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Come funzionano i cuscinetti

Come funzionano i cuscinetti? Vi siete mai chiesti come fanno le ruote dei pattini in linea e i motori elettrici a girare in modo così fluido e silenzioso? La risposta si trova in una piccola macchina chiamata cuscinetto.

Il cuscinetto rende possibili molte delle macchine che utilizziamo quotidianamente. Senza i cuscinetti, saremmo costretti a sostituire continuamente le parti che si consumano a causa dell'attrito. In questo articolo scopriremo come funzionano i cuscinetti, esamineremo alcuni tipi di cuscinetti. cuscinetti e spiegarne le caratteristiche comuni ed esplorare altri usi interessanti dei cuscinetti.

Le basi

Il concetto di cuscinetto è molto semplice: Le cose rotolano meglio di come scivolano. Le ruote dell'auto sono come grandi cuscinetti. Se al posto delle ruote ci fossero degli sci, l'auto sarebbe molto più difficile da spingere lungo la strada.
Questo perché quando le cose scivolano, l'attrito tra di esse provoca una forza che tende a rallentarle. Ma se le due superfici possono rotolare l'una sull'altra, l'attrito si riduce notevolmente.

I cuscinetti riducono l'attrito grazie a sfere o rulli metallici lisci.e una superficie metallica interna ed esterna liscia su cui le sfere possono rotolare. Queste sfere o rulli "sopportano" il carico, consentendo al dispositivo di girare senza problemi.

Carichi sui cuscinetti

I cuscinetti devono in genere affrontare due tipi di carico, radiale e di spinta. A seconda dell'impiego, il cuscinetto può essere sottoposto a un carico esclusivamente radiale, a un carico esclusivamente assiale o a una combinazione di entrambi.
I cuscinetti del motore elettrico e la puleggia illustrata a destra devono sopportare solo un carico radiale. In questo caso, la maggior parte del carico deriva dalla tensione della cinghia che collega le due pulegge.

Il cuscinetto a destra è come quello di uno sgabello da bar. È caricato esclusivamente in spinta e l'intero carico deriva dal peso della persona seduta sullo sgabello.

Il cuscinetto di cui sopra è come quello del mozzo della ruota dell'auto. Questo cuscinetto deve sostenere sia un carico radiale che un carico di spinta. Il carico radiale deriva dal peso dell'auto, mentre il carico di spinta deriva dalle forze in curva quando si affronta una curva.

Tipi di cuscinetti

Esistono molti tipi di cuscinetti, ognuno dei quali viene utilizzato per scopi diversi. Questi includono cuscinetto a sferacuscinetti, cuscinetti a rulli, cuscinetti reggispinta a sfere, cuscinetti reggispinta a rulli cuscinetti e cuscinetti conici cuscinetti reggispinta a rulli.
Cuscinetto a sfera
I cuscinetti a sfera, come illustrato a sinistra, sono probabilmente i cuscinetti più tipo di cuscinetto comune. Sono presenti in ogni tipo di applicazione, dai pattini in linea ai dischi rigidi. Questi cuscinetti sono in grado di gestire carichi radiali e di spinta e sono solitamente utilizzati in applicazioni in cui il carico è relativamente ridotto.
In un cuscinetto a sfere, il carico viene trasmesso dalla pista esterna alla sfera e dalla sfera alla pista interna. Poiché la sfera è una sfera, entra in contatto con la pista interna ed esterna solo in un punto molto piccolo, il che consente una rotazione molto fluida. Ma significa anche che l'area di contatto non è molto ampia per sostenere il carico, quindi se il cuscinetto è sovraccaricato, le sfere possono deformarsi o schiacciarsi, rovinando il cuscinetto.
Cuscinetti a rullicome quello illustrato a destra, sono utilizzati in applicazioni come i rulli dei nastri trasportatori, dove devono sopportare pesanti carichi radiali. In questi cuscinetti, il rullo è un cilindro, quindi il contatto tra la pista interna e quella esterna non è un punto ma una linea. In questo modo il carico viene distribuito su un'area più ampia, consentendo al cuscinetto di gestire carichi molto più elevati rispetto a un cuscinetto a sfere. Tuttavia, questo tipo di cuscinetto non è progettato per gestire un carico di spinta elevato.

Una variante di questo tipo di cuscinetto, chiamata cuscinetto a rullini, utilizza cilindri con un diametro molto ridotto. Ciò consente al cuscinetto di inserirsi in punti stretti.

Cuscinetti assiali a sferecome quello mostrato a sinistra, sono utilizzati soprattutto per applicazioni a bassa velocità e non sono in grado di sopportare un carico radiale elevato. Gli sgabelli da bar e le piattaforme girevoli Lazy Susan utilizzano questo tipo di cuscinetto.
Cuscinetti assiali a rullicome quello illustrato a destra, possono sostenere grandi carichi di spinta. Si trovano spesso in gruppi di ingranaggi come le trasmissioni delle automobili, tra gli ingranaggi e tra l'alloggiamento e gli alberi rotanti. Gli ingranaggi elicoidali utilizzati nella maggior parte delle trasmissioni hanno denti angolati: ciò provoca un carico di spinta che deve essere sostenuto da un cuscinetto.

Cuscinetti a rulli conici possono sopportare grandi carichi radiali e di spinta.

I cuscinetti a rulli conici sono utilizzati nei mozzi delle automobili, dove di solito sono montati a coppie rivolte in direzioni opposte in modo da poter gestire le spinte in entrambe le direzioni.