Abbiamo già condiviso informazioni importanti sui tipi di danneggiamenti come i danneggiamenti da fatica o l’usura negli altri nostri capitoli. Qui parleremo di un altro tipo di danneggiamento: la deformazione plastica. La deformazione plastica può essere definita come una deformazione permanente causata dal superamento del limite di snervamento. Solitamente ciò avviene in due modi diversi:
- Sovraccarico
- Indentazione
Sovraccarico
Un sovraccarico si verifica quando la pressione hertziana nel contatto volvente supera la sollecitazione di contatto ammissibile. Anche un utilizzo improprio del cuscinetto volvente può provocare una deformazione plastica (ad esempio colpi diretti con un martello durante il montaggio). Errori di montaggio, dovuti principalmente a errori umani, non possono mai essere completamente esclusi. In pratica è consigliabile frequentare un corso di formazione sul montaggio presso un produttore di cuscinetti volventi, dove verrà spiegato come e con quale utensile è meglio montare un cuscinetto volvente. Il sovraccarico può verificarsi non solo con un cuscinetto fermo, ma anche durante il funzionamento dinamico. In questo caso può verificarsi una deformazione plastica a causa di un sovraccarico dinamico (vedi: coefficiente di carico dinamico C) o a seguito di urti.
Coefficiente di carico statico di base C0 e fattore di sicurezza statico S0
Il calcolo del fattore di sicurezza statico S0 rappresenta un fattore decisivo per prevenire deformazioni plastiche dovute alle condizioni operative. A seconda dell’applicazione, i produttori di cuscinetti volventi come NTN raccomandano determinati valori per il fattore di sicurezza statico S0. Raccomandazioni in merito sono riportate nei cataloghi dei produttori. Può essere calcolato utilizzando la seguente formula.
Formula 17:
S0 = C0 / P0
Formula 2 (vedi anche: calcolo della durata operativa del contributo):
P0 = X0 x Fr + Y0 x Fa
Il coefficiente di carico statico di base C0 è riportato nella tabella delle dimensioni dei cuscinetti nel catalogo del produttore. Si riferisce ad un limite di carico statico definito al quale si verifica un certo grado di deformazione permanente.
Il carico statico equivalente P0 può essere calcolato per i cuscinetti radiali utilizzando la seguente formula.
S0 = fattore di sicurezza statico
C0 = coefficiente di carico statico di base
P0 = carico statico equivalente
Indentazione
I corpi volventi possono rotolare su particelle che sono penetrate nel cuscinetto a causa di assenza di pulizia, manipolazione errata o dovute all’usura. Deformazioni plastiche si riscontrano sia sulle piste degli anelli dei cuscinetti, che sui corpi volventi (vedi figura).
Il materiale viene spostato dalla pista di rotolamento attraverso la penetrazione delle particelle nella superficie. Il corpo volvente che segue, rotola nuovamente su queste sporgenze. Se l’altezza del film lubrificante non è sufficiente, si verifica un contatto diretto tra la sporgenza e i corpi volventi. Inoltre, nelle sporgenze si verificano picchi di stress meccanico. Ciò porta all’affaticamento del materiale in questi punti e alla scagliatura della sporgenza. Il risultato è un danneggiamento da fatica. Il tutto può essere paragonato in modo più vivace ad un maratoneta (il cuscinetto a rulli) che ha un sasso (particella estranea) nella scarpa. Anche in questo caso il corridore si arrenderebbe presto.
La dimensione e la forma di questa deformazione plastica dipendono dal tipo, dalla dimensione e dalla durezza delle particelle. Si distingue tra particelle morbide, particelle di acciaio temprato e particelle dure e minerali. Nella tabella sono riportati esempi dei tre tipi di indentazione causati dalle particelle.
Tipo di particelle | Esempi |
Particelle morbide | Fibre, elastomeri/plastiche |
Particelle di acciaio indurito | Da ingranaggi o cuscinetti |
Particelle dure e minerali | Sabbia (silicato) |
Le particelle dure causano le ricalcature più grandi rispetto agli altri tipi.
Anche le particelle più piccole nella gamma µ hanno effetti gravi, per cui è necessaria la massima pulizia durante il montaggio e l’utilizzo dei cuscinetti volventi. Il lubrificante deve essere conservato correttamente e aperto solo prima dell’ingrassaggio. Una migliore tenuta può anche essere una soluzione per ridurre al minimo la contaminazione nel lubrificante.
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