CUSCINETTI ad ATTRITO VOLVENTE
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- Angela Manfredi
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1 CUSCINETTI ad ATTRITO VOLVENTE tipologie, costruzione, montaggio e calcolo della durata Piero Morelli CUSCINETTI ad ATTRITO VOLVENTE - March 14, 2005 Costruzione di Macchine Lt - a.a. 2004/ p. 1/33
2 Nomenclatura Serie ISO radiali Serie ISO rulli conici Nomenclatura e serie dimensionali CUSCINETTI ad ATTRITO VOLVENTE - March 14, 2005 Costruzione di Macchine Lt - a.a. 2004/ p. 2/33
3 Nomenclatura Nomenclatura Serie ISO radiali Serie ISO rulli conici CUSCINETTI ad ATTRITO VOLVENTE - March 14, 2005 Costruzione di Macchine Lt - a.a. 2004/ p. 3/33
4 Serie dimensionale ISO radiali e assiali Nomenclatura Serie ISO radiali Serie ISO rulli conici Le serie dimensionali dei cuscinetti sono unificate dalla normativa ISO, per motivi di costo, qualità ed intercambiabilità. Alle serie di larghezze nei cuscinetti radiali corrispondono le serie di altezze nei cuscinetti assiali. CUSCINETTI ad ATTRITO VOLVENTE - March 14, 2005 Costruzione di Macchine Lt - a.a. 2004/ p. 4/33
5 Serie dimensionale ISO rulli conici Nomenclatura Serie ISO radiali Serie ISO rulli conici Le serie dimensionali derivano dalla gamma standard dell angolo di contatto α. CUSCINETTI ad ATTRITO VOLVENTE - March 14, 2005 Costruzione di Macchine Lt - a.a. 2004/ p. 5/33
6 Radiali Fabbricazione Orientabili Disallineamenti sedi Obliqui ad X O Rotelle Assiali CUSCINETTI ad ATTRITO VOLVENTE - March 14, 2005 Costruzione di Macchine Lt - a.a. 2004/ p. 6/33
7 Radiali Radiali Fabbricazione Orientabili Disallineamenti sedi Obliqui ad X O Rotelle Assiali (1) a una corona, (2) a due corone, (3) con taglio per l introduzione delle sfere. Semplici, non scomponibili, adatti per velocità elevate. La soluz. (3) sopporta carichi più elevati ma le velocità ammissibili sono inferiori. CUSCINETTI ad ATTRITO VOLVENTE - March 14, 2005 Costruzione di Macchine Lt - a.a. 2004/ p. 7/33
8 Radiali Fabbricazione Orientabili Disallineamenti sedi Obliqui ad X O Rotelle Assiali Si portano a contatto i due anelli e si inseriscono le sfere. Si riallineano gli assi degli anelli. Si inserisce lateralmente una semigabbia, equidistanziando le sfere. Si completa il montaggio collegando la seconda semigabbia tramite piolini ribaditi CUSCINETTI ad ATTRITO VOLVENTE - March 14, 2005 Costruzione di Macchine Lt - a.a. 2004/ p. 8/33
9 Processo di fabbricazione Radiali Fabbricazione Orientabili Disallineamenti sedi Obliqui ad X O Rotelle Assiali Anelli: grezzi: tubi, barre o semilavorati fucinati, laminati o stampati. tornitura. riscaldamento a 800 C, tempra in olio e rinvenimento. rettifica delle piste, delle spalle e delle superfici di accoppiamento con le sedi. lappatura delle piste. Elementi volventi: grezzo: filo di acciaio trafilato. tranciatura e stampaggio alla pressa rapida. sbavatura, rettifica e barilatura. tempra e rinvenimento. barilatura, rettifica e lappatura. CUSCINETTI ad ATTRITO VOLVENTE - March 14, 2005 Costruzione di Macchine Lt - a.a. 2004/ p. 9/33
10 Particolari costruttivi (Speluzzi Tessarotto) Radiali Fabbricazione Orientabili Disallineamenti sedi Obliqui ad X O Rotelle Assiali CUSCINETTI ad ATTRITO VOLVENTE - March 14, 2005 Costruzione di Macchine Lt - a.a. 2004/ p. 10/33
11 Orientabili Radiali Fabbricazione Orientabili Disallineamenti sedi Obliqui ad X O Rotelle Assiali (1) esecuzione base, (2) con tenute laterali, (3) con anello interno largo. (1)(2) Anello interno disponibile con foro cilindrico o conico (conicità 1:12). (3) Anello interno bloccato tramite viti o spine: facilmente smontabili. CUSCINETTI ad ATTRITO VOLVENTE - March 14, 2005 Costruzione di Macchine Lt - a.a. 2004/ p. 11/33
