Vi siete mai chiesti in che modo il più piccolo spazio in una macchina può rendere o distruggere le sue prestazioni? Questo articolo analizza il gioco dei cuscinetti, uno spazio piccolo ma cruciale che influisce sulla durata, la temperatura, la rumorosità e le vibrazioni di una macchina. Scoprite come la comprensione dei giochi radiali e assiali possa ottimizzare l'efficienza e la durata dei vostri macchinari.
Il gioco del cuscinetto, noto anche come gioco del cuscinetto, si riferisce al movimento radiale o assiale di un cuscinetto prima che venga installato su un albero o in un alloggiamento. Un anello del cuscinetto è fissato e il cuscinetto può muoversi verso il lato non fissato.
Questo movimento è tipicamente classificato in gioco radiale e gioco assiale. Il gioco operativo di un cuscinetto durante il suo utilizzo influenza in modo significativo la durata di vita, l'aumento di temperatura, la rumorosità e le caratteristiche di vibrazione.
Quando un cuscinetto che sostiene un carico radiale non è precaricato, il suo gioco radiale G è definito come la distanza radiale media prodotta quando l'anello esterno, in assenza di condizioni di carico esterno, si sposta dalla posizione limite eccentrica di un lato alla posizione estrema opposta.
Per un cuscinetto in grado di sopportare un carico assiale bidirezionale e non precaricato, il suo gioco assiale interno G è definito come la distanza assiale media prodotta quando un anello, in assenza di condizioni di carico esterno, si sposta dalla posizione limite assiale di un lato alla posizione estrema opposta.
Tolleranza ammessa per il collo dell'albero rotondità
| Albero lavorato ex novo | Albero vecchio non lavorato | ||||
| Diametro del cuscinetto (mm) | Alta velocità oltre i 1000 giri/min. | Bassa velocità inferiore a 1000 giri/min | Diametro del cuscinetto (mm) | Alta velocità oltre i 1000 giri/min. | Bassa velocità inferiore a 1000 giri/min |
| 50~70 | 0.01 | 0.03 | 50~70 | 0.03 | 0.05 |
| 70~150 | 0.02 | 0.04 | 70~150 | 0.04 | 0.06 |
Valore massimo di usura ammissibile per i cuscinetti volventi
| Diametro del cuscinetto (mm) | Gioco radiale (mm) | Gioco assiale (mm) |
| Under 30 | 4D/1000 | 0.2 |
| Da 35 a 70 | 3.5D/1000 | 0.3 |
| Dal 75 al 100 | 3D/1000 | 0.3 |
| Sopra il 100 | Non superiore allo 0,3 | 0.3 |
Nota: D - Diametro interno del cuscinetto o diametro del collo dell'albero
Standard per il gioco radiale originale dei cuscinetti nuovi
| Diametro nominale del cuscinetto (mm) | Cuscinetti a rulli sferici a fila singola (filettature) | Cuscinetti a rulli cilindrici corti a fila singola (filettature) | Cuscinetto a rulli sferici a due corone (filettature) | Applicare il carico radiale (in MPa) durante la misurazione. | Il valore di usura consentito dopo l'uso è (in filetti). | ||||
| Superare | A | Minimo | Massimo | Minimo | Massimo | Minimo | Massimo | ||
| 18 | 24 | 1.0 | 2.4 | 0.5 | 10 | ||||
| 24 | 30 | 1.0 | 2.4 | 0.5 | |||||
| 30 | 40 | 1.2 | 2.6 | 1.0 | 20 | ||||
| 40 | 50 | 1.2 | 2.9 | 2.0 | 5.5 | 1.0 | |||
| 50 | 65 | 1.3 | 3.3 | 2.5 | 6.5 | 1.0 | 20 | ||
| 65 | 80 | 1.4 | 3.4 | 3.0 | 7.0 | 5.0 | 8.0 | 1.0 | |
| 80 | 100 | 1.6 | 4.0 | 3.5 | 8.0 | 6.0 | 10.0 | 1.0 | |
| 100 | 120 | 2.0 | 4.6 | 4.0 | 9.0 | 1.5 | |||
| 120 | 140 | 2.3 | 5.3 | 4.5 | 10.0 | 1.5 | 30 | ||
Il movimento massimo di un anello di un cuscinetto volvente fissato e l'altro anello in grado di muoversi in direzione radiale o assiale è il gioco del cuscinetto volvente. Nella maggior parte dei casi, maggiore è il gioco radiale del cuscinetto, maggiore è il gioco assiale.
In base allo stato del cuscinetto, il gioco può essere suddiviso in: gioco originale, gioco di installazione e gioco di funzionamento.
Il gioco di montaggio influisce direttamente sul normale funzionamento dei cuscinetti volventi.
Un gioco troppo piccolo può portare a un aumento della temperatura dei cuscinetti volventi o addirittura a un blocco del corpo volvente; se il gioco è troppo grande, può causare vibrazioni significative nell'apparecchiatura e generare molto rumore.
