I cuscinetti a sfere autoallineanti sonocuscinetti radiali a doppia coronacon una pista sferica nell'anello esterno e due piste a gola continua nell'anello interno. Il centro di curvatura della pista dell'anello esterno coincide con il centro del cuscinetto. Questa geometria consente all'anello interno, al set di sfere e alla gabbia di ruotare liberamente attorno all'asse del cuscinettocompensare il disallineamento angolaresenza perdita di precisione di marcia.
Il design è destinato ad applicazioni in cui la flessione dell'albero, l'errore di montaggio o la distorsione dell'alloggiamento non possono essere completamente corretti durante l'assemblaggio. Rispetto ai cuscinetti a sfere a gola profonda ad una corona, cuscinetti a sfere autoallineantitollerare un maggiore disallineamento inizialee generare minori sollecitazioni marginali sugli elementi volventi. Sono comunemente usati comeCuscinetti industrialiin generale apparecchiature rotanti e compaiono anche inCuscinetti automobilisticiper azionamenti ausiliari eCuscinetto per motoassemblaggi dove sono richieste dimensioni compatte e tolleranza al disallineamento.
BMT fornisce tre serie principali di cuscinetti orientabili a sfere. La tabella seguente fornisce un confronto generale. Le dimensioni specifiche e i coefficienti di carico variano in base alla dimensione del foro e al tipo di gabbia.
ILSerie 1200 e 2200hanno una sezione trasversale dell'anello esterno più ampia rispetto alla serie 1300, che conferisce loro amaggiore capacità di caricoper una data noia. ILserie 1300è più compatto e viene spesso utilizzato dove lo spazio di installazione è limitato.
La funzione di autoallineamento deriva dapista sferica dell'anello esterno. Quando l'albero si inclina rispetto all'alloggiamento, il gruppo anello interno e sfera si allinea con l'albero mentre l'anello esterno rimane fisso. Ciò riduce lo stress interno causato dacaricamento sui bordiin cuscinetti rigidi a corona singola.
Le principali proprietà operative includono:
Compensazione del disallineamentofino a circa3 gradisotto carichi leggeri, con capacità ridotta ad angoli più elevati
Attrito inferiorerispetto ai cuscinetti a rulli cilindrici o a rulli conici comparabili in rotazione continua
Capacità di carico assiale moderatain entrambe le direzioni grazie alle due file di palline
Idoneità pervelocità relativamente elevatese utilizzato con lubrificazione e tipo di gabbia appropriati
L'angolo di disallineamento consentito dipende dall'entità del carico. A pieno carico radiale, l'angolo è generalmente ridotto aDa 1 a 1,5 gradi. Per condizioni statiche o a bassa velocità, un disallineamento fino a4 gradipuò essere accettabile, ma ciò dovrebbe essere confermato con i calcoli dell'applicazione.
Il materiale della gabbia influisceintervallo di temperatura, capacità di velocità e livello di rumore. La tabella seguente elenca le opzioni disponibili per i cuscinetti orientabili a sfere BMT.
| Tipo di gabbia | Materiale | Intervallo di temperatura | Caratteristiche principali |
|---|---|---|---|
| Acciaio stampato | Acciaio laminato a freddo | Da -40°C a +150°C | Opzione standard, buona resistenza, adatta alla maggior parte delle applicazioni industriali |
| Poliammide (PA66-GF25) | Poliammide rinforzata con fibra di vetro | Da -30°C a +120°C | Rumore più basso, peso più leggero, non adatto per ammoniaca o alte temperature |
| Ottone lavorato | Lega di ottone | Da -40°C a +250°C | Maggiore velocità e capacità di temperatura, costo più elevato, utilizzato per dimensioni più grandi o condizioni speciali |
Acciaio stampatoè la gabbia predefinita per i cuscinetti delle serie 1200 e 1300 di dimensioni normali.Gabbie in poliammidesono disponibili per diametri fino a circa60 mmdove la riduzione del rumore è una priorità.Gabbie in ottonesono specificati per cuscinetti più grandi o per applicazioni ad alta velocità e temperatura elevata.
