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Considerazioni di progettazione

Verifica dello spostamento assiale

Il gioco interno effettivo può limitare lo spostamento assiale possibile. Il disallineamento riduce lo spostamento assiale possibile. Quindi, lo spostamento assiale effettivo deve essere verificato.

1. Determinare lo spostamento assiale richiesto

  • La dilatazione termica dell'albero può essere valutata con la formula
    sreq = α L ΔT
  • Se si devono considerare effetti supplementari, può essere necessario ricorrere alla simulazione o test avanzati.

2. Determinare il disallineamento massimo

  • Valutare il disallineamento β delle sedi alloggiamento in base a tolleranze specificate.
  • Se si devono considerare effetti supplementari, può essere necessario ricorrere alla simulazione o test avanzati.

3. Controllo dello spostamento assiale ammissibile

Controllare lo spostamento assiale ammissibile in entrambe le direzioni, in base al cuscinetto utilizzato:

  • cuscinetto aperto con gabbia (fig. 1)
  • cuscinetto a pieno riempimento con anello di ritenzione (fig. 2)
  • cuscinetto schermato (fig. 4)

sreq < s1 - β k1 B

o

sreq < s2 - β k1 B

Se sreq è troppo elevato, considerare il Montaggio a caldo.

4. Controllare il gioco interno

  • Determinare la riduzione del gioco causata dallo spostamento assiale.
    Clearance reduction caused by axial displacement
  • Determinare l'entità della riduzione del gioco causata da altri effetti e valutare il gioco residuo (→ Scelta del gioco interno iniziale).

Simboli

Blarghezza cuscinetto [mm]
Crosso
riduzione del gioco radiale in seguito a uno spostamento assiale da una posizione centrale [mm]
k1
fattore per il disallineamento (→ tabella di prodotto)
Llunghezza albero tra i cuscinetti [mm]
s1limite per la capacità di spostamento assiale nei cuscinetti con gabbia (fig. 1) o a pieno riempimento (fig. 2), in caso di allontanamento dall'anello di ritenzione [mm] (→ tabella di prodotto)
s2limite per la capacità di spostamento assiale nei cuscinetti schermati (fig. 3) e a pieno riempimento (fig. 2) in caso di avvicinamento rispettivamente alla tenuta o all'anello di ancoraggio [mm] (→ tabella di prodotto)
sreqSpostamento assiale richiesto dalla posizione centrale [mm]
αcoefficiente di dilatazione termica [°C-1]
= 12 x 10-6 per l'acciaio
βdisallineamento [°]
ΔTdifferenza di temperatura [°C]

Esempio di calcolo

Applicazione (fig. 4):
  • Cuscinetto C 3040
    - d = 200 mm
    - D = 310 mm
    - B = 82 mm
    - Gioco Normale: min. 170 μm
    - s1 = 15,2 mm
    - k1 = 0,123
    - k2 = 0,095
  • Lunghezza dell'albero L = 3.000 mm
  • Gamma di temperature per l'albero: da 20 a 90 °C (da 70 a 195 °F)
  • Disallineamento massimo: 0,46°

Verifica dello spostamento assiale:

  1. Spostamento assiale richiesto
    sreq = α L ΔT
    sreq = 12 x 10-6 x 3 000 x (90 - 20) = 2,5 mm
  2. Disallineamento massimo
    Potenza in ingresso: 0,46°
  3. Controllo dello spostamento assiale ammissibile
    sreq < s1 - β k1 B
    2,5 < 15,2 - 0,46 x 0,123 x 82 ≈ 10,5
    → okay
  4. Controllo del gioco interno
    Clearance reduction caused by axial displacement
    Calculation example
    Gioco interno minimo quando il cuscinetto è spostato
    170 - 7 = 163 μm

    Determinare la riduzione del gioco causata da altri effetti (ad es. accoppiamento con interferenza, differenza di temperatura tra anelli interno ed esterno) e valutare il gioco residuo (→ Scelta del gioco interno iniziale)
Spazio libero su ambo i lati del cuscinetto

Per consentire lo spostamento assiale dell’albero rispetto all'alloggiamento, è necessario garantire uno spazio libero sufficiente su entrambi i lati del cuscinetto come indicato in fig. 5. Il valore per le dimensioni di tale spazio si basa sui seguenti fattori:

  • il valore Ca (→ tabella di prodotto)
  • lo spostamento assiale previsto degli anelli del cuscinetto dalla posizione centrale durante l'esercizio
  • lo spostamento degli anelli causato dal disallineamento

Calcolo dello spazio libero richiesto su ambo i lati del cuscinetto

Careq = Ca + 0,5 (s + β k1 B)

dove

Blarghezza cuscinetto [mm]
Caampiezza minima richiesta per lo spazio su ambo lati del cuscinetto [mm] (→ tabella di prodotto)
Careqampiezza richiesta per lo spazio su ambo i lati del cuscinetto [mm]
k1fattore per il disallineamento (→ tabella di prodotto)
sspostamento assiale relativo degli anelli, ad esempio dilatazione termica dell'albero [mm]
βdisallineamento [°]
Montaggio a caldo

Se possono verificarsi variazioni della lunghezza dell’albero di notevole entità per effetto termico, l’anello interno può essere montato sfalsato rispetto a quello esterno fino al limite di spostamento assiale s1 o s2 (fig. 6) nella direzione opposta rispetto allo spostamento assiale previsto (fig. 7). Lo spostamento assiale ammissibile esteso si applica, ad esempio, nelle disposizioni di cuscinetti orientabili dei cilindri essiccatori delle macchine da carta.

Cuscinetti su bussola

I cuscinetti CARB con foro conico si possono montare con:

  • bussola di trazione su alberi lisci o a gradini (fig. 8 o fig. 9):
    • Le bussole di trazione vengono fornite complete di dispositivo di bloccaggio.
    • Scegliere gruppi bussola SKF idonei, per evitare che il dispositivo di bloccaggio interferisca con la gabbia (→ tabella di prodotto).
  • bussola di pressione su alberi a gradini (fig. 10)

Verificare accuratamente lo spostamento assiale, poiché potrebbe rivelarsi impossibile realizzare s1 (→ tabella di prodotto).

Per ulteriori informazioni sulle bussole, fare riferimento alla sezione Accessori per cuscinetti.

Supporti idonei per i diversi cuscinetti

Per la maggior parte dei cuscinetti CARB delle serie C 30, C 31, C 22 e C 23, sono disponibili supporti standard SKF.

Le due disposizioni più comuni quando si utilizzano supporti standard sono:

  • cuscinetti CARB con foro conico su bussola di trazione e albero liscio
  • cuscinetti CARB con foro cilindrico su albero a gradini

La gamma completa di supporti SKF è riportata nelle seguenti tabelle:

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