12 Recupero di eventuali disallineamenti Radiali Fabbricazione Orientabili Disallineamenti sedi Obliqui ad X O Rotelle Assiali I cuscinetti orientabili permettono il recupero dei disallineamenti delle sedi, che possono verificarsi ad opera di: inflessioni dell albero a causa del carico di lavoro. lavorazione non contemporanea delle sedi. albero in appoggio su sopporti distinti e lontani fra loro. CUSCINETTI ad ATTRITO VOLVENTE - March 14, 2005 Costruzione di Macchine Lt - a.a. 2004/ p. 12/33
13 Obliqui (1) a una corona, (2) a due corone, (3) a quattro contatti. Radiali Fabbricazione Orientabili Disallineamenti sedi Obliqui ad X O Rotelle Assiali La capacità di carico assiale dipende da α, angolo di contatto. (1) α = 12, 15, 25, 40, non scomponibili, elevato numero di sfere. (2) α = 32, anche con taglio sfera su una spalla. (3) α = 35, scomponibili, intagli di arresto sull anello esterno. CUSCINETTI ad ATTRITO VOLVENTE - March 14, 2005 Costruzione di Macchine Lt - a.a. 2004/ p. 13/33
14 ad O, montaggio ad X Radiali Fabbricazione Orientabili Disallineamenti sedi Obliqui ad X O Rotelle Assiali Il montaggio in opposizione di cuscinetti obliqui si può effettuare ad O oppure ad X. Si reggono carichi assiali in ambo i sensi, con un cuscinetto per volta. Nel montaggio ad O l appoggio è più stabile, ma il precarico diminuisce con la dilatazione termica dell albero. Nel montaggio ad X l appoggio è meno stabile ed il precarico aumenta con la dilatazione termica. CUSCINETTI ad ATTRITO VOLVENTE - March 14, 2005 Costruzione di Macchine Lt - a.a. 2004/ p. 14/33
15 Rotelle Sono caratterizzate da un anello esterno di forte spessore. Radiali Fabbricazione Orientabili Disallineamenti sedi Obliqui ad X O Rotelle Assiali Reggono carichi elevati e carichi d urto. Sono impiegate negli azionamenti a camme e nei sistemi di movimentazione di materiale. La fascia di rotolamento può essere piana o convessa. CUSCINETTI ad ATTRITO VOLVENTE - March 14, 2005 Costruzione di Macchine Lt - a.a. 2004/ p. 15/33
16 Assiali Radiali Fabbricazione Orientabili Disallineamenti sedi Obliqui ad X O Rotelle Assiali (1) A semplice effetto. (2) A doppio effetto. Sono sempre scomponibili. Non possono reggere alcun carico radiale. La ralla di appoggio può essere piana oppure sferica. CUSCINETTI ad ATTRITO VOLVENTE - March 14, 2005 Costruzione di Macchine Lt - a.a. 2004/ p. 16/33
17 Radiali cilindrici Radiali a rullini Conici ad X O Assiali CUSCINETTI ad ATTRITO VOLVENTE - March 14, 2005 Costruzione di Macchine Lt - a.a. 2004/ p. 17/33
18 Radiali cilindrici (1) con gabbia, (2) a pieno riempimento, (3) con rulli incrociati. Radiali cilindrici Radiali a rullini Conici ad X O Assiali Scomponibili, adatti per velocità elevate. Sopportano carichi elevati. (3) Capacità di carico radiale ed assiale. Compatti e rigidi. CUSCINETTI ad ATTRITO VOLVENTE - March 14, 2005 Costruzione di Macchine Lt - a.a. 2004/ p. 18/33
19 Particolari costruttivi (Speluzzi Tessarotto) Radiali cilindrici Radiali a rullini Conici ad X O Assiali CUSCINETTI ad ATTRITO VOLVENTE - March 14, 2005 Costruzione di Macchine Lt - a.a. 2004/ p. 19/33
20 Radiali a rullini Corpi volventi cilindrici ribassati. Radiali cilindrici Radiali a rullini Conici ad X O Assiali (1) con estremità aperte o (2) con una estremità chiusa. (3) con anello interno o (4) senza. Capacità di carico elevata con ingombri radiali ridotti. CUSCINETTI ad ATTRITO VOLVENTE - March 14, 2005 Costruzione di Macchine Lt - a.a. 2004/ p. 20/33
