A unità del blocco cuscino è un gruppo di cuscinetti montato costituito da un alloggiamento, generalmente in ghisa, acciaio stampato o materiale termoplastico, che supporta un cuscinetto a elementi volventi e lo fissa a una superficie di montaggio piana parallela all'albero. Le unità ritto sono una delle configurazioni di cuscinetti montati più utilizzate nei macchinari industriali perché consentono di supportare un albero rotante indipendentemente dal foro interno della macchina, semplificando l'installazione, l'allineamento e la futura manutenzione o sostituzione.
Progettazione e costruzione di base
Un'unità ritto è costituita da due componenti principali: il alloggiamento , che si fissa al telaio della macchina attraverso i fori di montaggio su entrambi i lati del foro del cuscinetto, e il portante stesso , che è installato all'interno di una sede sferica all'interno dell'alloggiamento. Questa interfaccia sferica è ciò che consente alla maggior parte delle unità del supporto di autoallinearsi di alcuni gradi, compensando piccoli disallineamenti dell'albero o errori di installazione dell'alloggiamento senza trasferire tale sollecitazione agli elementi volventi.
Il cuscinetto è fissato all'albero utilizzando un meccanismo di bloccaggio (più comunemente viti di fissaggio o un collare di bloccaggio eccentrico) e il gruppo è generalmente sigillato con guarnizioni a contatto o a labirinto per tenere lontani i contaminanti e far entrare il grasso. Un ingrassatore (raccordo zerk) sulla parte superiore dell'alloggiamento consente la rilubrificazione periodica senza smontare l'unità.
Tipi di unità supporto cuscino per tipo di cuscinetto
Il tipo di cuscinetto interno utilizzato in un'unità cuscinetto ne determina la capacità di carico, la velocità nominale e l'idoneità al carico radiale rispetto a quello combinato.
| Tipo di cuscinetto | Capacità di carico | Applicazione tipica |
|---|---|---|
| Cuscinetto a sfere (tipo con inserto) | Radiale da leggera a moderata, spinta leggera | Trasportatori, ventilatori, attrezzature per l'industria leggera |
| Cuscinetto orientabile a rulli | Spinta radiale pesante e moderata | Trasportatori pesanti, attività mineraria, movimentazione materiali |
| Cuscinetto a rulli conici | Carichi combinati radiali e di spinta elevati | Alberi di macchinari pesanti sottoposti a carico combinato |
| Cuscinetto a rulli cilindrici | Spinta radiale elevata e minima | Alberi ad alta velocità con carico prevalentemente radiale |
Supporti con cuscinetti orientabili a rulli sono la scelta standard per le applicazioni industriali pesanti perché la loro geometria interna consente l'autoallineamento continuo anche sotto carico significativo, mentre le unità cuscinetto a sfere con inserto standard sono più adatte a carichi più leggeri dove il costo e la semplicità sono la priorità.
Materiali dell'alloggiamento e quando utilizzarli
Il materiale dell'alloggiamento influisce sulla robustezza, sul peso, sulla resistenza alla corrosione e sui costi e deve essere adeguato sia ai requisiti di carico che all'ambiente operativo.
- Ghisa: Il materiale standard per uso industriale generale, che offre elevata resistenza, buon smorzamento delle vibrazioni e lunga durata
- Acciaio stampato: Un'opzione più leggera e a basso costo, adatta per applicazioni leggere dove non è richiesta un'elevata capacità di carico
- Termoplastico (polimero): Resistente alla corrosione e antiruggine, comunemente utilizzato negli ambienti di lavorazione alimentare, lavaggio o esposizione chimica
- Acciaio inossidabile: Selezionato per la massima resistenza alla corrosione in ambienti industriali, marini o alimentari altamente corrosivi
Nello specifico nella lavorazione di alimenti e bevande, custodie in materiale termoplastico o acciaio inossidabile sono generalmente richiesti dagli standard igienici, poiché gli alloggiamenti in ghisa possono corrodersi in caso di frequenti lavaggi con detergenti caustici, introducendo il rischio di contaminazione nel tempo.
Meccanismi di bloccaggio: vite di fermo, collare eccentrico e manicotto adattatore
Il modo in cui il cuscinetto è fissato all'albero influisce sia sulla velocità di installazione che sulla capacità dell'unità di resistere alle vibrazioni o all'inversione dei carichi.
Confronto dei tipi di chiusura
- Bloccaggio della vite di fermo: Installazione rapida, ideale per rotazione unidirezionale e carichi da bassi a moderati
- Bloccaggio del collare eccentrico: Presa superiore per l'inversione di carichi e ambienti ricchi di vibrazioni, resiste all'allentamento meglio delle viti di fissaggio
- Bloccaggio del manicotto dell'adattatore: Fornisce una forza di bloccaggio concentrica e uniforme, preferita per diametri di alberi più grandi e carichi più pesanti
Le viti di fissaggio devono essere periodicamente serrate nuovamente durante i primi giorni di funzionamento, poiché possono arretrare sotto le vibrazioni, un comune punto di cedimento precoce che i design del collare eccentrico e del manicotto adattatore in gran parte evitano a causa della loro azione di incuneamento o di bloccaggio uniforme.
