Cuscinetto meccanico: cos’è e come funziona

Cuscinetto meccanico: cos’è e come funziona

 

Il cuscinetto meccanico consiste in un meccanismo che viene usato per ottenere un attrito ridotto tra due oggetti in movimento. Questo meccanismo trova numerose applicazioni, in differenti settori, soprattutto per la realizzazione di ingranaggi. Esistono diversi tipi di cuscinetti a rotolamento, chiamati anche cuscinetti volventi. Il loro meccanismo è studiato appositamente per garantire dei movimenti morbidi e facili da compiere. Ma andiamo nei dettagli e vediamo più precisamente cos’è e come funziona il cuscinetto meccanico, spiegando le differenze che ci sono tra le varie tipologie di meccanismi di questo tipo.

Cuscinetto meccanico: le funzioni

Parlando di cuscinetto meccanico in generale, possiamo dire che esso è costruito specificamente per svolgere diverse funzioni. Nella sua struttura principale presenta l’unione di due anelli che si chiamano ralle. Questi ultimi hanno un diametro diverso. Fra i due anelli sono posizionati diversi elementi. Essi hanno il compito di supportare l’elemento che ruota e di preservare la sede di rotazione. Il risultato consiste in una riduzione dell’attrito, riducendo anche il pericolo di detriti che potrebbero determinare danni al meccanismo.

Cuscinetti meccanici: le tipologie

Possiamo distinguere diversi tipi di cuscinetti meccanici. In particolare di solito viene adoperata una distinzione in base al funzionamento. Li possiamo così suddividere in cuscinetti radenti e cuscinetti volventi. I primi funzionano grazie alla pellicola di lubrificante che è presente all’interno. I cuscinetti volventi, invece, basano il loro funzionamento sull’inserimento di sfere o di rulli.

A loro volta i cuscinetti volventi (sempre nelle tipologie cuscinetto a sfera e cuscinetti a rulli) si suddividono in altre sottocategorie, fra le quali possiamo ricordare, ad esempio, quelli ad ingranaggi.

Cuscinetti a sfera per auto: a cosa servono

I cuscinetti a sfera, per esempio, vengono molto utilizzati nelle automobili. La loro funzione è quella di ridurre l’attrito fra le parti meccaniche del veicolo. Di solito vengono collocati all’interno delle sospensioni dell’auto. Periodicamente essi vanno rimossi e sostituiti dal meccanico.

Facilmente ci si può accorgere che è necessario provvedere alla sostituzione, quando si percepisce un rumore che si configura come una specie di lieve brusio. Di solito questo rumore si nota soprattutto quando nel percorso da compiere sono presenti delle curve o quando l’automobile viaggia ad una certa velocità. Il rumore indica che i cuscinetti si sono rovinati. Di conseguenza è necessario procedere ad un controllo del sistema delle sospensioni ed eventualmente provvedere al cambio dei cuscinetti.

Cosa sono i cuscinetti magnetici

Molto particolari, fra le varie tipologie di cuscinetti meccanici, sono i cuscinetti magnetici, che funzionano ad induzione magnetica. Sono molto utili e si dimostrano vantaggiosi, perché per essi non è necessario provvedere alla lubrificazione e possono funzionare anche a condizioni estreme per quanto riguarda la temperatura.

Utilizzati nelle macchine rotanti, riescono ad aumentarne l’efficienza e garantiscono delle prestazioni sicuramente migliori rispetto alle componenti tradizionali.

Cuscinetti volventi e radenti: come funzionano

Il cuscinetto volvente è costituito da un anello interno, da un anello esterno e da una gabbia che contiene le sfere. L’anello interno ruota sulla propria sede, rimanendo attaccato all’albero, mentre l’anello esterno rimane agganciato al carter in cui si trova alloggiato.

La gabbia che contiene le sfere funziona muovendosi secondo una direzione di moto relativo rispetto ai due anelli. Durante il movimento accade che le sfere giungono a contatto sia con l’anello esterno che con quello interno. L’area di contatto tuttavia è molto ridotta. Proprio per questo l’uso dei cuscinetti volventi riesce a ridurre in maniera significativa l’usura. La loro funzione è anche quella di provvedere a ridurre il calore generato dal movimento. Proprio per questo tutto il meccanismo funziona meglio e può durare anche di più nel corso del tempo.

I cuscinetti radenti non hanno delle parti in moto relativo, assicurando un’usura molto bassa tra i componenti. Di solito vengono realizzati usando delle leghe di bronzo o delle leghe polimeriche. Non dobbiamo dimenticare che per i cuscinetti radenti è necessario ricorrere costantemente ad una lubrificazione. Le moderne tecnologie, però, hanno permesso di giungere alla realizzazione di cuscinetti radenti autolubrificanti.

Questi ultimi non necessitano che siano aggiunte delle sostanze lubrificanti. Infatti sono costruiti appositamente per assicurare un’autolubrificazione. Tutto ciò è possibile aggiungendo, durante il processo di realizzazione, delle micro goccioline di materiale lubrificante all’interno del materiale che viene utilizzato per costruire i cuscinetti.

Cuscinetti meccanici: le caratteristiche della costruzione

Il processo che porta alla costruzione di un cuscinetto meccanico è molto complesso, perché il risultato finale deve essere costituito da alcune caratteristiche essenziali. I cuscinetti meccanici infatti devono essere monoelemento, smontabili e scomponibili.

Ma che cosa significa tutto ciò nei dettagli? Innanzitutto il cuscinetto non può essere alterato nella sua struttura fondamentale, perché altrimenti anche una minima alterazione comporta il danneggiamento della sua struttura.

I cuscinetti devono essere smontabili, come accade per esempio per quelli che vengono utilizzati nelle biciclette o nei motocicli. Inoltre deve essere assicurata la loro scomponibilità. Di solito questa caratteristica viene garantita dalla divisione delle parti meccaniche in due mezzelune.

È una qualità molto importante, perché in questo modo possono essere usati più liberamente anche sui punti più stretti di alcuni alberi a motore.

Cuscinetti meccanici: i danni a cui possono andare incontro

A seconda della tipologia e del modello utilizzato, i cuscinetti meccanici possono andare incontro ad alcuni danni. È a volte anche l’usura nel tempo che provoca determinati danneggiamenti. Per esempio si può verificare la sfaldatura, detta anche scagliatura. Si verifica quando avviene il distacco di frammenti di metallo dai corpi in movimento.

Solitamente questo tipo di danno avviene a causa del deterioramento delle parti o per sovraccarico del mezzo meccanico utilizzato. I cuscinetti possono essere soggetti anche ad usura da sfregamento, quando due materiali vengono compressi tra di loro e presentano dei microscorrimenti.

Un altro danno può consistere nella corrosione, se i cuscinetti diventano soggetti ad aggressioni chimiche da parte dell’ambiente o da parte di fluidi corrosivi. La rottura, invece, è rappresentata dal distacco vero e proprio di una parte di materiale.

Infine ricordiamo la deformazione e le macchie. Nel primo caso si ha uno schiacciamento o un urto, che deformano i cuscinetti. Nel secondo caso si può avere a che fare con delle micro ammaccature o con reazioni con alcuni tipi di lubrificanti.