Misurazione dell'usura dei cuscinetti volventi

Misurazione dell'usura dei cuscinetti volventi

Che cosa è il cuscinetto orientabile

Cuscinetto di rotazione, noto anche come cuscinetto di orientamento o cuscinetto di ralla, è un cuscinetto rotante di grande diametro, progettato con precisione per supportare carichi combinati – assiali (spinta), radiali e momenti di ribaltamento – simultaneamente, consentendo al contempo una rotazione controllata tra i componenti della macchina. È costituito da robusti anelli interno ed esterno con piste di rotolamento temprate contenenti elementi volventi (sfere, rulli cilindrici, rulli conici o rulli incrociati). I denti degli ingranaggi integrati (interni o esterni) sono spesso lavorati su un unico anello. I cuscinetti di orientamento sono componenti fondamentali in macchinari pesanti come gru, escavatori, turbine eoliche e scanner medicali, fornendo l'interfaccia critica per la rotazione sotto carichi enormi.

Misurazione dell'usura dei cuscinetti volventi

La misurazione regolare dell'usura è fondamentale per valutare lo stato di salute dei cuscinetti volventi, prevederne la durata residua e programmare interventi di manutenzione o sostituzione tempestivi prima che si verifichino guasti imprevisti. L'usura si manifesta principalmente nelle piste di rotolamento e negli elementi volventi, ma può interessare anche gli ingranaggi. I principali metodi di misurazione si concentrano sul rilevamento delle variazioni dei giochi interni:

Misurazione del gioco assiale (misurazione della riduzione):

Scopo: rileva principalmente l'usura delle piste di rotolamento e degli elementi volventi sottoposti a carico prevalentemente assiale (centro del carico all'interno del diametro primitivo del cuscinetto).

Procedura:

Posizionare un indicatore a quadrante (precisione minima 0,01 mm) con lo stantuffo perpendicolare all'asse di rotazione del cuscinetto, a contatto con un punto fisso sulla struttura superiore (ad esempio, il telaio girevole di un escavatore).

La base dell'indicatore deve essere fissata saldamente alla struttura inferiore (ad esempio, al carrello dell'escavatore).

Applicare il massimo contromomento disponibile (ad esempio, azionare il freno di rotazione) per eliminare il gioco intrinseco e impostare l'indicatore a quadrante su zero.

Applicare con cautela il massimo momento in avanti (sfruttando in modo sicuro la capacità di carico della macchina). In questo modo, gli elementi volventi vengono spinti contro le flange opposte della pista di rotolamento.

La differenza tra la posizione zero e la lettura sotto momento in avanti è il gioco assiale (Sag). Un aumento del gioco assiale misurato rispetto al valore di riferimento (misurazione di riferimento effettuata durante la messa in servizio o dopo una nuova installazione) indica un'usura significativa delle piste di rotolamento o degli elementi volventi.

Considerazione fondamentale: assicurarsi che la configurazione della misurazione sia il più vicino possibile al percorso effettivo della pista di rotolamento per ridurre al minimo l'influenza della flessione strutturale.

Misurazione del gioco di inclinazione (per cuscinetti con carico di momento dominante):

Scopo: rileva principalmente l'usura e la perdita di precarico nei cuscinetti sottoposti a momenti di ribaltamento elevati (ad esempio, cuscinetti di bracci di gru), dove l'usura influisce in modo non uniforme sulle piste di rotolamento.

Procedura:

Stabilire più punti di misurazione lungo la circonferenza del cuscinetto, idealmente almeno ogni 90 gradi, contrassegnandoli con precisione sia sulla struttura superiore che su quella inferiore. Definire queste posizioni durante la messa in servizio.

In ogni punto contrassegnato, posizionare un comparatore a quadrante (precisione minima di 0,01 mm) con lo stantuffo perpendicolare alla superficie di montaggio della struttura superiore.

La base dell'indicatore deve essere fissata saldamente alla struttura inferiore. Il punto di contatto deve essere il più vicino possibile alla pista di rotolamento, in senso radiale.

Applicare il massimo contromomento (azionare il freno) per eliminare il gioco e a questo punto impostare l'indicatore a quadrante su zero.

Applicare con cautela il massimo momento di ribaltamento in avanti (utilizzando in modo sicuro la capacità di carico nominale della macchina). In questo modo si carica un lato del cuscinetto.

La lettura dell'indicatore a quadrante sotto carico in questo punto rappresenta la deflessione locale.

Ruotare la struttura superiore per portare il punto contrassegnato successivo nella posizione di misurazione con la stessa configurazione dell'indicatore a quadrante (oppure utilizzare più indicatori sincronizzati). Ripetere l'azzeramento in contromomento e la misurazione in contromomento.

Analisi: confrontare le flessioni locali misurate in ciascun punto lungo la circonferenza, nelle stesse condizioni di carico, con le misurazioni di riferimento di base. Aumenti significativi della flessione in punti specifici indicano usura localizzata o perdita di precarico in quei settori. Deflessioni irregolari lungo il cerchio indicano anche potenziali disallineamenti o problemi strutturali.

Considerazione fondamentale: la vicinanza alla pista di rotolamento è fondamentale per ridurre al minimo l'influenza della flessibilità della struttura adiacente ("minore influenza della formazione").

Buone pratiche di misurazione generale:

Il valore di riferimento è essenziale: eseguire sempre misurazioni di riferimento durante la messa in servizio o subito dopo l'installazione di un nuovo cuscinetto in condizioni di carico definite. Documentare questi valori meticolosamente.

Programmazione periodica: stabilire un programma di misurazioni periodiche in base all'utilizzo della macchina, alla gravità del funzionamento e alle condizioni ambientali. Le applicazioni critiche potrebbero richiedere misurazioni ogni 500-1000 ore di funzionamento.

