In che modo i cuscinetti a sfera per scanalature profondi gestiscono il disallineamento tra alberi e alloggi?

Cuscinetti a sfera per scanalature profonde può tollerare una piccola quantità di disallineamento angolare, tra 2 e 3 gradi, senza problemi significativi. Questa tolleranza è dovuta alla capacità della palla di muoversi leggermente all'interno della pista durante la rotazione, il che aiuta a ospitare piccoli disallineamenti angolari tra l'albero e l'alloggiamento. Tuttavia, i cuscinetti a sfera di scanalature profonde non sono progettati per gestire disallineamenti più grandi. Poiché il disallineamento supera la tolleranza, il cuscinetto può iniziare a sperimentare stress indebiti, con conseguente distribuzione del carico irregolare, maggiore attrito e usura eccessiva.

I cuscinetti a sfera di scanalatura profonda sono progettati principalmente per gestire carichi radiali, con l'ulteriore vantaggio di supportare i carichi assiali in entrambe le direzioni. Quando si verifica disallineamento, anche all'interno dell'intervallo consentito, la distribuzione del carico attraverso il cuscinetto diventa irregolare. Ciò può causare sollecitazioni localizzate che compromettono le prestazioni del cuscinetto. Sebbene i cuscinetti a sfera di scanalature profonde possano ospitare un disallineamento leggero, qualsiasi carico assiale significativo derivante dal disallineamento può mettere una deformazione eccessiva sulle piste interne ed esterne del cuscinetto, riducendo la loro capacità di gestire efficacemente i carichi radiali e assiali. Nel tempo, la combinazione di disallineamento e carico può portare al degrado degli elementi rotolanti e delle superfici in pista.

La presenza di disallineamento può ridurre significativamente la durata di una sfera di sfera di scanalatura profonda. Il disallineamento fa sì che gli elementi rotolanti viaggino lungo percorsi irregolari all'interno della pista, il che porta all'usura irregolare. Questa usura irregolare provoca un aumento dell'attrito, che a sua volta genera calore e accelera la degradazione delle superfici dei cuscinetti. Il disallineamento prolungato aumenta il rischio di "slittamento delle palle", in cui le palline non rotolano senza intoppi lungo la pista ma invece scivolano, il che si traduce in un'usura e danni superficiali ancora maggiori. L'accumulo di calore e usura rende anche il cuscinetto più suscettibile alla corrosione, alla corrosione e al cracking superficiale. Il risultato è una vita operativa ridotta e un possibile fallimento prematuro del cuscinetto.

Il disallineamento tra l'albero e l'alloggiamento può anche contribuire al runout radiale e assiale, esacerbando ulteriormente i problemi di prestazione dei cuscinetti. Il runout radiale si riferisce alla variazione della posizione radiale dell'albero rispetto alla linea centrale del cuscinetto, che si traduce in una distribuzione del carico irregolare. Allo stesso modo, il runout assiale si riferisce a qualsiasi spostamento assiale dell'albero, che può causare carichi assiali irregolari sul cuscinetto. Il runout causato dal disallineamento può creare oscillazioni e vibrazioni all'interno del sistema, il che può causare rumore e aumentare ulteriormente lo stress sul cuscinetto. Queste vibrazioni non solo riducono l'efficienza del cuscinetto, ma contribuiscono anche all'usura meccanica, rendendo il sistema meno affidabile e più incline al fallimento.

Mentre i cuscinetti a sfera per scanalature profonde possono gestire un disallineamento minore, non sono ideali per applicazioni in cui si prevede che il disallineamento sia un problema frequente o significativo. In tali casi, i cuscinetti appositamente progettati per ospitare il disallineamento possono essere più adatti. Ad esempio, i cuscinetti a sfere auto-allineanti sono progettati con due file di palline e un anello interno che è sferico, consentendo un maggiore grado di disallineamento, fino a circa 5 gradi, senza influenza.

Il sistema di tenuta all'interno di un cuscinetto a sfera di scanalatura profonda svolge un ruolo importante nella protezione del cuscinetto dalla contaminazione, che può essere esacerbata dal disallineamento. Le foche sono in genere progettate per tenere fuori polvere, sporcizia e umidità, che possono accelerare l'usura e la corrosione. Tuttavia, l'eccessivo disallineamento può causare disallineamenti o sottoposti a carico irregolare, portando potenzialmente a deformazione del sigillo, usura prematura o perdite. Se i sigilli sono compromessi dal disallineamento, i contaminanti possono entrare nel cuscinetto, causando ulteriori danni agli elementi e alle racce.