In che modo i rulli in un cuscinetto a rulli incrociati a fila si allineano per supportare simultaneamente carichi radiali e assiali?

In un cuscinetto a rulli incrociati a fila, i rulli sono disposti in un motivo alternato e incrociato, che consente loro di supportare contemporaneamente carichi radiali e assiali. Ecco come funziona:

Design del cuscinetto a rulli incrociati:
Disposizione a rulli: la caratteristica chiave di un cuscinetto a rulli incrociati a fila è la disposizione intersecante dei rulli. I rulli sono posizionati in un angolo di 90 gradi l'uno rispetto all'altro e si alternano tra direzioni radiali e assiali. Ogni rullo contatta due piste: uno sull'anello interno e uno sull'anello esterno.

Supporto del carico radiale: i carichi radiali sono forze che vengono applicate perpendicolari all'asse di rotazione (cioè lungo la direzione radiale). In un cuscinetto a rulli incrociati a fila, i rulli allineati nella direzione radiale supportano direttamente questi carichi. Poiché ogni rullo è in contatto con le piste sia interne che esterne, possono distribuire uniformemente il carico radiale lungo la loro lunghezza, riducendo il rischio di stress eccessivi su un certo punto.

Supporto di carico assiale: i carichi assiali sono forze applicate lungo l'asse di rotazione. In a cuscinetto a rulli incrociati a fila , i rulli allineati ad un angolo di 90 gradi rispetto alla direzione radiale supportano i carichi assiali. Il motivo incrociato consente a ciascun rullo di trasportare contemporaneamente carichi radiali e assiali perché il carico viene distribuito sulla superficie dell'area di contatto tra il rullo e le piste.

Come funzionano i rulli incrociati insieme:
Supporto di carico simultaneo: i rulli sono disposti in modo tale che ognuno è inclinato con un angolo (in genere 45 °) alla direzione radiale. Questa disposizione garantisce che ogni rullo possa supportare contemporaneamente entrambi i tipi di carichi. La direzione alternata dei rulli crea una distribuzione bilanciata del carico, con ogni rullo che gestisce sia un componente radiale che un componente assiale.

Alta rigidità: il design incrociato comporta anche una maggiore rigidità perché il carico viene distribuito su più punti di contatto. Poiché i rulli sono ben confezionati in una singola riga e la disposizione garantisce il pieno contatto tra i rulli e le piste, il cuscinetto può trasportare carichi significativi mantenendo stabilità e precisione.

Gioco minimo o contraccolpo: a causa del design, il cuscinetto a rulli incrociati a fila riduce al minimo le possibilità di contraccolpo o gioco. Ciò è particolarmente vantaggioso nelle applicazioni che richiedono un'elevata precisione, come tabelle rotanti, gimbal e bracci robotici, dove è cruciale mantenere la posizione corretta sotto carico.

Vantaggi dei cuscinetti a rulli incrociati per carichi radiali e assiali:
Design compatto: la disposizione del rullo alternata consente a un cuscinetto a rulli incrociati a fila di trasportare carichi sia radiali che assiali in uno spazio compatto, rendendolo adatto per applicazioni in cui lo spazio è limitato.

Capacità di carico più elevata: il design offre una maggiore capacità di carico rispetto ad altri tipi di cuscinetti (come cuscinetti a sfere) che in genere possono gestire separatamente i carichi radiali o assiali.

Moro regolare: il carico uniformemente distribuito aiuta a ridurre l'attrito e ad aumentare la levigatezza della rotazione, che è particolarmente utile nelle applicazioni ad alta precisione.