I cuscinetti sono uno dei componenti più importanti del motore elettrico e ne esistono di diverse tipologie creati per diverse applicazioni. Essi sono anche il componete che essendo più soggetto ad usura si rompe più facilmente. Infatti, quando un motore non funziona più, la maggior parte delle volte, è a causa del loro malfunzionamento.
I componenti dei cuscinetti
- L’anello interno: è la parte del sistema che ruota e viene montato sull’albero, all’interno è presente un foro ed esternamente è presente una pista che prende la forma dal tipo di corpi volventi.
- Corpi volventi: essi hanno due funzioni. Da una parte è loro compito separare l’anello interno da quello esterno mentre dall’altra devono trasmettere il carico dalla parte mobile alla parte fissa del sistema. Esistono diverse tipologie di corpi volventi con diverse caratteristiche: le categorie principali sono a sfera e a rulli.
- L’anello esterno: esso viene montato in un alloggiamento sulla parte fissa del sistema
- La gabbia: essa può essere di metallo o bronzo e ha compito di evitare il contatto tra i corpi volventi, creare degli spazi in modo da facilitare l’immissione del lubrificante e trattenere i corpi volventi al loro posto in un cuscinetto smontabile.
- Tenute: sono montate nel caso si necessita una protezione da parte di agenti esterni come polveri che potrebbero compromettere il funzionamento dello stesso.
A che cosa servono?
I cuscinetti svolgono tre diversi compiti:
- Ridurre l’attrito: l’attrito si genera tra due parti rotanti, è di tipo radente ed è molto grave perché trasforma l’energia immessa in calore e quindi si ha un rendimento molto basso. Per ridurre questo attrito si mette un cuscinetto volvente tra le due parti rotanti. In questo modo si passa da un attrito radente ad un attrito di tipo volvente, così da aumentare il rendimento del sistema e quindi ridurre lo spreco di energia.
- Reggere i carichi: i cuscinetti sono usati anche per reggere i carichi di diverso tipo (radiali, assiali o anche combinati). Questi carichi si generano in base al tipo di applicazione che si vuole eseguire.
- Guidare le parti mobili: invece di dover creare un sistema rotativo, può esser necessario ottenere degli spostamenti su un asse: in questo caso si usano delle rotelle o dei cuscinetti a ricircolo di sfere che riducono l’attrito di strisciamento, creato dallo scorrimento di una boccola su un albero.
Tipologie di cuscinetti
In base al loro principio di funzionamento si possono dividere in due grandi categorie:
- Cuscinetti radenti
- Cuscinetti volventi
Cuscinetti radenti
I cuscinetti radenti non hanno parti in moto relativo e l’organo in movimento striscia direttamente sul cuscinetto ma grazie al suo basso coefficiente d’attrito, l’usura tra i due componenti è molto bassa.
I materiali che vengono principalmente utilizzati per la loro costruzione sono le leghe di bronzo e le leghe polimeriche e necessitano di costante o periodica lubrificazione che può essere eseguita manualmente oppure ad opera di sistemi automatici.
Tuttavia, alcuni cuscinetti radenti vengono chiamati auto-lubrificanti, perché non hanno bisogno di sostanze lubrificanti esterne. Questo perché hanno un’aggiunta di micro-goccioline di materiale lubrificante all’interno della lega con cui sono costruiti.
Cuscinetti volventi
I cuscinetti volventi, contrariamente ai precedenti, posseggono delle parti in moto relativo e si dividono a loro volta in:
- Cuscinetti a sfera
- Cuscinetti a rulli
Nella prima tipologia di cuscinetti l’elemento volvente principale sono le sfere ed essi possono lavorare ad alte velocità ma sopportano carichi solo fino ad un certo limite. Nella seconda tipologia, invece, l’elemento volvente principale sono i rulli e essi possono sopportare carichi molto elevati ma solo fino ad una certa velocità.
In funzione della tipologia di applicazione, possiamo distinguere:
- Cuscinetti radiali
- Cuscinetti assiali
I cuscinetti radiali sono progettati per ridurre l’attrito e resistere a carichi radiali, come alberi in rotazione intorno al proprio asse e soggetti a carichi. I cuscinetti assiali, invece, oltre alla riduzione dell’attrito, agiscono con contrasto alle forze che si esercitano lungo l’asse di rotazione dell’albero. Per questo sono detti anche cuscinetti reggispinta.
Ciascuna tipologia è pensata per una determinata applicazione e utilizzare i cuscinetti in applicazioni diverse porterà alla loro rottura. Quando sono necessari entrambi i tipi di carichi si possono utilizzare dei cuscinetti combinati che, grazie alla loro particolare realizzazione, possono sopportare sia carichi assiali che radiali.
Fonti:
https://www.bertosrl.com/approfondimenti/cuscinetti-volventi/
https://www.robotelettronica.it/cuscinetti-volventi-e-cuscinetti-radenti/
