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Cuscinetti a strisciamento e applicazioni con alte velocità? Che limiti?

Marie Olyve | Luglio 7, 2022

“I cuscinetti a strisciamento sono particolarmente adatti per l’uso con carichi elevati a basse velocità” questo è quello che dicono molti libri tecnici. In realtà, questa affermazione necessita di alcuni chiarimenti.
In questo articolo vi spieghiamo le condizioni in cui alcuni tipi di cuscinetti a strisciamento si prestano anche per le alte velocità.

Cavilli

“Carichi elevati” e “basse velocità” sono concetti molto relativi. Tuttavia, come sappiamo, i carichi e le velocità formano un prodotto chiamato valore PV. Questo valore definisce in modo approssimativo il calore generato nel punto di contatto o la massima dissipazione di calore possibile. Banalmente, si potrebbe pensare che – se 2 x 1 = 2 e allo stesso modo 1 x 2 = 2 – i due fattori invertiti risultano nello stesso valore PV. Con questa logica, se possiamo utilizzare “cuscinetti a strisciamento per carichi elevati a basse velocità” possiamo anche utilizzare “cuscinetti a strisciamento con carichi bassi ad alte velocità”.

Il problema è il calore

In realtà, il problema chiave quando si tratta di velocità e di cuscinetti è il calore. Fondamentalmente, ci sono due opzioni: ridurre la generazione di calore o migliorarne la dissipazione. Nel primo caso bisogna ridurre la pressione applicata e ottimizzare l’attrito: minore è il carico e l’attrito, minore sarà il calore generato ad alta velocità. Migliorare la dissipazione del calore (ossia il raffreddamento) invece è molto più complicato: significa impiegare un fluido di raffreddamento in corrispondenza dei cuscinetti (come l’olio motore), raffreddare il più possibile l’ambiente o prevedere tempi di fermo per consentire il raffreddamento. Nella pratica, niente di tutto questo facilmente realizzabile.

Ma in questo caso, i materiali con un’elevata conduttività termica possono fare la differenza, anche se la scelta è molto limitata. I materiali metallici presentano buone proprietà di dissipazione del calore ma richiedono lubrificazione costante per ridurre l’attrito e l’usura a un livello accettabile.

Quanto sono resistenti al calore i polimeri per le alte velocità?

I cosiddetti polimeri per alte temperature possono essere utilizzati nel funzionamento continuo a una temperatura compresa tra 250°C e 280°C. Oltre queste temperature qualsiasi materiale sarebbe compromesso, ad eccezione di ceramica, carbonio o grafite e carburo di silicio. Ma questi ultimi sono materiali difficili da lavorare e piuttosto fragili, quindi utilizzabili sotto forma di cuscinetto solo in applicazioni molto specifiche. Al di sotto dei 180°C, la scelta diventa molto più ampia. Numerose materie plastiche sono disponibili in questa gamma, consentendo un’ampia gamma di applicazioni.

Il vantaggio: flessibilità

Sebbene le plastiche tribologicamente ottimizzate (cioè ottimizzate in termini di usura, attrito e lubrificazione) offrano una resistenza al calore inferiore rispetto al metallo, sono molto versatili e anche molto resistenti in applicazioni con o senza lubrificanti. Sono resistenti anche agli agenti chimici e quindi possono essere utilizzate direttamente in applicazioni come pompe o valvole a diretto contatto con i fluidi. Permettono anche di avere un margine nel funzionamento a secco di emergenza, nel caso di esaurimento lubrificante: i cuscinetti continueranno a funzionare per almeno un breve periodo, fino a quando le cose non diventano troppo calde.

Se le cose si fanno troppo calde, saremo felici di aiutarti

Per la maggior parte delle applicazioni, esiste un cuscinetto a strisciamento adatto, l’importante è che sia realizzato nella materia plastica più idonea. I nostri esperti sono a tua disposizione per valutare la tua applicazione, determinare il materiale migliore e, senza impegno, supportarti nella scelta del prodotto e nella progettazione del componente speciale richiesto. Possiamo consigliarti per telefono o via e-mail, in una videochiamata o di persona in occasione di una visita in azienda.

Tel. 039 59061
Mail: igusitalia@igus.it
Via delle Rovedine, 4, 23899 Robbiate LC

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