Avete già dato un’occhiata al nostro capitolo sulla struttura e funzione? Vi siete forse chiesti di cosa sono effettivamente fatti i cuscinetti volventi. Qui troverete alcune risposte a queste domande e ulteriori informazioni generali sulla loro produzione.
Materiali: corpi volventi e anelli dei cuscinetti
Nella maggior parte dei casi, sia i corpi volventi che gli anelli dei cuscinetti sono fabbricati in acciaio per cuscinetti, standardizzato secondo la denominazione 100Cr6. L’acciaio utilizzato deve essere di elevata purezza e contenere solo minime inclusioni metalliche. Un altro requisito importante è che il materiale deve essere in grado di supportare carichi elevati. Questo è l’unico modo per garantire che i cuscinetti mantengano precisione e accuratezza di rotazione elevate. I materiali utilizzati per gli anelli e i corpi volventi devono anch’essi presentare una durezza elevata dopo la lavorazione. Devono inoltre essere caratterizzati da una buona resistenza alla fatica e all’usura da rotolamento, nonché da una sufficiente precisione dimensionale. In NTN si utilizza l’acciaio giapponese per cuscinetti volventi denominato “SUJ2” (equivalente a 100Cr6).
Oggi i corpi volventi possono anche essere fabbricati in ceramica, un materiale che offre diversi vantaggi. Ad esempio, i corpi volventi in ceramica sono più leggeri di quelli in acciaio, il che comporta una riduzione delle forze centrifughe e quindi una maggiore efficienza energetica. Vengono utilizzati con velocità molto elevate e sono anche adatti a temperature di esercizio basse ed estremamente elevate. Un altro vantaggio dei corpi volventi in ceramica è che impediscono il passaggio di corrente attraverso il cuscinetto poiché non sono elettricamente conduttivi. Gli anelli dei cuscinetti possono anch’essi essere fabbricati in ceramica, ma in casi molto rari e solo se necessario per applicazioni speciali con temperature estreme.
Materiali: gabbia
Le gabbie devono essere sufficientemente resistenti per poter assorbire le vibrazioni e i carichi d’urto. Inoltre, i materiali delle gabbie devono avere un basso coefficiente di attrito, un peso ridotto ed essere in grado di resistere alle temperature generate dal cuscinetto. I cuscinetti volventi di piccole e medie dimensioni sono generalmente dotati di gabbie in lamiera d’acciaio, mentre i cuscinetti di grandi dimensioni tendono ad essere dotati di gabbie massicce, per lo più in ottone. Rispetto alle gabbie in lamiera d’acciaio, le gabbie in ottone sono adatte a forti vibrazioni e possono supportare carichi maggiori durante l’accelerazione e la decelerazione dei corpi volventi. Infine, esistono anche gabbie in plastica, adatte a forti vibrazioni e caratterizzate da attrito, temperatura e livello di rumorosità complessivamente bassi.
| Materiale della gabbia | Vantaggi e svantaggi |
| Lamiera d’acciaio | Vantaggi: non limita la temperatura d’esercizio del cuscinetto, economicamente conveniente Svantaggi: idoneità limitata ad applicazioni vibranti |
| Ottone | Vantaggi: nessuna limitazione di temperatura, adatto per applicazioni vibranti, buona resistenza ad accelerazioni estreme Svantaggi: costoso |
| Plastica | Vantaggi: flessibile e adatta a forti vibrazioni, temperature e livello di rumorosità ridotti, basso attrito Svantaggi: temperatura d’esercizio limitata |
Qui troverete una panoramica dei vantaggi e svantaggi dei tre materiali per gabbie.
Produzione di anelli per cuscinetti
Oltre ai materiali utilizzati nella produzione dei cuscinetti volventi, è interessante anche il processo con il quale sono fabbricati. Per gli anelli dei cuscinetti si utilizzano materie prime sotto forma di tubi o barre, che vengono prima lavorati o formati. Durante la lavorazione, gli anelli sono torniti a freddo grossolanamente e finemente con un utensile da taglio. La formatura si divide in forgiatura e laminazione. Durante la forgiatura, un pezzo grezzo precedentemente riscaldato viene rimodellato. Il materiale, ancora caldo, viene poi ulteriormente modellato durante il processo di laminazione ruotandolo con l’ausilio di uno strumento di formatura. Dopo la lavorazione dell’acciaio a forma di anello utilizzando uno dei due metodi, gli anelli vengono prima riscaldati alla temperatura di trasformazione di fase nel processo di austenitizzazione. Successivamente gli anelli vengono temprati con l’obiettivo di raggiungere la durezza desiderata. Nella terza fase, durante il rinvenimento, l’acciaio viene nuovamente riscaldato per ridurre le tensioni residue che si sono sviluppate nel materiale. Per ottenere la geometria finale, gli anelli dei cuscinetti vengono ulteriormente rettificati in modo da portare i diametri degli stessi alla dimensione desiderata, e che le piste dei cuscinetti siano perfettamente lavorate.
Produzione dei corpi volventi
Come materia prima per i corpi volventi viene utilizzato l’acciaio sotto forma di barre tonde. Il pezzo grezzo è tagliato alla misura desiderata, pressato, punzonato e imbutito prima di essere modellato in forma rotonda con l’ausilio di una fresatrice a sfera. I corpi volventi sono anch’essi sottoposti allo stesso trattamento termico dell’anello interno e dell’anello esterno. La geometria delle sfere viene poi migliorata attraverso rettifica in più fasi di lavorazione. Nella fase finale della lavorazione, i corpi volventi vengono ispezionati, selezionati e conservati.
Produzione delle gabbie
Il processo di produzione delle gabbie utilizzando come esempio una gabbia in lamiera d’acciaio, può essere descritto come segue: innanzitutto un nastro di lamiera d’acciaio viene perforato e sagomato così da creare delle tasche per i corpi volventi. La gabbia è composta da due metà, che vengono successivamente unite mediante saldatura a punti o rivettatura. Dopo che le sfere sono state inserite e posizionate tra gli anelli del cuscinetto, è possibile inserire la gabbia e unire le due metà.
| Materiali | Componenti | Vantaggi e svantaggi |
| Acciaio | Anelli dei cuscinetti, corpi volventi | Vantaggi: resiste a carichi elevati e agli urti, poco soggetto a rotture, più silenzioso della ceramica Svantaggi: peso elevato e velocità limite piuttosto basse, non adatto a temperature superiori a 120°C come standard senza trattamento termico speciale |
| Ceramica | Anelli dei cuscinetti, corpi volventi | Vantaggi: più leggero dell’acciaio e velocità limite più elevate, adatto all’utilizzo ad alte e basse temperature Svantaggi: meno tollerante ai carichi elevati e agli urti, maggiore livello di rumorosità rispetto all’acciaio, relativamente costoso |
Qui potrete consultare i tipi di applicazioni nonché vantaggi e svantaggi dell’acciaio e della ceramica.
Qui troverete una panoramica delle singole fasi del processo di produzione dei cuscinetti volventi standard.
Ulteriori informazioni su conoscenzacuscinetti.it
Ora è chiaro di cosa sono fatti i cuscinetti volventi e come sono fabbricati. Per saperne di più, informazioni sui diversi tipi di cuscinetti volventi, sulla scelta del cuscinetto corretto o sul processo di montaggio dei cuscinetti sono disponibili su conoscenzacuscinetti.it.
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