21 Conici Gli assi degli elementi volventi conici convergono sull asse del cuscinetto. Radiali cilindrici Radiali a rullini Conici ad X O Assiali Solitamente scomponibili, sono adatti per elevati carichi combinati radiali e assiali. La capacità di carico assiale dipende dall angolo di contatto α. CUSCINETTI ad ATTRITO VOLVENTE - March 14, 2005 Costruzione di Macchine Lt - a.a. 2004/ p. 21/33
22 Particolari costruttivi (Speluzzi Tessarotto) Radiali cilindrici Radiali a rullini Conici ad X O Assiali CUSCINETTI ad ATTRITO VOLVENTE - March 14, 2005 Costruzione di Macchine Lt - a.a. 2004/ p. 22/33
23 ad O, montaggio ad X Radiali cilindrici Radiali a rullini Conici ad X O Assiali Il montaggio in opposizione di cuscinetti obliqui si può effettuare ad O oppure ad X. Si reggono carichi assiali in ambo i sensi, con un cuscinetto per volta. Nel montaggio ad O l appoggio è più stabile, ma il precarico diminuisce con la dilatazione termica dell albero. Nel montaggio ad X l appoggio è meno stabile ed il precarico aumenta con la dilatazione termica. CUSCINETTI ad ATTRITO VOLVENTE - March 14, 2005 Costruzione di Macchine Lt - a.a. 2004/ p. 23/33
24 Assiali A rulli cilindrici (Sx), orientabili (Dx). Radiali cilindrici Radiali a rullini Conici ad X O Assiali Scomponibili, sono adatti per elevati carichi assiali. I cuscinetti a rulli cilindrici sono compatti e rigidi. I cuscinetti orientabili possono sopportare anche elevati carichi radiali. CUSCINETTI ad ATTRITO VOLVENTE - March 14, 2005 Costruzione di Macchine Lt - a.a. 2004/ p. 24/33
25 Bloccaggio assiale Esempi di montaggio Accoppiamento con sedi CUSCINETTI ad ATTRITO VOLVENTE - March 14, 2005 Costruzione di Macchine Lt - a.a. 2004/ p. 25/33
26 Esempi di bloccaggio assiale Bloccaggio assiale Esempi di montaggio Accoppiamento con sedi CUSCINETTI ad ATTRITO VOLVENTE - March 14, 2005 Costruzione di Macchine Lt - a.a. 2004/ p. 26/33
27 Esempi di montaggio Bloccaggio assiale Esempi di montaggio Accoppiamento con sedi cuscinetto sinistro bloccato assialmente. cuscinetto destro libero assialmente. CUSCINETTI ad ATTRITO VOLVENTE - March 14, 2005 Costruzione di Macchine Lt - a.a. 2004/ p. 27/33
28 Esempi di montaggio Bloccaggio assiale Esempi di montaggio Accoppiamento con sedi cuscinetto sinistro bloccato assialmente. cuscinetto destro libero assialmente. CUSCINETTI ad ATTRITO VOLVENTE - March 14, 2005 Costruzione di Macchine Lt - a.a. 2004/ p. 27/33
29 Esempi di montaggio Bloccaggio assiale Esempi di montaggio Accoppiamento con sedi cuscinetto sinistro bloccato assialmente. cuscinetto destro libero assialmente. CUSCINETTI ad ATTRITO VOLVENTE - March 14, 2005 Costruzione di Macchine Lt - a.a. 2004/ p. 27/33
30 Esempi di montaggio Bloccaggio assiale Esempi di montaggio Accoppiamento con sedi montaggio in opposizione ad X. CUSCINETTI ad ATTRITO VOLVENTE - March 14, 2005 Costruzione di Macchine Lt - a.a. 2004/ p. 27/33
31 Esempi di montaggio Bloccaggio assiale Esempi di montaggio Accoppiamento con sedi montaggio in opposizione ad O. registrazione con spessori pelabili tra flangia tappo e cassa. CUSCINETTI ad ATTRITO VOLVENTE - March 14, 2005 Costruzione di Macchine Lt - a.a. 2004/ p. 27/33
32 Esempi di montaggio Bloccaggio assiale Esempi di montaggio Accoppiamento con sedi montaggio in opposizione ad O. registrazione con pelabili nella sede del cuscinetto destro. CUSCINETTI ad ATTRITO VOLVENTE - March 14, 2005 Costruzione di Macchine Lt - a.a. 2004/ p. 27/33