I cuscinetti a sfere autoallineanti sono specificati per le apparecchiature in cuiil disallineamento non può essere evitato. Le applicazioni comuni includono:
In queste macchine, il cuscinetto è spesso montato in alloggiamenti saldati o imbullonati a strutture con precisione di lavorazione limitata. La funzione autoallineante impedisce che il cuscinetto diventi una fonte di cedimento precoce quando la struttura si flette sotto carico.
I cuscinetti orientabili a sfere BMT sono prodotti daacciaio al cromo ad alto tenore di carbonioequivalente aGCr15 o AISI 52100. Gli anelli vengono torniti da barra o tubo e trattati termicamente fino a raggiungere una durezza superficiale diHRC da 60 a 64. La pista di rotolamento dell'anello esterno sferico viene rettificata su un'apparecchiatura di rettifica sferica dedicata. Le piste dell'anello interno sono rettificate in un'unica configurazione per garantire il parallelismo e la posizione della scanalatura.
Su ogni lotto di produzione vengono eseguiti i seguenti controlli:
I registri sono mantenuti danumero di lotto. Se un cuscinetto viene restituito per l'analisi, il numero di lotto consente a BMT di tracciare il lotto del materiale, l'addebito del trattamento termico e i risultati dell'ispezione finale.
Quando si seleziona un cuscinetto a sfere autoallineante, è necessario fornire i seguenti parametri:
Sulla base di questi input, BMT può consigliare uno specificoserie, tipo di gabbia, configurazione della tenuta e gioco interno. Per condizioni di disallineamento elevato, il coefficiente di carico deve essere ridotto di conseguenza. Un metodo di calcolo semplificato utilizza un fattore di disallineamento che riduce il coefficiente di carico dinamico di base fino a50%all'angolo di disallineamento massimo.
La differenza principale è la larghezza dell'anello esterno e la capacità di carico. Le serie 1200 e 2200 hanno una sezione trasversale più ampia e possono sopportare carichi radiali più elevati per una data dimensione del foro. La serie 1300 ha un profilo più stretto e viene utilizzata dove lo spazio è limitato. L'angolo di disallineamento è simile in tutte e tre le serie.
In alcuni casi, sì. Se l'applicazione presenta deflessione dell'albero o disallineamento dell'alloggiamento, un cuscinetto autoallineante può migliorare la durata operativa. Tuttavia, la capacità di carico assiale di un cuscinetto autoallineante è inferiore a quella di un cuscinetto a sfere con gola profonda comparabile e l'anello esterno è più largo, il che potrebbe richiedere una modifica dell'alloggiamento. Una sostituzione diretta deve essere esaminata da un tecnico dell'applicazione.
Un disallineamento eccessivo fa sì che le sfere entrino in contatto con il bordo della pista, producendo stress elevato e affaticamento precoce. Il cuscinetto si surriscalda e diventa rumoroso prima del cedimento. Se il disallineamento misurato non rientra nell'intervallo consigliato, prendere in considerazione l'utilizzo di un cuscinetto orientabile a rulli o la correzione dell'allineamento dell'albero e dell'alloggiamento.
Il gioco normale C0 è adatto per accoppiamenti standard e velocità moderate. Per applicazioni con accoppiamento stretto dell'albero o temperatura operativa elevata, viene comunemente specificato C3. Il gioco deve essere verificato dopo il montaggio. Poiché i cuscinetti orientabili hanno un anello esterno sferico, il gioco può variare leggermente quando il cuscinetto viene premuto in un foro conico o su una bussola di trazione.
SÌ. Molti cuscinetti orientabili a sfere sono disponibili con foro conico per il montaggio di bussole di trazione. La conicità è solitamente 1:12. Le bussole di trazione vengono utilizzate su alberi lunghi o in applicazioni in cui il cuscinetto deve essere rimosso frequentemente. Il manicotto deve essere spinto verso l'alto finché il gioco interno radiale non viene ridotto del valore specificato nelle istruzioni di montaggio.
