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Dimensioni richieste per il cuscinetto

Ralle e boccole in materiale composito

Per determinare le dimensioni richieste per una boccola o ralla reggispinta in materiale composito occorre iniziare dalla durata teorica di base richiesta per l'applicazione. La durata teorica di base considera il tipo di macchina, le condizioni di esercizio e i requisiti per l'affidabilità della macchina in esercizio. Per determinare le dimensioni richieste per il cuscinetto si può utilizzare la procedura indicata di seguito: 

  1. Per ottenere il coefficiente di carico dinamico di base C, si può utilizzare, in prima approssimazione, un valore di riferimento per il rapporto di carico C/P = 2, dopodiché è possibile scegliere un cuscinetto idoneo dalle tabelle di prodotto. 
  2. Per verificare se la boccola o ralla reggispinta siano adatte per le condizioni di carico p e la velocità di strisciamento v previste, utilizzare i diagrammi pv:
    • per cuscinetti radenti in PTFE composito (diagramma 1)
    • per cuscinetti radenti in POM composito (diagramma 2)
  3. Il carico specifico sul cuscinetto p e la velocità di strisciamento v, richiesti per eseguire questa verifica, si possono calcolare come indicato nelle formule di seguito.
    • Se in base al diagramma pv si può utilizzare la formula per la durata teorica di base, procedere al punto 4.
    • Se il diagramma pv mostra che il campo pv è stato superato, si dovrà optare per un cuscinetto con una maggiore capacità di carico, oppure consultare il servizio di ingegneria dell'applicazione SKF.
  4. Calcolare la durata teorica di base (per la formula vedi di seguito, in alternativa XXXX ) e procedere come segue:
    • Se la durata teorica di base calcolata è inferiore a quella richiesta, si dovrà optare per uno snodo o terminale di maggiori dimensioni e ripetere i calcoli.
    • Se la durata teorica di base calcolata è superiore a quella richiesta, lo snodo o terminale scelto è idoneo per l'applicazione.
Per le boccole flangiate, verificare l'idoneità di boccola e flangia separatamente. Per calcolare il carico specifico della flangia, sostituire C con Ca nella formula precedente. I valori per Ca sono riportati nella tabella di prodotto.

Carico specifico sul cuscinetto

L'entità del carico specifico sullo snodo si può calcolare con la formula

p = K F/C

dove

p=carico specifico sul cuscinetto [N/mm2]
F=carico dinamico sul cuscinetto [kN]
C=coefficiente di carico dinamico di base [kN]
K=fattore relativo al carico specifico [N/mm2]
= 80 per materiale PTFE composito (suffisso E)
= 120 per materiale POM composito (suffisso M)

Velocità media di strisciamento

Se il movimento è costante, la velocità media di strisciamento si può calcolare con la formula

v = 5,82×10-7 d β f

dove

v=velocità di strisciamento, [m/s]
d=diametro di strisciamento [mm]
= diametro foro per boccole
= 0,5 (d + D1) per la flangia di boccole flangiate
= 0,5 (d + D) o dimensione Ja per ralle reggispinta
f=frequenza di oscillazione [min-1] o velocità di rotazione [giri/min]
β=semiangolo di oscillazione (fig. 1) [gradi, °], per rotazione β = 90°

Calcolo della durata teorica di base

Molti fattori influenzano la durata dei cuscinetti radenti, tra cui carico, velocità di strisciamento, temperatura di esercizio e ruvidezza superficiale della controfaccia di strisciamento dello strato in materiale composito, per citarne alcuni. Per questi motivi, i calcoli sono solo approssimativi.
La maggior parte dei cuscinetti raggiunge, e spesso supera, i valori ottenuti con le formule per la durata teorica di base. Ciò stato confermato mediante test di laboratorio e da applicazioni effettive.
La durata teorica di base per i cuscinetti radenti in PTFE e POM composito di SKF si può calcolare con la formula:

Gh = c1 c2 c3 c4 c5 KM/(p v)n

Esecuzione del calcolo

I valori limite per il prodotto (p v) in questo calcolo della durata sono i seguenti:

  • Materiali a base di PTFE: se p v < 0,025, si deve utilizzare 0,025
  • Materiali a base di POM: se p v < 0,1, si deve utilizzare 0,1

dove
Gh=durata di esercizio [ore di esercizio]
c1=fattore di carico (diagramma 3)
c2=fattore di velocità (diagramma 4)
c3=fattore di temperatura (diagramma 5)
c4=fattore di ruvidezza superficiale (diagramma 6)
c5=fattore per il tipo di carico
= 1 per carico stazionario (ovvero la zona sotto carico è sempre nella stessa posizione sulla circonferenza del cuscinetto)
= 1,5 per carico rotante (ovvero la zona sotto carico si muove sulla circonferenza del cuscinetto)
KM=fattore che dipende dal tipo di materiale e cuscinetto
= 480 per boccole in PTFE composito
= 300 per ralle reggispinta in PTFE composito
= 1.900 per boccole e ralle reggispinta in POM composito
p=carico specifico sul cuscinetto [N/mm2]
v=velocità di strisciamento, [m/s]
n=esponente
= 1 per materiali a base di PTFE
= 1 per materiali a base di POM, se p v ≤ 1
= 3 per materiali a base di POM, se p v > 1


Boccole e strisce in bronzo, poliammide e con fibre avvolte

I carichi, sollecitazioni e velocità di strisciamento non devono superare i valori ammissibili indicati nelle corrispondenti sezioni dedicate ai dati sui cuscinetti:

Inoltre, nel caso delle boccole con fibre avvolte (serie PWM), il diagramma 7 indica le combinazione pv ammissibili di carico specifico sul cuscinetto e velocità di strisciamento per questo materiale per boccole. Se i valori per il carico specifico sul cuscinetto e la velocità di strisciamento sono al di sotto della curva in questo diagramma pv, il cuscinetto è idoneo per l'applicazione. In condizioni vantaggiose, possono essere idonei anche i campi di esercizio al di sopra della curva. In questo caso, rivolgetevi al servizio di ingegneria dell'applicazione di SKF.

Il carico specifico sul cuscinetto p e la velocità di strisciamento v, richiesti per eseguire queste verifiche, si possono calcolare come indicato nelle formule di seguito.

Carico specifico sul cuscinetto

L'entità del carico specifico sullo snodo si può calcolare con la formula

p = F/A

dove

p=carico specifico sul cuscinetto [N/mm2]
F=carico sul cuscinetto [N]
A=sezione trasversale che sopporta il carico [mm2]
= d (B - 2) per boccole con fibre avvolte (fig. 2)
= d B per boccole in bronzo e poliammide
= (D/2)2 - (d/2)2 Π per ralle reggispinta


Velocità media di strisciamento

Se il movimento è costante, la velocità media di strisciamento si può calcolare con la formula

v = 5,82×10-7 d β f

dove

v=velocità di strisciamento, [m/s]
d=diametro di strisciamento [mm]
= diametro foro per boccole
= 0,5 (d + D1) per la flangia di boccole flangiate
= 0,5 (d + D) o dimensione Ja per ralle reggispinta
f=frequenza di oscillazione [min-1] o velocità di rotazione [giri/min]
β=semiangolo di oscillazione (fig. 1) [gradi, °], per rotazione β = 90°


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