In che modo la disposizione dei rulli in un cuscinetto a tre file influisce sulle prestazioni del cuscinetto sotto carichi elevati?

La disposizione dei rulli in un cuscinetto a rotelle a tre file gioca un ruolo fondamentale nella capacità del cuscinetto di esibirsi sotto carichi elevati. Ecco come il design e la disposizione specifici dei rulli influenzano le prestazioni del cuscinetto:

Carica la distribuzione su tre file
In un cuscinetto a rotelle a tre file, ci sono tre file distinte di rulli, ciascuno orientata a gestire diversi tipi di carichi:
I carichi radiali (perpendicolari all'asse di rotazione) sono supportati principalmente dalla prima riga di rulli.
I carichi assiali (paralleli all'asse di rotazione) sono gestiti dalla seconda riga di rulli.
I momenti di inclinazione (flessione o carichi di coppia) sono trasportati dalla terza fila di rulli.
Effetto sui carichi elevati: il design a tre file consente al cuscinetto di distribuire carichi in modo più uniforme su più set di rulli. Ciò aumenta la capacità di carico del cuscinetto, in particolare sotto carichi elevati o carichi combinati (cioè quando vengono applicate le forze radiali, assiali e del momento). Questa disposizione impedisce il sovraccarico di qualsiasi singola riga e riduce il rischio di stress o usura localizzati.

Aumento della capacità di carico
Gestione del carico più elevato: utilizzando tre file di rulli, il cuscinetto può gestire forze radiali e assiali molto più elevate rispetto ai cuscinetti a doppia fila o a doppia fila. Ogni riga di rullo condivide il carico, il che significa che il cuscinetto può supportare carichi più grandi o più pesanti senza guasto. Ciò è particolarmente importante in macchinari pesanti come gru, turbine eoliche o grandi escavatori in cui sono comuni carichi alti.
Condivisione del carico: le tre righe condividono il carico totale, il che significa che il singolo carico su ciascun rullo viene ridotto rispetto a un design a fila singola. Ciò riduce lo stress sui singoli punti di contatto e aiuta a prevenire il fallimento prematuro a causa del sovraccarico.

Stabilità e resistenza migliorate alla deformazione
I molteplici punti di contatto (uno per ogni riga di rulli) aiutano a migliorare la stabilità del cuscinetto e la resistenza alla deformazione. Quando un cuscinetto è sottoposto a carichi elevati, è fondamentale che mantenga la sua forma e allineamento per prevenire il disallineamento o il legame. La configurazione a tre file garantisce un migliore allineamento del carico, che è essenziale per mantenere la rotazione e la precisione fluide.
La capacità di supportare elevati carichi assiali e radiali, pur mantenendo la precisione è particolarmente importante in applicazioni come macchinari di precisione o giradischi, in cui qualsiasi disallineamento può causare problemi con la funzione.

Aumento della durata sotto carichi elevati
Una migliore distribuzione dello stress: il design a tre file diffonde le forze in modo più efficace, il che non solo aumenta la capacità portante ma contribuisce anche a una durata di servizio più lunga. Riducendo l'usura sui singoli rulli e minimizzando il verificarsi di concentrazioni di stress, il cuscinetto è più resistente alla fatica e al degrado del materiale.
Nei casi in cui il cuscinetto è soggetto a carichi variabili o di shock, la disposizione a tre file aiuta a distribuire lo shock, riducendo il potenziale per fallimenti o danni improvvisi.

Riduzione dell'inclinazione o disallineamento a rulli
Quando un cuscinetto è sottoposto a carichi elevati, c'è sempre il rischio di disgustare il rullo o disallineamento. Tuttavia, il design del cuscinetto a rotelle a tre file Aiuta a prevenire questo assicurando che ogni riga di rulli supporti una direzione di carico specifica (radiale, assiale e momento). Ciò riduce il rischio di spostamento o disallineamento dei rulli, garantendo un'operazione più fluida anche in condizioni di carico elevato.

Gestione dei carichi combinati
La disposizione a tre file è particolarmente efficace quando il cuscinetto è sottoposto a carichi combinati, ovvero quando le forze radiali, assiali e del momento agiscono contemporaneamente. La capacità di gestire contemporaneamente tutti e tre i tipi di forze, con ogni riga di rulli dedicati a una specifica direzione del carico, migliora la capacità di gestione del carico complessivo del cuscinetto e le prestazioni in condizioni complesse.
Questa capacità è essenziale in applicazioni come gru, escavatori e turbine eoliche, in cui il cuscinetto può essere sottoposto a forze dinamiche e multidirezionali durante il funzionamento.

Usura ridotta
In situazioni ad alto carico, la capacità di distribuire forze su tre file di rulli porta a una minore sollecitazione di contatto su ogni singolo rullo. Questo aiuta a ridurre l'usura e prolungare la vita operativa del cuscinetto, rendendola più affidabile ed economica per l'uso a lungo termine.

Maggiore resistenza ai momenti dell'inclinazione
La terza fila di rulli, che gestisce in modo specifico i momenti di inclinazione, consente al cuscinetto di funzionare meglio sotto carichi di coppia o piegatura. Questa funzione è particolarmente importante nelle applicazioni in cui il cuscinetto supporterà grandi carichi rotanti o di sollevamento che applicano una coppia significativa, come nelle gru a torre o nelle apparecchiature offshore.

Riepilogo:
La disposizione dei rulli in un cuscinetto a rotelle a tre file consente al cuscinetto di:
Distribuire carichi in modo più uniforme su più file, migliorando la sua capacità di carico e la sua stabilità.
Aumenta le sue capacità di gestione del carico, consentendole di gestire contemporaneamente carichi radiali, assiali e momento.
Migliorare la durata riducendo lo stress, l'usura e la deformazione localizzati, che è particolarmente benefico in condizioni di carico elevato.
Migliorare la resistenza al disallineamento e all'inclinazione, garantendo un'operazione più liscia e precisa.
Ridurre l'usura e la fatica, aumentando la durata e l'affidabilità del cuscinetto.