Istituto Istruzione Superiore G. Boris Giuliano" Via Carducci, Piazza Armerina (En)

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1 Istituto Istruzione Superiore G. Boris Giuliano" Via Carducci, Piazza Armerina (En) Corso di Tecnologie Meccaniche e Applicazioni Anno scolastico Docente: Cuscinetti volventi

2 Cuscinetti a strisciamento e a rotolamento Le classi dei cuscinetti a strisciamento e a rotolamento possono essere confrontate elencando le caratteristiche per cui ciascuna tipologia prevale sull altra. Il cuscinetto radente o a strisciamento è un guscio cilindrico di forma differenziata che avvolge il perno di albero rotante ed è alloggiato in modo stabile nell'albero. È costruito con materiale diverso da quello dell'albero e consente la riduzione della forza di attrito entro limiti accettabili. Il bronzo è il materiale più usato, (da cui il nome di bronzine) perché in grado di sopportare carichi elevati in condizioni di scarsa lubrificazione. Cuscinetti a strisciamento o bronzine: - sono più silenziosi - assorbono meglio vibrazioni e urti - hanno minore ingombro radiale - hanno una maggiore facilità di montaggio - sono meno costosi 2

3 Cuscinetti radenti o a strisciamento 3

4 Cuscinetti volventi o a rotolamento Il cuscinetto volvente, detto anche cuscinetto a rotolamento, è un elemento posizionato tra il perno di albero e il supporto, nel quale il movimento relativo tra parte rotante (l albero) e parte fissa (supporto) viene facilitato dall'interposizione di elementi rotanti (sfere, rulli cilindrici, rulli conici o a botte). Rispetto ai cuscinetti radenti i cuscinetti volventi trasformano l'attrito radente in attrito volvente (rotolamento tra superfici), con il conseguimento dei seguenti vantaggi e svantaggi: vantaggi Attrito mediamente dieci volte più piccolo (fv = 0,001±0,002); Limitato attrito di primo distacco; Minore riscaldamento del cuscinetto; Facile e rapida intercambiabilità; Ridotta usura durante il funzionamento; Minore esigenze di rugosità superficiale dei perni; Minore ingombro assiale. svantaggi Necessità di tolleranze dimensionali e geometriche più strette; Maggiori problemi di montaggio; Maggior costo. 4

5 Cuscinetti volventi: classificazione 5

6 Cuscinetti volventi: classificazione In base all angolo che la congiungente i punti di contatto tra i corpi volventi e gli anelli forma con l asse, possono dividersi in tre categorie: RADIALI OBLIQUI ASSIALI 6

7 Cuscinetti volventi: tipi più comuni 7

8 Cuscinetti volventi: tipi più comuni 8

9 Cuscinetti volventi: tipi più comuni 9

10 Cuscinetti volventi: tipi più comuni Montaggio a X Nelle disposizioni a "X", le linee di carico convergono verso l'asse del cuscinetto. 10

11 Cuscinetti volventi: tipi più comuni Montaggio a O Nelle disposizioni ad "O", le linee di carico divergono verso l'asse del cuscinetto. 11

12 Cuscinetti volventi: tipi più comuni F 12

13 Cuscinetti volventi: tipi più comuni 13

14 Cuscinetti volventi: procedure di selezione e verifica I cuscinetti volventi rotanti sono organi meccanici sollecitati a fatica. Le dimensioni di un cuscinetto in fase di progetto vengono determinate sulla base dei carichi, della sua durata e della sua affidabilità, parametri che si possono riassumere nel concetto di CAPACITA' DI CARICO, che è tipica di ogni cuscinetto e viene espressa dal: - coefficiente di carico dinamico C; - coefficiente di carico statico Co; 14

15 Cuscinetti volventi: procedure di selezione e verifica Il coefficiente di carico dinamico C, viene utilizzato nei calcoli dei cuscinetti sollecitati dinamicamente, ed esprime il carico sul cuscinetto a cui corrisponde una durata di base di di giri; Il coefficiente di carico statico Co, viene utilizzato nei calcoli dei cuscinetti sollecitati staticamente (cioè che ruotano a velocità molto basse, o a restare fermi sotto carico), ed esprime il carico che produce sui corpi volventi e sulle piste una deformazione pari a 1/ del diametro del copro volvente stesso. 15

16 Cuscinetti volventi: procedure di selezione e verifica La durata del cuscinetto si esprime mediante il numero di milioni di giri L 10, o mediante le ore di funzionamento ad una velocità costante L 10h, che il cuscinetto può garantire prima che si danneggi. La durata di base è quella raggiunta o superata da almeno il 90% dei cuscinetti di quel campione; La durata di base L 10 in milioni di giri viene calcolata con il numero di giri n con la seguente formula: noto il carico C, o Co, si sceglie dai manuali il cuscinetto che abbia coefficiente di carico uguale o di poco superiore. 16

17 Calcolo dei cuscinetti volventi sollecitati dinamicamente Il calcolo dei cuscinetti sollecitati dinamicamente viene effettuato in base al coefficiente di carico dinamico C, calcolato con le seguenti formule: 17

18 Cuscinetti volventi: procedure di selezione e verifica Calcolo dei cuscinetti sollecitati dinamicamente 18

19 Calcolo dei cuscinetti volventi sollecitati dinamicamente Il carico dinamico equivalente P coincide con il carico gravante sul cuscinetto quando risulta costante in grandezza, direzione, verso e agisce radialmente su un cuscinetto radiale (P=F r ) oppure assialmente, in modo centrato, su un cuscinetto assiale (P=F a ). Nel caso di cuscinetti misti, quando cioè sono presenti simultaneamente carichi radiali e assiali occorre calcolare il carico dinamico equivalente P con la formula: 19

20 Cuscinetti volventi: procedure di selezione e verifica Calcolo dei cuscinetti sollecitati dinamicamente 20

21 Cuscinetti volventi: procedure di selezione e verifica Calcolo dei cuscinetti sollecitati dinamicamente 21

22 Calcolo dei cuscinetti volventi sollecitati staticamente Tale calcolo viene effettuato in funzione del coefficiente di carico statico C 0 : 22

23 Calcolo dei cuscinetti volventi sollecitati staticamente I coefficienti di sicurezza relativi al carico statico s 0 sono riportati nella tabella I2.10 e dipendono dal tipo di funzionamento. 23

24 Cuscinetti volventi: procedure di selezione e verifica Calcolo dei cuscinetti sollecitati dinamicamente 24

25 Calcolo dei cuscinetti sollecitati dinamicamente Se, per esempio, il diametro interno d=35 mm; considerando che C=31800 [N] dalla tabella si ricava il valore immediatamente superiore che vale C=33200 [N] a cui corrisponde il cuscinetto evidenziato. 25

26 Cuscinetti volventi: procedure di selezione e verifica 26

27 Cuscinetti volventi: procedure di selezione e verifica 27

28 Cuscinetti volventi: procedure di selezione e verifica 28

29 Cuscinetti volventi: procedure di selezione e verifica 29