Liquidazione originale:
Si tratta del gioco quando il cuscinetto è in uno stato libero prima dell'installazione, generalmente determinato durante la lavorazione e il montaggio.
Spazio di installazione:
Noto anche come gioco di accoppiamento, è il gioco quando il cuscinetto è assemblato con l'albero o la sede del cuscinetto, ma non ha ancora iniziato a funzionare. Il gioco di montaggio è solitamente inferiore al gioco originale, principalmente perché l'anello interno del cuscinetto si espande o l'anello esterno si riduce dopo il montaggio.
Autorizzazione al lavoro:
Si tratta del gioco quando il cuscinetto è in funzione. Durante il funzionamento, il cuscinetto riduce il gioco a causa dell'aumento della temperatura e dell'espansione termica dell'anello interno e aumenta il gioco a causa della deformazione elastica della posizione di contatto del corpo volvente e della pista di rotolamento sotto carico.
Norme di riferimento per il montaggio dei cuscinetti del motore
| Tipo di cuscinetto | Diametro interno del cuscinetto e metodo di montaggio dell'albero con tolleranza | |||||
| Diametro interno nominale del cuscinetto (mm) | Tolleranza consentita sul diametro interno del cuscinetto (millimetri) | Tolleranza ammissibile dell'albero (millimetri) | Metodo di adattamento | Valore di interferenza del collo dell'albero e dell'anello interno del cuscinetto (differenza tra il diametro dell'albero e il diametro interno effettivo del cuscinetto) (millimetri) | ||
| Superare | A | |||||
| Cuscinetto radiale a una corona di sfere | <18 | 0-1.00 | 0.2 | gb | +1~+2 | |
| 18 | 30 | 0-1.00 | 0.2 | gb | +1~+2 | |
| 30 | 50 | 0-1.20 | 1 | gb | +2~+3 | |
| 50 | 80 | 0-1.50 | 1.2 | gb | +2~+3 | |
| 80 | 120 | 0-2.00 | 1.3 | gb | +3~+5 | |
| 120 | 180 | 0-2.5 | +1.9（+2.8）+0.3（+1.2） | gb | +4~+7 | |
| Cuscinetti a rulli cilindrici a una corona | 30 | 50 | 0-1.20 | 2.9 | gb | +1~+3 |
| 50 | 80 | 0-1.50 | 3.4 | gb | +2~+4 | |
| 80 | 120 | 0-2.00 | +2.8（+3.5）+1.2（+1.2） | gb | +4~+6 | |
| 120 | 180 | 0-2.5 | 9.2 | gb | +4~+7 | |
| Cuscinetto sferico a due corone di rulli | gb | |||||
| Diametro esterno del cuscinetto e metodo di montaggio del coperchio terminale dell'alloggiamento con tolleranza | |||||
| Diametro esterno nominale del cuscinetto | Tolleranza consentita sul diametro esterno del cuscinetto (millimetri) | Tolleranza consentita del tappo terminale dell'alloggiamento (millimetri) | Metodo di adattamento | Gioco tra l'anello esterno del cuscinetto e il foro della calotta terminale dell'alloggiamento (millimetri) | |
| Superare | A | ||||
| 18 | 30 | 0-0.90 | 0.9 | Gd | 0~3 |
| 30 | 50 | 0-1.10 | 1 | Gd | 0~3 |
| 50 | 80 | 0-1.30 | 1 | Gd | 0~3 |
| 80 | 120 | 0-1.50 | 1.1 | Gd | 0~3 |
| 120 | 160 | 0-2.50 | 1.3 | Gd | 0~3 |
| 180 | 260 | 0-3.50 | 1.2 | Gd | 0~3 |
| 260 | 315 | 0-3.50 | 1.7 | Gd | 0~3 |
| 80 | 120 | 0-1.5 | 1.1 | Gd | 0~3 |
| 120 | 180 | 0-2.5 | 1.3 | Gd | 0~3 |
| 180 | 260 | 0-3.5 | 1.4 | Gd | 0~3 |
| 260 | 315 | 0-3.5 | 1.7 | Gd | 0~3 |
| 120 | 180 | 0-2.5 | +2.7（+2.7）-1.4（0） | Gd | 0~3 |
Selezione del gioco radiale:
Il gioco radiale di un cuscinetto deve essere scelto in base alle condizioni specifiche; un cuscinetto più piccolo non è necessariamente migliore. Il gioco radiale dei cuscinetti volventi è suddiviso in cinque gruppi. Il gruppo 0 è il gruppo di gioco radiale di base standard.
