I cuscinetti volventi, come altri componenti meccanici, incontrano problemi come l’usura. L’usura descrive la progressiva rimozione di materiale dalle superfici ed è causata da due superfici di contatto che agiscono una sull’altra durante il funzionamento.
Nei cuscinetti volventi, il termine “usura” può riferirsi a vari componenti come superfici usurate delle piste di rotolamento, gabbie, bordini di guida, corpi volventi e guarnizioni. Una superficie usurata, ad esempio, è solitamente caratterizzata da graffi e maggiore ruvidità. Spesso si sente dire che i cuscinetti delle rispettive macchine possono diventare sempre più rumorosi con il passare del tempo e che le vibrazioni diventano più forti. Una possibile causa potrebbe essere un cuscinetto a rulli usurato. Per determinare queste cause, si utilizzano dispositivi di misurazione delle vibrazioni per identificare frequenze specifiche di rotolamento o danneggiamenti statici sul cuscinetto.
Motivi dello sviluppo dell'usura
Analogamente alla formazione di crepe e fratture, si può affermare che l’insorgenza dell’usura può essere ricondotta a diversi fattori scatenanti. Le possibili cause possono essere errori di lubrificazione (ad esempio lubrificante insufficiente o eccessivo oppure viscosità selezionata in modo errato). Una conseguenza di una lubrificazione insufficiente è l’attrito misto. L’aumento dell’attrito provoca un aumento della temperatura nel cuscinetto volvente, del livello di rumorosità e delle vibrazioni. Altre cause di un cuscinetto usurato possono essere, ad esempio, le condizioni operative (sovraccarico, vibrazioni esterne, eccessive variazioni di carico) o errori di montaggio (inceppamenti, fissaggio inadeguato, scelta errata della tolleranza e dell’accoppiamento).
Usura abrasiva
L’usura può essere differenziata in due tipi: abrasiva e adesiva. L’usura abrasiva si verifica con la presenza di particelle dure. In questo caso, le particelle sfregano contro un’altra superficie. Durante il processo, il materiale viene rimosso dalla superficie, danneggiandola sempre di più. Va notato che questa superficie appare sempre più opaca se esposta a particelle più grandi, ma tende ad apparire lucida se esposta a particelle fini. Nell’usura abrasiva, il numero di particelle nel cuscinetto volvente solitamente aumenta progressivamente prima che si verifichi il cedimento definitivo del cuscinetto.
Usura adesiva
L’usura adesiva è caratterizzata dal trasferimento di materiale da una superficie all’altra. È importante notare che l’energia per questo processo è generata dallo scorrimento tra le parti in movimento. Le analisi sulla superficie di un cuscinetto usurato mostrano che la superficie si brunisce o si formano nuove zone di indurimento. Entrambi i casi portano a concentrazioni di stress locali e comportano un aumento del rischio di fessurazioni o scheggiature nell’area di contatto. Nei libri, questo viene generalmente definito “sbavatura” o “grippaggio”. Entrambi i termini descrivono lo stesso meccanismo di cedimento. Si possono distinguere solo in base al modello di cedimento o, in altre parole, la sbavatura diventa un grippaggio.
L’usura adesiva può essere osservata molto spesso nei cuscinetti a rulli cilindrici e orientabili a rulli di grandi dimensioni che vengono caricati solo leggermente. Entrando nella zona di carico, poiché i corpi volventi vengono accelerati alla velocità cinematica, il film lubrificante di separazione può rompersi e può verificarsi una breve saldatura delle superfici. Tuttavia, questa connessione viene nuovamente interrotta nel momento successivo. Dopo un certo tempo di funzionamento, ciò può provocare danneggiamenti ai cuscinetti.
Inoltre, i movimenti relativi tra anello interno e albero o tra anello esterno e alloggiamento possono portare ad usura adesiva. Il motivo è lo “strisciamento” degli anelli, ad esempio a causa dei diametri leggermente diversi dei rispettivi componenti o anche se gli anelli dei cuscinetti hanno un accoppiamento troppo lasco.
Prevenzione dell'usura
Esistono diversi modi per prevenire la potenziale usura dei cuscinetti volventi:
- Lubrificazione corretta (quantità, metodo e qualità del lubrificante)
- Condizioni operative adeguate (allineamento, vibrazioni, controllo del carico)
- Controllo dell’assemblaggio (installazione, fissaggio del cuscinetto, scelta dell’accoppiamento)
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