Valutazioni di carico e dimensionamento
Le unità del supporto di supporto sono dimensionate principalmente in base al diametro del foro dell'albero, ma la capacità di carico effettiva dipende dal tipo di cuscinetto interno e dal design dell'alloggiamento, non solo dalla dimensione del foro.
| Gamma di dimensioni del foro | Tipo con cuscinetto a sfere (carico dinamico) | Tipo a rulli sferici (carico dinamico) |
|---|---|---|
| 1 pollice/25 mm | ~ 9.500 libbre | ~22.000 libbre |
| 2 pollici / 50 mm | ~ 14.000 libbre | ~ 48.000 libbre |
| 3 pollici / 75 mm | ~ 19.000 libbre | ~ 85.000 libbre |
| 4 pollici/100 mm | N/A (tipicamente solo rullo) | ~ 130.000 libbre |
Queste cifre sono approssimative e variano a seconda del produttore, quindi confermare sempre i coefficienti di carico dinamico e statico specifici elencati nel catalogo del produttore piuttosto che fare affidamento solo sulla dimensione del foro, poiché due unità con lo stesso foro possono avere capacità di carico significativamente diverse a seconda del design interno del cuscinetto.
Applicazioni tipiche in tutti i settori
Le unità ritto vengono utilizzate ovunque un albero rotante orizzontale necessiti di un supporto indipendente all'esterno dell'alloggiamento principale della macchina.
- Sistemi di trasporto: Supporto di alberi di trasmissione e di rinvio nelle linee di movimentazione e imballaggio dei materiali
- Macchine agricole: Coclee, mietitrebbie e attrezzature per la movimentazione del grano che richiedono resistenza alla polvere e all'umidità
- Estrazione e lavorazione degli aggregati: Supporti a rulli sferici per carichi pesanti che supportano gli alberi di frantoi e apparecchiature di vagliatura
- Sistemi HVAC: Supporto dell'albero del ventilatore e del ventilatore nelle unità di trattamento dell'aria
- Lavorazione di alimenti e bevande: Unità in materiale termoplastico o in acciaio inossidabile su miscelatori, trasportatori e apparecchiature resistenti al lavaggio
Nelle applicazioni minerarie e di aggregazione, le unità dei supporti spesso operano sotto carichi d'urto pesanti e continui, ecco perché unità cuscinetto orientabili a rulli in alloggiamenti in ghisa o ghisa duttile rappresentano lo standard quasi universale e offrono la combinazione di capacità di carico e durata che le unità con cuscinetto a sfere più leggere non possono eguagliare.
Come selezionare l'unità giusta del supporto cuscino
Per scegliere l'unità cuscinetto giusta è necessario valutare insieme il carico, la velocità, l'ambiente e i vincoli di montaggio, anziché selezionare solo in base alla dimensione del foro.
Lista di controllo della selezione
- Confermare che il diametro dell'albero corrisponda alla dimensione del foro richiesta
- Calcolare i carichi radiali e di spinta previsti, compreso il carico d'urto, per selezionare un tipo di cuscinetto con classificazione adeguata
- Determinare la velocità operativa (RPM) e verificare che rientri nel limite di velocità nominale del cuscinetto
- Scegli il meccanismo di bloccaggio in base allo schema di rotazione: vite di fissaggio per collare unidirezionale, eccentrico o manicotto adattatore per inversione o carichi pesanti
- Seleziona il materiale dell'alloggiamento in base all'ambiente: ghisa per uso generale, materiale termoplastico o acciaio inossidabile per ambienti resistenti al lavaggio o corrosivi
- Specificare il tipo di tenuta in base all'esposizione alla contaminazione: tenute standard per interni, tenute a labirinto o a triplo labbro per condizioni esterne polverose o umide
Ad esempio, un trasportatore di imballaggi per carichi leggeri che opera in ambienti chiusi potrebbe utilizzare a Supporto in ghisa con cuscinetto a sfere e bloccaggio a vite , mentre un albero frantoio per rocce in un impianto di aggregati richiederebbe a Supporto in ghisa per carichi pesanti con cuscinetto orientabile a rulli e bloccaggio della manica dell'adattatore per resistere a carichi d'urto continui.
Migliori pratiche di installazione e manutenzione
Una corretta installazione e un programma di manutenzione coerente sono i fattori più importanti per raggiungere la durata operativa prevista di un'unità ritto.
- Assicurarsi che le superfici di montaggio siano piatte e correttamente allineate prima di fissare l'alloggiamento con i bulloni, anche se il cuscinetto stesso può autoallinearsi di alcuni gradi
- Stringere i bulloni di montaggio e i meccanismi di bloccaggio ai valori di coppia specificati dal produttore
- Ricontrollare il serraggio delle viti di fissaggio dopo il primo 24-48 ore di funzionamento, poiché l'assestamento iniziale può allentare la connessione
- Seguire un intervallo di rilubrificazione programmato, generalmente ogni 500 ore in ambienti sporchi o ad alta contaminazione e fino a Dalle 2.000 alle 5.000 ore in ambienti interni puliti e a bassa velocità
- Ispezionare regolarmente le guarnizioni per verificare l'eventuale presenza di usura o crepe, poiché il guasto delle guarnizioni è in genere il primo stadio che porta alla contaminazione e all'eventuale guasto dei cuscinetti
