Anche se a volte vengono genericamente denominati cuscinetti “antifrizione”, c’è una piccola quantità di attrito o resistenza alla rotazione in ogni cuscinetto a sfere ea rulli. Le fonti di questo attrito sono: leggera deformazione degli elementi volventi e delle piste sotto carico, attrito radente degli elementi volventi contro la gabbia e le superfici di guida. Diversi tipi di cuscinetti, a causa del loro design interno, producono quantità leggermente diverse di attrito interno.
Lubrificazione
Un fattore che contribuisce all’attrito interno del cuscinetto è il lubrificante, il grasso o l’olio che viene continuamente spinto da parte mentre gli elementi volventi circolano intorno alle piste. Un lubrificante adeguato ridurrà l’attrito tra le superfici di scorrimento interne dei componenti dei cuscinetti e ridurrà o impedirà il contatto metallo-metallo degli elementi volventi con le loro piste. Una corretta lubrificazione riduce l’usura e previene la corrosione, assicurando una lunga durata dei cuscinetti.
La lubrificazione, in particolare l’olio circolante, rimuoverà anche il calore dal cuscinetto. Sono subito disponibili due tipi base di lubrificanti per cuscinetti: olio e grasso. Il primo è abbastanza semplice da capire come un liquido a flusso libero, mentre il secondo è un po ‘più complesso. Per essere un lubrificante, tutti i grassi hanno olio che viene trascinato in una base ispessita. Questa base dà l’impressione che il grasso sia un tipo di olio più viscoso; tuttavia, è l’olio nel grasso che fa l’effettiva lubrificazione. Ogni tipo di lubrificante ha i suoi vantaggi e svantaggi e viene selezionato in base alla natura dell’applicazione.
Ogni produttore di un lubrificante può fornire una scheda delle specifiche per ciascuno dei suoi prodotti e ogni scheda avrà un elenco di circa 20 proprietà e valori relativi al lubrificante. La proprietà più importante di qualsiasi lubrificante per cuscinetti a rotolamento è la viscosità dell’olio. Se il foglio delle specifiche è per un olio, i valori di viscosità saranno per l’olio. Se si tratta di un grasso, dovrebbe fare riferimento a “Viscosità dell’olio di base” o un altro termine simile, a seconda del produttore. Di solito, quattro valori di viscosità sono mostrati come segue:
cSt @ 40 ° C (104 ° F) Unità SI
cSt @ 100 ° C (212 ° F) Unità SI
SUS @ 100 ° F (38 ° C) Unità imperiali
SUS @ 210 ° F (99 ° C) Unità imperiali
È importante selezionare un lubrificante che fornisca una viscosità minima accettabile alla temperatura di esercizio del cuscinetto, che di solito sarà compresa tra le temperature di riferimento più basse e più alte sopra indicate.
Tipicamente, i numeri di viscosità dell’olio diminuiscono rapidamente con l’aumentare della temperatura. Spesso, l’esperienza precedente con una macchina simile esistente indicherà un lubrificante accettabile. I test interni di un prototipo o della prima macchina possono indicare le temperature di esercizio. La maggior parte delle macchine utilizza un lubrificante selezionato per soddisfare la domanda più severa di un componente della macchina come un cuscinetto, un ingranaggio e così via.
Se per un’applicazione è necessario un calcolo più accurato dell’attrito del cuscinetto che tenga conto degli effetti della velocità e della lubrificazione, contattare il produttore. Più importante per il progettista dell’attrezzatura della forza di attrito è la quantità di coppia di attrito che deve essere superata.
Fattori di frequenza delle vibrazioni
Sempre più produttori e utenti finali utilizzano l’analisi vibrazionale per monitorare il funzionamento delle proprie apparecchiature per rilevare l’insorgenza di guasti ai componenti. I principali sospetti sono i cuscinetti e gli ingranaggi, due componenti soggetti alle sollecitazioni più elevate durante il funzionamento.
Tuttavia, anche altri componenti della macchina soggetti a sollecitazioni cicliche possono deteriorarsi e alla fine guastarsi. C’è spesso una finestra di opportunità tra il deterioramento e il guasto completo quando il componente della macchina annuncia la sua condizione con un aumento del livello di vibrazioni o rumore. Un aumento del livello di vibrazione può influire sulla qualità del prodotto prodotto, ma il valore più grande del monitoraggio vibrazionale è il preallarme di un guasto imminente.
Ciò consente agli operatori dell’impianto di programmare un orario di spegnimento conveniente e agli addetti alla manutenzione di pianificare in modo efficiente la procedura di rimozione e sostituzione. Un altro vantaggio di avere la preconoscenza del guasto imminente del componente è quello di essere in grado di rimuovere il componente prima del guasto totale, impedendo così a pezzi del componente guasto di entrare e danneggiare altri componenti.
Un cuscinetto, come un ingranaggio o un altro componente della macchina, può prevedibilmente generare un impulso la cui frequenza è direttamente correlata al numero di giri in ingresso della macchina. Quando lo spettro di un monitoraggio delle vibrazioni indica un’ampiezza superiore al normale ad una certa frequenza, l’analisi procede per far corrispondere questa frequenza con il componente della macchina che potrebbe produrre questa frequenza, identificando così la causa ed eliminando altri componenti dalla considerazione.
I produttori e gli utenti delle apparecchiature dovrebbero essere consapevoli delle frequenze fondamentali che ogni componente della macchina può produrre e conservare tutti questi valori a scopo di riferimento.
