Caratteristiche dei cuscinetti radiali rigidi a sfere
Nella sua forma attuale, il cuscinetto rigido a sfere esiste da circa 150 anni – sebbene sottoposto a qualche ottimizzazione. Inoltre questa serie non è solo una delle tipologie più antiche tra i cuscinetti volventi, ma anche quella più comune e questi cuscinetti sono quindi, per così dire, i “classici” tra i cuscinetti volventi. Possono essere utilizzati in un’ampia varietà di applicazioni: vengono installati ad esempio nei motori elettrici, nei piccoli riduttori e negli azionamenti dei PC. È quindi molto probabile che si possa già entrare in contatto con questa tipologia di cuscinetti durante gli studi, la formazione o la carriera.
I cuscinetti radiali rigidi a sfere sono cuscinetti non separabili, con piste scavate sugli anelli, adatti a supportare carichi sia radiali che assiali da entrambe le direzioni. Di conseguenza, possono supportare anche carichi complessi come quelli risultanti dalla combinazione di forze radiali e assiali. Quando le sfere vengono utilizzate come corpi volventi, entrano in contatto puntuale con le superfici delle piste di rotolamento. Nel contatto volvente, ad ogni rotolamento viene sollecitata soltanto una piccola area, ossia viene generata solo una piccola quantità di calore. I cuscinetti radiali rigidi a sfere sono quindi particolarmente adatti per applicazioni con velocità elevate. Inoltre, questi cuscinetti possono essere lubrificati con grasso o olio. Ultimo ma non meno importante, sono disponibili in molte dimensioni e progettazioni. Uno svantaggio caratteristico dei cuscinetti a sfere, invece, è la capacità di carico limitata a causa del contatto puntuale dei corpi volventi. Inoltre, i cuscinetti radiali rigidi a sfere sono sensibili ai carichi d’urto e possono avere una durata operativa prevista relativamente bassa.
I cuscinetti radiali rigidi a sfere sono sempre riconoscibili dal numero di codice 6. Possono essere suddivisi in otto diverse serie dimensionali. La serie dimensionale è identificata dalla seconda (o terza per 160) cifra della designazione del cuscinetto e indica in ciascun caso la serie di larghezza e diametro del cuscinetto. Indipendentemente dalla serie dimensionale, di solito le gabbie per le dimensioni più piccole sono realizzate in lamiera d’acciaio, salvo diversa indicazione. Per alcune serie di cuscinetti radiali rigidi a sfere (in particolare per i cuscinetti di grandi dimensioni e i cuscinetti per alte velocità), vengono utilizzate principalmente gabbie massicce. Per inciso, esistono regole fisse per la pronuncia delle designazioni dei cuscinetti: ad esempio, un cuscinetto rigido a sfere con il numero di codice 6307 si pronuncia “sessantatré zero sette”.
| Serie di cuscinetti | Gabbia in lamiera d’acciaio | Gabbia massiccia in ottone |
| 67 | 6700-6706 | —– |
| 68 | 6800-6834 | 6836-68/600 |
| 69 | 6900-6934 | 6936-69/500 |
| 160 | 16001-16052 | 16056-16072 |
| 60 | 6000-6052 | 6056-6084 |
| 62 | 6200-6244 | —– |
| 63 | 6300-6344 | —– |
| 64 | 6403-6416 | —– |
In NTN, i cuscinetti radiali rigidi a sfere delle serie 68, 69, 160 e 60 sono dotati di serie di una gabbia massiccia in ottone per le dimensioni più grandi.
Reggispinta (assiale) rigido a sfere
Un sottogruppo di cuscinetti radiali rigidi a sfere è composto dai reggispinta radiali rigidi a sfere. Per quanto riguarda la loro progettazione, il vantaggio è che essi sono autobloccanti e sono costituiti da più parti (una rondella-albero, una rondella-alloggiamento e una gabbia con sfere), consentendo di installare le parti separatamente. La rondella-albero ha un foro rettificato; al contrario, il foro della rondella-alloggiamento è più grande e tornito. Entrambe le rondelle sono inoltre dotate di piste per i corpi volventi, dette anche scanalature di scorrimento. Come nel caso dei cuscinetti radiali rigidi a sfere convenzionali, in questi cuscinetti vengono spesso installate gabbie in lamiera d’acciaio. Tuttavia, è possibile utilizzare anche altri materiali per le gabbie. I cuscinetti rigidi assiali a sfere devono scorrere radialmente.
Come si può intuire dal nome, questi cuscinetti possono supportare solo carichi assiali. A seconda della progettazione, queste forze assiali possono agire su uno o entrambi i lati, ma i cuscinetti non sono in grado di supportare carichi radiali. In termini di progettazione, i cuscinetti rigidi assiali a sfere bidirezionali presentano una o due differenze rispetto ai cuscinetti monodirezionali. Sebbene ci sia una rondella per l’albero, sono presenti due rondelle per l’alloggiamento e le gabbie a sfere, che possono guidare l’albero su entrambi i lati.
I cuscinetti rigidi assiali a sfere hanno solitamente un angolo di contatto di 90° e differiscono dai cuscinetti radiali rigidi a sfere standard in quanto il precarico assiale è necessario per prevenire lo slittamento tra i corpi volventi e le piste. I cuscinetti con rondella-alloggiamento con diametro esterno sferico sono sostanzialmente in grado di compensare i disallineamenti che si verificano tra l’albero e l’alloggiamento. A differenza dei cuscinetti radiali a sfere, i cuscinetti rigidi assiali a sfere non sono adatti per applicazioni con velocità elevate.
Tenuta stagna dei cuscinetti radiali rigidi a sfere
In questo contesto sono importanti anche alcune nozioni di base in merito alle guarnizioni di tenuta. È utile sapere che per fissare una tenuta, l’anello interno prevede una scanalatura a forma di V. La tenuta è fissata sul lato opposto, cioè sull’anello esterno, e si estende fino alla scanalatura. La progettazione della guarnizione di tenuta definisce se e in che misura, questa tocca l’anello interno in corrispondenza della scanalatura. Durante la rotazione del cuscinetto e grazie all’effetto associato della forza centrifuga, la scanalatura favorisce il mantenimento dello sporco all’esterno. Il grasso all’interno del cuscinetto, invece, viene convogliato più verso l’interno.
Informazioni più dettagliate sono disponibili nel nostro capitolo sulle guarnizioni di tenuta.
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