenzione e registrazione
• Calcolo e verifica semplici (facilità dei cataloghi dei fornitori)
• Unificazione delle dimensioni che permettono intercambiabilità dei pezzi

Svantaggi:

• Impossibile impiego per carichi elevatissimi, avrebbe troppa pressione di contatto tra corpi volventi e piste
• Peggiore funzionamento ad altissima velocità
• Ingombro radiale maggiore

Possono essere classificati secondo la forma dei corpi volventi (sfere, rulli cilindrici, rullini, rulli a botte, rulli conici) e il numero di corone (1 o 2 di sfere/rulli).

Direzione del carico (radiali, assiali, misti) + rigidi, se assi degli anelli coincidenti, o orientabili se assi orientabili fra loro in direzioni diverse mantenendo fisso un punto comune detto centro del cuscinetto.

Radiali rigidi ad una corona di sfere (tipo più comune)

• Le piste nei due anelli hanno sezione circolare con raggio appena maggiore di quello delle sfere
• NO carichi troppo elevati => punto di contatto tra sfere e pista teoricamente è un PUNTO
• Per > capacità di carico > numero sfere (carico diviso su più corpi) o > numero corone
• Leggeri carichi assiali (sfere con retta dei punti di contatto inclinata)
• Alte velocità

Sfere introdotte tutte da una parte approfittando dell'eccentricità che si può creare tra gli anelli, oppure versione con cava per l'introduzione delle sfere.

C'è anche versione con anello esterno sfilabile o con schermo di protezione in lamierino e gomma

scanalatura con fori per circolazione lub• Ridotto ingombro radiale, ulteriormente riducibile togliendo 1 o 2 anelli

Assiali rigidi a semplice effetto• Principalmente a sfere, carichi esclusivamente assiali e in un solo verso• Due anelli con piste toriche + gabbia distanziale• L’anello con d interno minore (d interno dei due anelli differisce di 0,2/ 0,4mm) fissato all’albero, mentre l’altro è appoggiato sulla sede, che deve essere perfettamente ortogonale all’asse dell’albero

Assiali rigidi a doppio effetto• Carichi assiali nei due sensi• Sono in pratica due unità a semplice effetto con in comune l’anello centrale di d < fissato all’albero, mentre gli altri sono appoggiati alle sedi del supporto (differenza di diametro serve per montaggio).

Obliqui o mistio A sfere o a rulli conici, carico sia assiale sia radialeo Obliqui ad una corona di sfere = contatto tra sfere e piste avviene obliquamenterispetto

asse cuscinetto (uso quindi piste asimmetriche). Carico assiale sopportabile> per > angolo di contatto, mentre per elevate v rotazione < angolo. Anello esternosfilabile per costruzione (montaggio più agevole ma da fare con precarico).Se carico solo radiale si genera sugli anelli carico assiale che li smonta, dovrei quindimontare una coppia di cusc non obliquità contrapposte (a contatto).o Obliqui a doppia corona di sfere = miglioramento della configurazione precedente. La secondacorona è inserita tra gli anelli attraverso un’apposita cava.

Disposizione in tandem: linee di carico //, uniforme distribuzione carichi radiali e assiali ma quelliassiali in un solo verso;

Disposizione ad “O”: relativamente rigida, sopporta anche momenti ribaltanti (perché punti dicontatto più distanti), linee di carico DIVERGONO, carichi assiali in entrambi i versi MA solo su unoper ogni direzione;

Disposizione ad “X”: non

rigida come O, meno sensibile al disallineamento, linee di carico CONVERGONO verso l'asse del cuscinetto, carichi assiali in entrambi i versi MA solo su uno per ogni direzione.

Obliqui a rulli = corpi volventi sono tronchi di cono con assi inclinati rispetto assi dell'albero. Anello esterno, detto coppa, ha pista conica senza orletti ed è sfilabile, quella interna è sempre conica ma con 2 orletti (quello > sopporta spinte assiali dei rulli, quello < di sicurezza). Usati se l'albero deve essere vincolato assialmente in entrambi, vengono appaiati con uno specifico gioco o precarico assiale (come prima tandem, O, X). Sopporta carichi radiali, assiali in unico verso e a velocità non troppo alte.