I cuscinetti del Gruppo 0 sono comunemente utilizzati in condizioni operative generali, a temperature convenzionali e con frequenti accoppiamenti per interferenza. I cuscinetti con giochi radiali più ampi sono adatti a condizioni operative speciali, come alte temperature, alte velocità, bassa rumorosità e basso attrito. I cuscinetti con giochi radiali ancora più ampi sono adatti per cuscinetti di precisione per mandrini e usi simili.
| Gioco assiale dei cuscinetti a sfera a gola profonda | ||||||
| Ga=0,4w√ GrDw | （C3） | |||||
| Diametro interno nominale (d）) | 0.4 | Gr | Dw | (Radice quadrata) | Ga | Gamma |
| ≤30 | 0.4 | 8 | 3.5 | 0.08 | 0.032 | 0.02-0.05 |
| >30~50 | 0.4 | 27 | 4 | 0.1 | 0.04 | 0.03-0.06 |
| >50~80 | 0.4 | 38 | 5 | 0.14 | 0.056 | 0.05-0.08 |
| >80~100 | 0.4 | 51 | 7 | 0.19 | 0.076 | 0.07-0.10 |
| >100~120 | 0.4 | 61 | 8.5 | 0.23 | 0.092 | 0.09-0.12 |
| >120~140 | 0.4 | 68.5 | 9 | 0.25 | 0.1 | 0.10-0.14 |
Selezione del gioco assiale:
Per i cuscinetti radiali rigidi a sfere e i cuscinetti a rulli conici, quando sono montati faccia a faccia o schiena a schiena, il gioco interno o il precarico richiede tipicamente la posizione assiale di un manicotto per essere determinato, e si devono considerare le prestazioni e i requisiti di funzionamento della configurazione del cuscinetto.
Il gioco assiale e il gioco radiale di questi tipi di cuscinetti di solito devono soddisfare solo uno di questi valori.
La scelta del gioco radiale per i cuscinetti volventi è fondamentale, in quanto è uno dei fattori critici che determinano il corretto funzionamento dei cuscinetti.
La scelta corretta del gioco radiale può garantire una distribuzione ragionevole dei carichi tra i corpi volventi del cuscinetto. Può limitare lo spostamento assiale e radiale dell'albero (o dell'alloggiamento), garantire la precisione di rotazione dell'albero e consentire il funzionamento del cuscinetto a determinate temperature, riducendo al contempo vibrazioni e rumorosità. Ciò è vantaggioso per migliorare la durata dei cuscinetti.
La differenza tra il gioco teorico e il gioco generato dall'interferenza dell'alloggiamento o dell'albero con il cuscinetto dopo la dilatazione o il ritiro del collare è definita "gioco di montaggio".
Sommando o sottraendo le variazioni dimensionali accumulate a causa delle variazioni termiche all'interno del cuscinetto, si parla di "gioco operativo".
Il gioco operativo si riferisce al gioco esistente quando il cuscinetto è montato su una macchina e viene sottoposto a carico e rotazione. Il gioco effettivo più la deformazione elastica generata dai carichi del cuscinetto è noto come "gioco operativo".
Come mostrato nella Figura 2, il cuscinetto ha la vita a fatica più lunga quando il gioco operativo è marginalmente negativo. Tuttavia, all'aumentare del gioco negativo, la durata a fatica del cuscinetto diminuisce notevolmente.
Pertanto, quando si seleziona il gioco per i cuscinetti, è generalmente opportuno avere un valore leggermente positivo o nullo per il gioco operativo.
Quando si sceglie il gioco radiale per i cuscinetti, si devono prendere in considerazione i seguenti fattori:
In base all'esperienza, il gioco operativo ottimale per i cuscinetti a sfere è prossimo allo zero, mentre i cuscinetti a rulli dovrebbero mantenere un piccolo gioco operativo.
Nei componenti che richiedono una buona rigidità di supporto, i cuscinetti possono consentire un certo precarico.
In condizioni di lavoro normali, si raccomanda di scegliere innanzitutto il componente di base per ottenere un gioco operativo adeguato per il cuscinetto. Se il componente di base non soddisfa i requisiti, è necessario scegliere un componente ausiliario.
Il componente ausiliario a grande gioco radiale è adatto ai cuscinetti con accoppiamento per interferenza tra il cuscinetto e l'albero o l'alloggiamento. Il componente ausiliario con gioco radiale ridotto è adatto per applicazioni che richiedono un'elevata precisione di rotazione, un controllo rigoroso dello spostamento assiale dell'alloggiamento e la riduzione di rumore e vibrazioni.
Inoltre, per migliorare la rigidità del cuscinetto o per ridurre la rumorosità, il gioco operativo dovrebbe essere ulteriormente ridotto, mentre per tenere conto del forte aumento della temperatura del cuscinetto, il gioco operativo dovrebbe essere ulteriormente aumentato. È necessario condurre un'analisi specifica in base alle condizioni di utilizzo.
In qualità di fondatore di MachineMFG, ho dedicato oltre un decennio della mia carriera al settore della lavorazione dei metalli. La mia vasta esperienza mi ha permesso di diventare un esperto nei campi della fabbricazione di lamiere, della lavorazione, dell'ingegneria meccanica e delle macchine utensili per metalli. Penso, leggo e scrivo costantemente su questi argomenti, cercando di essere sempre all'avanguardia nel mio campo. Lasciate che le mie conoscenze e la mia esperienza siano una risorsa per la vostra azienda.
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