Condizioni coerenti: eseguire misurazioni in condizioni coerenti (entità/direzione del carico simile, temperatura, configurazione della macchina) per un confronto accurato nel tempo.

Strumenti calibrati: utilizzare comparatori a quadrante ad alta precisione, regolarmente calibrati o equivalenti digitali.

Documentazione: registrare tutte le misurazioni (posizione, carico applicato, valori), le condizioni ambientali e le ore di funzionamento della macchina. Monitorare l'andamento nel tempo.

Interpretazione da parte di esperti: sebbene la misurazione fornisca dati, l'interpretazione dei risultati (usura accettabile vs. guasto imminente) richiede spesso esperienza o le linee guida del produttore. Confrontare le letture con i limiti massimi di usura consentiti dal produttore del cuscinetto.

Caratteristiche dei cuscinetti volventi

I cuscinetti volventi sono caratterizzati da caratteristiche che consentono una rotazione ad alta resistenza:

Capacità di carico combinata: capacità del nucleo di gestire simultaneamente carichi assiali, radiali e di momento.

Denti degli ingranaggi integrati: spesso presentano ingranaggi interni o esterni temprati per la connessione diretta.

Diametro grande, sezione compatta: elevata capacità di carico in relazione all'altezza.

Tipi di elementi volventi: le configurazioni includono sfere a fila singola con 4 punti di contatto (compatte), sfere a doppia fila (momento più elevato), rulli incrociati (elevata precisione/rigidità), rulli a tre file (estremamente radiali/assiali), rulli conici (efficace gestione del carico combinato).

Tenuta robusta: guarnizioni multi-labbro o a labirinto essenziali per l'esclusione della contaminazione e la ritenzione del grasso.

Materiali ad alta resistenza: realizzati in lega di acciaio cementato per resistenza all'usura e tenacità.

Superfici di montaggio di precisione: i fori dei bulloni e le superfici di montaggio lavorati a macchina garantiscono un'installazione precisa.

Personalizzazione: adattabile a dimensioni, specifiche degli ingranaggi, tenuta, lubrificazione e requisiti speciali.

Applicazioni dei cuscinetti volventi

I cuscinetti volventi sono essenziali nei macchinari che richiedono una rotazione resistente e portante:

Edilizia: escavatori, gru mobili, pompe per calcestruzzo.

Movimentazione materiali: gru a torre, gru portuali, impilatori/recuperatori, rotatori per carrelli elevatori.

Energia eolica: Yaw Drive (rotazione della navicella), Pitch Drive (regolazione delle pale).

Energia solare: azionamenti per azimut e elevazione tramite inseguitori solari.

Macchinari industriali: tavole girevoli, tavole di indicizzazione, posizionatori di saldatura, torrette siviera, macchine per perforazione di gallerie.

Difesa e aerospaziale: antenne radar, lanciamissili, supporti per telescopi.

Medico: tomografi computerizzati, risonanze magnetiche, unità di radioterapia.

Estrazione mineraria e aggregati: frantoi, vagli, ruote a tazze, draghe.

Fattori che influenzano il prezzo del cuscinetto orientabile

I costi sono determinati da numerosi fattori ingegneristici e produttivi:

Dimensioni e capacità di carico: i cuscinetti con diametro maggiore e capacità di carico più elevata richiedono una quantità di materiale notevolmente maggiore e una produzione più complessa, con un conseguente aumento sostanziale dei costi.

Tipo e complessità del cuscinetto: i cuscinetti a rulli incrociati, a tre file di rulli e quelli personalizzati costano di più rispetto ai cuscinetti a sfere standard.

Materiali e lavorazione: l'acciaio legato di alta qualità e i trattamenti termici critici (cementazione, tempra) sono componenti di costo importanti. I materiali speciali (inox, resistenti alla corrosione) aumentano i costi.

Precisione di produzione: le tolleranze ristrette per piste di rotolamento, ingranaggi e caratteristiche di montaggio richiedono lavorazioni/rettifiche avanzate, aumentando i tempi e i costi di produzione.

Denti degli ingranaggi: presenza, dimensione (modulo), classe di qualità (AGMA, DIN), tipo (elicoidale > cilindrico) e tempra incidono notevolmente sul prezzo.

Sistema di tenuta: le guarnizioni ad alte prestazioni (multi-labbro, elastomeri speciali) per ambienti difficili (IP69K, temperature estreme) sono costose.

Elementi volventi: tipo, dimensione, quantità, grado di precisione e materiale influiscono sul costo.

Caratteristiche integrate: sistemi di lubrificazione automatica, sensori o rivestimenti speciali aumentano il prezzo.

Quantità: il costo unitario diminuisce significativamente con volumi di ordine più elevati.

Marchio e origine: i marchi premium hanno prezzi più elevati. La localizzazione della produzione influisce sui costi logistici e di manodopera.

Controllo qualità e certificazione: rigorosi controlli non distruttivi (MPI, UT), prove di carico, ispezioni degli ingranaggi e certificazioni (ISO, DNV-GL) comportano costi sostanziali.

Urgenza e logistica: la produzione accelerata o la spedizione complessa di cuscinetti di grandi dimensioni comportano costi aggiuntivi.

Fornitore di cuscinetti volventi LYRADRIVE

LYRADRIVEè un fornitore riconosciuto di cuscinetti volventi ad alte prestazioni, che offre soluzioni durevoli progettate per garantire affidabilità in condizioni difficili. Offre competenza sia nei cuscinetti standard che personalizzati per diverse applicazioni industriali, concentrandosi sulla produzione di precisione e sulla qualità per massimizzare la durata e ridurre al minimo i tempi di fermo grazie a prestazioni prevedibili.