Radiali obliqui ad una corona di sfere a 4 punti di contatto (rari)

• Piste concepite per sopportare carichi assiali in entrambe le direzioni; per un determinato carico assiale possono sopportare anche carico radiale limitato. Solitamente accoppiato con

• Spazio assiale << rispetto cusc a due corone
• Anello interno in due metà, posso così inserire molte sfere => elevata capacità di carico
• SCOMPONIBILI, anello ext con gruppo di sfere + gabbia posso esseremontati in modo indipendente dalle de metà dell'anello interno

• A 2 corone di sfere o a rulli a botte. Si usano quando non è possibile garantire la coassialità dei supporti o dove ci possano essere disallineamenti. Posso montare MAX 2 cuscinetti di questo tipo su un albero (ognuno fissa un punto dell'asse dell'albero, ovvero punto centrale centro della crf della pista dell'anello esterno).
• A sfere: anello interno ha due piste toroidali, quello esterno ha un'unica pista sferica che permette il corretto rotolamento del cuscinetto anche quando gli assi degli anelli non coincidono (max grado di oscillazione permesso è 1° 30' in ogni direzione).

rulli a botte: anello esterno pista sferica, interno pista torica con due orletti.

Se ad una corona sopporta forti carichi radiali e urti, ma 0 carico assiale.

Se a due corone forti carichi radiali e leggeri carichi assiali in entrambe le direzioni. Anello interno ha 3 orletti (centrale sopporta spinte rulli, gli altri impediscono fuoriuscita).

Assiali orientabili A sfere (semplici o doppi) o a rulli. Si usano quando non è possibile garantire ortogonalità tra asse albero e piano d'appoggio del cuscinetto.

A sfera:

• Permettono orientamento dell'albero rispetto al supporto
• Anello con diametro interno maggiore (per quelli a 1 corona) e anelli esterni (2 corone) hanno sedi di appoggio sferiche
• Solo carichi assiali

A rulli a botte:

• Assi rulli sono convergenti in un punto dell'asse del cuscinetto
• Anello interno ha pista torica con orletto (sopporta spinta corpi volventi), anello esterno ha pista sferica (centro al di fuori del cuscinetto)

• Alti carichi assiali in un solo verso, o carichi combinati perché componente radiale < assiale

TOLLERANZE E DENOMINAZIONI

Cuscinetti vengono costruiti con superficie accuratamente RETTIFICATA e le tolleranze sono molto ristrette, il che garantisce anche l'intercambiabilità dei cuscinetti stessi.

• 15BC10 radiale, 1 corona di sfere
• 30BK02 radiale, 2 corone di sfere
• 17BT02 obliqui, 1 corona di sfere (angolo di contatto 32°- 45°)
• 30KB20 rulli conici, 1 corona
• 30TA11 assiali, 1 corona di sfere
• 20TDC24 assiali, 2 corone di sfere

COASSIALITÀ

Non montare MAI cuscinetti rigidi quando non si è certi della perfetta coassialità dei supporti, per evitare funzionamenti cinematicamente scorretti (nel caso monto cuscinetti orientabili). Centri delle piste sferiche dei due cuscinetti coincidono ed appartengono all'asse dell'albero. Componente assiale del carico supportata da cuscinetto assiale, quella radiale da cuscinetto radiale.

orientabile. Gioco notevole sulla sede dei due cuscinetti => così che le componenti si scarichino dove devono!! Carico arriva dall'alto, da spallamento passa ad anello interno del cuscinetto radiale (e ad anello esterno cuscinetto assiale). Anelli interni ruotano con l'albero, quelli esterni stanno fermi insieme alla sede.

APPOGGI E SPALLAMENTI

Superficie di appoggio deve essere lavorata con una qualità simile a quella del cuscinetto. Deve anche essere garantita la CONTINUITÀ della sede => se ho albero scanalato ho discontinuità su anello interno, se ho un coperchio in due parti, che si congiungono dove metto il cuscinetto, avrò discontinuità su anello esterno quindi sulla sede (per rimediare "allungo" una delle due parti e ad esuso coperchio solo per bloccaggio assiale). Ho anche spallamenti per anelli che hanno altezza precisa, stabilita da norma o da catalogo (generalmente PIÙ BASSO); se non vengono rispettate queste condizioni allora prevedo

lavorazioni aggiuntive

Smussi se troppo alti, così abbasso di quello che mi serve

Anelli di spalleggiamento riportati se troppo bassi (anello non andrebbe a battuta)

RAGGI DI RACCORDO

Il raggio di raccordo dello spallamento deve essere MINORE del raggio di raccordo del cuscinetto (tutto tabulato). Se non fosse possibile allora faccio gola di scarico sull'albero.

MONTAGGIO CUSCINETTI RADIALI

Se vedo montare una COPPIA di cusc RADIALI devo tenere conto del possibile allungamento dell'albero al variare della temp perché non possono assorbire carico assiale importante

• Per anelli interni prevedo coppia di spallamenti sull'albero (porto a battuta anelli).
• Per anelli ext pochi problemi perché basta bloccarli con spallamenti che siano dalla parte opposta a quelli sull'albero per anelli int.

Se albero si allunga entrambi gli anelli sono bloccati, quindi va a finire