I cuscinetti volventi consentono il movimento rotatorio con attrito ridotto tra vari componenti della macchina.
Nella tecnologia, i cuscinetti volventi sono utilizzati, tra l'altro, per la guida e il supporto di alberi e assi. I cuscinetti volventi si basano sul principio dell'attrito volvente: sono costituiti da un anello interno e uno esterno, tra i quali rotolano i corpi volventi, tenuti separati da una gabbia per ridurre ulteriormente l'attrito e l'usura. A seconda del carico, vengono utilizzati diversi tipi di corpi volventi, come sfere o rulli. A causa dell'attrito volvente associato alla forma dei corpi volventi, i cuscinetti a sfere sono particolarmente adatti alle alte velocità, mentre i cuscinetti a rulli sono più adatti ai carichi elevati.

Compiti del lubrificante per cuscinetti volventi

L'obiettivo della lubrificazione dei cuscinetti volventi è impedire il contatto metallico tra le superfici di rotolamento e di scorrimento mediante un film lubrificante, al fine di ridurre ulteriormente l'attrito di scorrimento nel cuscinetto volvente. Inoltre, la lubrificazione del cuscinetto volvente porta a un miglioramento della protezione dall'usura. In questo modo si previene il danneggiamento del cuscinetto, se ne prolunga la durata e se ne aumenta l'affidabilità operativa. A seconda del tipo di lubrificante (olio o grasso con additivi appropriati), i compiti aggiuntivi del lubrificante nel cuscinetto volvente includono la protezione dalla corrosione, la dissipazione del calore dal cuscinetto, la protezione del cuscinetto dalla contaminazione interna ed esterna, lo smorzamento del rumore di funzionamento del cuscinetto e il supporto dell'effetto di tenuta delle guarnizioni del cuscinetto.

Criteri di decisione per la lubrificazione a grasso o a olio
La lubrificazione a grasso è utilizzata per circa il 90% di tutti i cuscinetti volventi. I principali vantaggi della lubrificazione a grasso sono

• riduzione dello sforzo di progettazione
• buon supporto per la tenuta del cuscinetto
• lunga durata di vita
• bassa coppia di attrito
• buone proprietà di funzionamento in emergenza con i lubrificanti solidi
• buone proprietà di smorzamento del rumore
• Se scelti correttamente, i grassi forniscono una lubrificazione affidabile per un'ampia gamma di velocità e carichi per tutti i tipi di cuscinetti, ad eccezione dei reggispinta orientabili a rulli.

Struttura e caratterizzazione dei grassi
I grassi lubrificanti sono costituiti da un olio di base legato da un addensante. Di conseguenza, l'olio rimane nel punto di lubrificazione. Qui garantisce un'efficace protezione contro l'attrito e l'usura e sigilla il punto di lubrificazione contro influenze esterne come umidità e sostanze estranee. I grassi sono quindi ideali per l'uso nei cuscinetti volventi. Le caratteristiche tipiche delle prestazioni di un grasso, come il punto di caduta, la capacità di carico e la resistenza all'acqua, sono determinate dall'olio base e dall'addensante. Gli additivi aggiunti al grasso migliorano la protezione dalla corrosione e dall'usura, la capacità portante e adesiva e la resistenza all'invecchiamento.

Caratteristiche per la selezione di un grasso per cuscinetti volventi

La selezione di un grasso per cuscinetti volventi si basa sulla struttura del cuscinetto volvente e sul materiale della gabbia del cuscinetto (metalli o plastica), nonché sulle condizioni di funzionamento e di applicazione, come la temperatura di esercizio, il campo di velocità, il carico di pressione e le influenze ambientali (acqua, polvere o sostanze aggressive). Per la caratterizzazione di un grasso per cuscinetti volventi sono disponibili le seguenti caratteristiche.

1. Classe NLGI

Per i grassi lubrificanti, la consistenza è il parametro della resistenza di un grasso. La classificazione dei grassi secondo la NLGI va da molto morbido (classe 000) a molto solido (classe 6). I grassi delle classi NLGI 1-4 sono adatti all'uso nei cuscinetti volventi.

2. Punto di scorrimento (in °C)

Il punto di scorrimento di un grasso lubrificante è la temperatura alla quale il grasso si liquefa. È significativamente superiore alla temperatura di esercizio raccomandata, che nel caso di un cuscinetto volvente è determinata non solo dalla temperatura ambiente, ma anche dal calore che si sviluppa nel cuscinetto durante il funzionamento.

3. Valore VKA

Il tester a quattro sfere è un dispositivo di prova per i lubrificanti che vengono utilizzati a pressioni superficiali elevate. È costituito da una sfera rotante che scorre su tre sfere stazionarie. Durante la prova di assorbimento del carico massimo del lubrificante, sulla sfera agisce una forza di prova che viene gradualmente aumentata fino a quando il sistema a quattro sfere si salda per effetto del calore di attrito.

4. Valore DN (fattore di velocità)

Il valore DN specifica le velocità circonferenziali massime fino alle quali è possibile utilizzare un grasso lubrificante in un cuscinetto volvente. Viene calcolato in base alla velocità del cuscinetto, al diametro medio del cuscinetto (in mm) e a un fattore che tiene conto della componente di attrito radente nella progettazione del cuscinetto.

5. Valore SKF Emcor

Il metodo SKF Emcor viene utilizzato per valutare le proprietà anticorrosione dei grassi per cuscinetti volventi. Si aggiunge acqua al grasso e si analizza la corrosione in cuscinetti a sfere autoallineanti con un tempo di funzionamento, una velocità e determinati tempi di inattività definiti secondo la norma DIN 51802. Se l'ispezione visiva degli anelli di prova non rivela alcuna corrosione, il grado di corrosione è 0. Se la corrosione è molto grave, il grado di corrosione è 5.

Lubrificazione dei cuscinetti volventi

Un importante prerequisito per l'elevata affidabilità operativa di un cuscinetto volvente è la fornitura continua di lubrificante. Quando si lubrifica il cuscinetto per la prima volta o lo si rilubrifica, è necessario osservare le istruzioni del produttore del cuscinetto. Il riempimento deve essere effettuato in modo che tutte le superfici funzionali siano lubrificate in modo affidabile. I cuscinetti a funzionamento lento (valore DN < 50.000) e i loro alloggiamenti possono essere riempiti completamente, quelli a funzionamento rapido (valore DN > 400.000) fino a 1/4 dell'interno libero del cuscinetto. Altrimenti, si consiglia di riempire fino a 1/3.

I cuscinetti lubrificati a grasso sono sufficientemente affidabili se non vengono superati gli intervalli di rilubrificazione. La rilubrificazione è necessaria se la durata del grasso è inferiore alla durata prevista del cuscinetto. La rilubrificazione viene effettuata con una pistola per grasso o con sistemi di lubrificazione automatica. Se possibile, la rilubrificazione deve essere effettuata durante il funzionamento. Le quantità di rilubrificazione sono pari al 50-80% della quantità di riempimento iniziale. Se non è possibile rimuovere il grasso usato, la quantità di grasso deve essere limitata per evitare un'eccessiva lubrificazione del cuscinetto.

Se gli intervalli di rilubrificazione sono lunghi, il grasso deve essere sostituito nel modo più completo possibile. Prima di passare a un altro tipo di grasso, il cuscinetto volvente deve sempre essere pulito o rilubrificato fino a quando il vecchio grasso non è stato completamente spremuto dal cuscinetto. In questo caso, è necessario verificare preventivamente la miscibilità dei lubrificanti e la compatibilità dei materiali.