33 Esempi di montaggio Bloccaggio assiale Esempi di montaggio Accoppiamento con sedi montaggio in opposizione ad O. registrazione con pelabili fra i cuscinetti. CUSCINETTI ad ATTRITO VOLVENTE - March 14, 2005 Costruzione di Macchine Lt - a.a. 2004/ p. 27/33
34 Esempi di montaggio Bloccaggio assiale Esempi di montaggio Accoppiamento con sedi montaggio di cuscinetti reggispinta a doppio effetto orientabili. le sedi sferiche possono essere ricavate direttamente sulla cassa. CUSCINETTI ad ATTRITO VOLVENTE - March 14, 2005 Costruzione di Macchine Lt - a.a. 2004/ p. 27/33
35 Esempi di montaggio Bloccaggio assiale Esempi di montaggio Accoppiamento con sedi Il cuscinetto di destra è libero assialmente mediante montaggio con gioco sull anello interno, che è fisso rispetto alla direzione del carico. CUSCINETTI ad ATTRITO VOLVENTE - March 14, 2005 Costruzione di Macchine Lt - a.a. 2004/ p. 27/33
36 Esempi di montaggio Bloccaggio assiale Esempi di montaggio Accoppiamento con sedi cuscinetto Y radiale a rulli orientabile al centro. reggispinta orientabili laterali. CUSCINETTI ad ATTRITO VOLVENTE - March 14, 2005 Costruzione di Macchine Lt - a.a. 2004/ p. 27/33
37 Sistema di accoppiamento con le sedi Posizione campo di tolleranza: anello est. φ est e s = 0 Bloccaggio assiale Esempi di montaggio Accoppiamento con sedi anello int. φ int E s = 0 ampiezza definita dalla precisione Tipologia di accoppiamento: preferibilmente per interferenza anello in rotazione rispetto al carico interferenza anello fisso rispetto al carico anche con gioco Fattori che ne condizionano l entità: intensità del carico condizioni termiche gioco interno del cuscinetto facilità di smontaggio materiale delle sedi CUSCINETTI ad ATTRITO VOLVENTE - March 14, 2005 Costruzione di Macchine Lt - a.a. 2004/ p. 28/33
38 Durata di base Correzione SKF Diagramma viscosità Diagramma a SKF Calcolo della Durata dei cuscinetti CUSCINETTI ad ATTRITO VOLVENTE - March 14, 2005 Costruzione di Macchine Lt - a.a. 2004/ p. 29/33
39 Formula della durata di base La formula si deve al lavoro di Palmgren del 1947 "Dynamic capacity of rolling bearings" Durata di base Correzione SKF Diagramma viscosità Diagramma a SKF L 10 = ( C F espressa in 10 6 giri al 10% di probabilità di guasto (R = 0.9). p = 3 per i cuscinetti a sfera e p = 10 3 per i cuscinetti a rulli. ) p CUSCINETTI ad ATTRITO VOLVENTE - March 14, 2005 Costruzione di Macchine Lt - a.a. 2004/ p. 30/33
40 Correzione SKF della durata Durata di base Correzione SKF Diagramma viscosità Diagramma a SKF espressa in 10 6 giri. L naa = a 1 a SKF ( C F La durata corretta L naa tiene conto: (a 1 ) dell affidabilità richiesta (a SKF ) della viscosità del lubrificante ν e del grado di contaminazione η c ) p a 1 = 1.5 ln(r) ln(0.9) L espressione di a 1, in funzione dell affidabilità R, deriva dall inversione della funzione densità di guasto cumulata di Weibull, con parametro di forma β = 1.5 CUSCINETTI ad ATTRITO VOLVENTE - March 14, 2005 Costruzione di Macchine Lt - a.a. 2004/ p. 31/33
41 Diagramma della viscosità teorica κ = ν ν 1 Durata di base Correzione SKF Diagramma viscosità Diagramma a SKF CUSCINETTI ad ATTRITO VOLVENTE - March 14, 2005 Costruzione di Macchine Lt - a.a. 2004/ p. 32/33
42 Diagramma del fattore correttivo a SKF Durata di base Correzione SKF Diagramma viscosità Diagramma a SKF CUSCINETTI ad ATTRITO VOLVENTE - March 14, 2005 Costruzione di Macchine Lt - a.a. 2004/ p. 33/33
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