Guida all'escavatore ad anello rotante: tipi di cuscinetti, selezione e suggerimenti per la manutenzione

Puoi giudicare un escavatore dal modo in cui oscilla. La rotazione fluida e controllata della struttura superiore avviene su un componente di grandi dimensioni situato nella parte centrale della macchina: la ralla, chiamata anche cuscinetto oscillante o cuscinetto ralla. Trasporta tutto ciò che si trova sopra di sé, assorbe la forza di inclinazione di un braccio carico a pieno sbraccio e trasmette la coppia di rotazione alla corsa dentata.

Questa guida illustra cosa fa una ralla su un escavatore, quali tipi di cuscinetti si adattano alla classe della macchina, i segni di usura che vale la pena individuare in anticipo e la routine di manutenzione che mantiene una rotazione salda.

Cosa fa un anello di rotazione su un escavatore

La ralla è il giunto strutturale della macchina. Il telaio superiore si fissa a un anello, il telaio all'altro e la casa ruota sugli elementi volventi tra di loro. In servizio arrivano contemporaneamente tre tipologie di carico:

• Carico assiale, derivante dal peso proprio della struttura superiore più tutto ciò che c'è nella benna.
• Momento di inclinazione, causato da un braccio carico che si estende, che preme un lato della canalina molto più forte dell'altro.
• Carico radiale e coppia di rotazione, da accelerazione e frenata, erogati attraverso i denti dell'ingranaggio dal pignone del riduttore di rotazione.

Poiché questi carichi cambiano costantemente e si accumulano, una ralla è progettata come elemento strutturale e non come semplice cuscinetto. Il diametro della pista, la circonferenza dei bulloni, il modulo degli ingranaggi e le specifiche dei materiali fanno tutti parte del design della macchina, motivo per cui sostituirne uno è un lavoro di officina piuttosto che una riparazione su strada.

Tipi di anelli di rotazione e dove si adattano

Le ralle degli escavatori sono raggruppate in base alla disposizione dei loro elementi volventi e ciascuna disposizione ha dietro di sé una classe di macchina naturale.

Cuscinetti orientabili a sfera a corona singola

I cuscinetti volventi a una corona di sfere sono la scelta più comune per gli escavatori compatti e di medie dimensioni. La geometria di contatto a quattro punti consente a una singola fila di sfere di sostenere contemporaneamente carichi assiali, radiali e di momento, in modo che il cuscinetto rimanga corto pur rimanendo sufficientemente rigido per gli scavi quotidiani. Si montano in modo semplice, costano meno dei modelli a rulli e sono dotati di ingranaggi interni o esterni per adattarsi alla disposizione del riduttore di rotazione.

Cuscinetti orientabili a una corona di sfere per escavatori Adatto a escavatori compatti e di medie dimensioni, che trasportano carichi assiali, radiali e di momento con un design corto e rigido a fila singola e ingranaggi opzionali. Visualizza il prodotto →

Cuscinetti orientabili a doppia corona di sfere

Quando il braccio si allunga, il momento di ribaltamento aumenta più velocemente del carico utile. Un cuscinetto a sfere a quattro punti di contatto a doppia fila di uguale diametro condivide questo momento su due file di sfere, aggiungendo capacità senza un cambiamento drammatico nell'altezza di montaggio. È adatto alle macchine di medie dimensioni che trascorrono le loro giornate con bracci lunghi, pinze o pinze montate, dove il carico spesso si trova ben fuori centro.

Cuscinetto orientabile a sfere a quattro punti di contatto a doppia fila di uguale diametro Aggiunge capacità per macchine di medie dimensioni con bracci o pinze lunghe condividendo il momento di inclinazione su due file senza un notevole aumento dell'altezza di montaggio. Visualizza il prodotto →

Cuscinetti a tre corone di rulli (serie 13)

Le grandi macchine da miniera, cava e demolizione necessitano di più di quanto un cuscinetto a sfere possa offrire. Un cuscinetto volvente a tre corone di rulli utilizza una fila di rulli per il carico assiale in ciascuna direzione e una terza fila per il carico radiale, garantendo capacità e rigidità molto elevate. La serie 13 è costruita per questo compito: resiste ai carichi d'urto derivanti dallo scavo nella roccia e mantiene la precisione di rotazione anche sotto una benna pesante. È anche più pesante, più costoso e meno tollerante nei confronti di una superficie di montaggio mal lavorata.

Opzioni a rulli incrociati e tipo L

Vale la pena conoscere due famiglie più piccole. I cuscinetti a rulli incrociati a corona singola posizionano i rulli cilindrici a novanta gradi l'uno rispetto all'altro in una pista, garantendo elevata rigidità a un'altezza ridotta. I cuscinetti a sfera a corona singola di tipo L utilizzano un anello interno a forma di L che si fissa direttamente su una superficie di montaggio verticale. Entrambi compaiono negli escavatori compatti e nelle attrezzature motorizzate dove lo spazio è limitato e la precisione di rotazione è importante.

Lettura delle specifiche di un anello di rotazione

I fogli delle specifiche forniscono i numeri; l'abilità è sapere quali numeri contano. Su una ralla di un escavatore, quattro parametri guidano la maggior parte delle decisioni: i valori assiali e di momento, il modulo dell'ingranaggio che corrisponde al pignone della scatola del cambio di rotazione, la disposizione dei fori dei bulloni e l'altezza complessiva disponibile sotto la casa.

I cuscinetti sono valutati in base a un caso di carico definito e a una durata target, spesso conteggiata in cicli di rotazione. Una macchina che scava otto ore al giorno in una cava e una macchina che esegue lavori di pubblica utilità due volte a settimana possono sembrare simili sulla carta ma necessitano di fattori di sicurezza molto diversi.

Segnali di allarme di un anello di rotazione difettoso

Gli anelli di rotazione raramente si guastano senza preavviso. La difficoltà è che gli avvertimenti compaiono gradualmente e gli operatori si adattano ad essi senza accorgersene. Attenzione a:

• Contraccolpo crescente, dove la casa oscilla leggermente quando un'altalena inizia o si ferma.
• Nuovo rumore o vibrazione, come stridore, clic o un punto irregolare nella rotazione.
• Grasso che diventa scuro, granuloso o metallico oppure grasso che supera le guarnizioni.
• Guarnizioni che perdono, incrinate o strappate, che lasciano entrare polvere e acqua direttamente nella canalizzazione.
• Bulloni di montaggio allentati o allungati, una causa comune di guasti gravi facili da controllare.
• Usura irregolare sui denti degli ingranaggi, solitamente segno di disallineamento o pignone usurato.

Se due o più di questi appaiono insieme, allontanarsi dallo scavo pesante e far ispezionare il cuscinetto. Sostituire anticipatamente un cuscinetto costa molto meno di uno che si guasta e porta con sé la flangia di montaggio.

Abitudini di manutenzione che prolungano la durata dei cuscinetti oscillanti

La manutenzione della ralla non è complicata, ma deve essere regolare.

1. Ungere secondo un programma, non a sensazione. Utilizzare un grasso per pressioni estreme adatto al servizio e seguire l'intervallo consigliato.
2. Ruotare durante l'ingrassaggio, in modo che il grasso si distribuisca su tutta la pista invece di raccogliersi in un unico punto.
3. Ispezionare i sigilli ad ogni servizio; un sigillo strappato è una porta aperta per polvere e acqua.
4. Leggi il vecchio grasso. Se risulta granuloso o metallico, far controllare un campione.
5. Verificare la coppia del bullone e serrarlo nuovamente dopo le prime settimane di funzionamento come procedura di routine.
6. Mantenere pulita l'area intorno all'anello, poiché i detriti accumulati trattengono l'umidità sulle guarnizioni.

Per uno sguardo più ampio su come si comportano questi cuscinetti su diverse macchine, la nostra guida a cuscinetti volventi su gru ed escavatori si abbina bene con un registro di manutenzione.

Abbinamento del cuscinetto alla classe della macchina e al ciclo di lavoro

Scegliere una ralla raramente significa trovare quella più grande che si adatti. Il sovradimensionamento aggiunge peso, costo e altezza e modifica la dinamica di rotazione della macchina; il sottodimensionamento riduce semplicemente la durata. Il percorso affidabile è iniziare dal caso di carico: sbraccio massimo, forza della benna, peso dell'attrezzatura, percentuale di tempo impiegato nella rotazione e durata di servizio prevista in cicli.

Sulle macchine per carichi pesanti, questo caso di carico solitamente punta verso un design a tre file di rulli, dove capacità e rigidità contano più del peso e del costo.

Cuscinetti orientabili a tre corone di rulli Serie 13 Costruito per macchine pesanti dove capacità e rigidità contano più del peso e del costo, con file di rulli separate per carichi assiali e radiali. Visualizza il prodotto →

Tre domande risolvono la maggior parte del resto: quanto momento di ribaltamento genera effettivamente la macchina a pieno sbraccio, se il pignone di rotazione è interno o esterno e con quale modulo, e quanta altezza di montaggio e quanto spazio di circonferenza dei bulloni sono disponibili. Se si ottengono quelli giusti, le restanti specifiche tenderanno ad andare a posto.

Lavorare con un produttore che conosce gli escavatori

Quasi tutti i problemi relativi alle ralle che emergono su una macchina anni dopo sono iniziati come una decisione sulle specifiche. Ecco perché è utile coinvolgere il produttore dei cuscinetti mentre la progettazione, o la ricostruzione, è ancora su carta.

Siamo Jiangsu Manchen Transmission Technology e progettiamo e produciamo cuscinetti volventi e unità di rotazione dalla nostra base a Jiangyin, Jiangsu. La nostra gamma comprende cuscinetti a sfere a una corona, a doppia corona di sfere, a rulli incrociati, a rulli di tipo L e a tre corone di sfere, oltre ad azionamenti di rotazione per accessori motorizzati. La produzione avviene su una linea digitale monitorata dai dati, il che significa che è possibile risalire a un cuscinetto attraverso la sua lavorazione e il trattamento termico, e le date di consegna sono basate sulla capacità reale piuttosto che sull'ottimismo.

I nostri prodotti ruotano le apparecchiature di macchinari ingegneristici, macchinari portuali, robot industriali, dispositivi medici e inseguitori solari. Se stai cercando di determinare quale ralla appartiene a un escavatore, inviaci il caso di carico e il disegno di montaggio; quella conversazione di solito fa risparmiare più tempo di qualsiasi catalogo.

Una ralla è facile da ignorare mentre è in funzione. Resta silenzioso, tiene ferma la casa e lascia che un secchio pieno oscilli sui binari senza tremare. Dategli grasso pulito, guarnizioni insonorizzate e corretta tensione dei bulloni, e continuerà a farlo per anni. Quando arriva la sostituzione, abbina il tipo di cuscinetto ai carichi che la macchina vede realmente e l'oscillazione successiva sembrerà stretta come la prima.