Quali sono le specifiche tipiche del materiale e del trattamento termico per i cuscinetti a rulli incrociati a fila?

Le specifiche tipiche del materiale e del trattamento termico per cuscinetti a rulli incrociati a fila sono attentamente selezionati per garantire un'elevata capacità di carico, resistenza all'usura, integrità strutturale e durata in condizioni operative esigenti. Questi cuscinetti sono comunemente usati in attrezzature come gru, escavatori, turbine eoliche, robot industriali e piattaforme rotanti, in cui i carichi assiali e radiali, così come i momenti dell'inclinazione, devono essere contemporaneamente ospitati. Pertanto, la scelta dei materiali e dei processi di trattamento termico deve soddisfare i requisiti di prestazione mantenendo la stabilità dimensionale e la resistenza alla fatica.

Il materiale più comune utilizzato per le piste dei cuscinetti a rotelle a rulli incrociati a fila è 42 crmo (AISI 4140 o equivalente), un acciaio a bassa lega di medio carbonio noto per la sua eccellente resistenza, tenacità e induribilità. Questo acciaio offre una combinazione bilanciata di lavorabilità nelle condizioni ricotti e un'elevata resistenza meccanica dopo il trattamento termico. In alcune applicazioni con richieste di carico più basse o vincoli di costo, possono anche essere utilizzati 50 milioni (Din 1.1216), sebbene in genere sia resistente all'usura e più suscettibile alla fatica.

Dopo che le piste sono state lavorate alla geometria richiesta, subiscono indurimento superficiale mediante il trattamento termico a induzione, un processo in cui il riscaldamento localizzato e il rapido tempra creano uno strato indurito sulle superfici di lavoro. Per 42 crmo, l'obiettivo è quello di raggiungere una durezza superficiale in pista di HRC 55–62, con una profondità di indurimento in genere che va da 3 mm a 6 mm, a seconda delle dimensioni e del design del cuscinetto. Il nucleo della pista rimane relativamente più morbido (intorno all'HRC 30–40), preservando la tenacità e la resistenza ai crack.

Oltre alle piste, gli elementi rotolanti-che sono in genere rulli cilindrici in una configurazione incrociata-sono anche trattati con l'elevata durezza e la vita a fatica. Questi rulli sono generalmente realizzati in acciaio cromato di livello cuscinetto come GCR15 (AISI 52100 o Din 100Cr6). Questo materiale offre un'eccellente durezza, resistenza all'usura e stabilità dimensionale. I rulli vengono trattati con calore attraverso un processo di tempra e tempra completo, con conseguente durezza di HRC 60–66. Ciò garantisce una bassa resistenza al rotolamento e una durata del cuscinetto esteso anche sotto carichi elevati e funzionamento continuo.

Le gabbie distanziali o i separatori, utilizzati per mantenere la spaziatura dei rulli uniformi, sono spesso prodotte con materie plastiche ingegneristiche (come nylon o POM), ottone o persino acciaio delicato, a seconda della velocità operativa e delle condizioni ambientali. Questi componenti non sono tipicamente trattati con calore ma sono scelti per la compatibilità con la lubrificazione e l'espansione termica.

I denti degli ingranaggi, se il cuscinetto include un anello di ingranaggio esterno o interno, sono anche sottoposti a indurimento a induzione dopo essere stati tagliati. La durezza della superficie dei denti per i segmenti di ingranaggi è in genere attorno all'HRC 50–60, con una profondità di circa 1,5 mm a 3 mm, garantendo la resistenza all'usura e il mantenimento del profilo del dente sotto impegno ripetuto.

Oltre all'indurimento, il temperamento viene applicato dopo il trattamento termico per alleviare le sollecitazioni interne e ridurre la fragilità. Questo aiuta a prevenire la rottura della superficie e la distorsione durante il funzionamento. Inoltre, la ricottura o la normalizzazione possono essere applicate agli spazi vuoti di cuscinetti prima di lavorare per garantire una microstruttura uniforme e migliorare la lavorabilità.

La resistenza alla corrosione è un'altra considerazione, specialmente nelle applicazioni marine, offshore o per la camera pulita. Per tali ambienti, possono essere applicati trattamenti superficiali come il rivestimento di ossido nero, il rivestimento di fosfato o persino la placcatura resistente alla corrosione specializzata. In rari casi, viene utilizzato l'acciaio inossidabile (come AISI 440C), ma questo è raro a causa del costo e della minore capacità di carico rispetto a 42CRMO o GCR15.

Le specifiche tipiche del materiale e del trattamento termico per i cuscinetti a rotole a rulli incrociati a fila includono:

Materiale in rackay: 42CRMO (AISI 4140), induzione di superficie indurita a HRC 55–62, profondità di indurimento 3-6 mm
Materiale a rulli: GCR15 (AISI 52100), indurito a HRC 60–66
Denti di ingranaggi: induction indurita a HRC 50–60, profondità 1,5–3 mm
Core Durezza (Raceway): HRC 30–40 per resistenza strutturale
Materiale della gabbia: nylon, ottone o acciaio dolce, a seconda delle condizioni
Protezione della corrosione opzionale: ossido nero, rivestimento fosfato o placcatura come richiesto

Queste specifiche sono essenziali per garantire che i cuscinetti per le maniche funzionino in modo affidabile sotto carichi complessi e su intervalli di servizio estesi. La produzione di controllo di qualità - incluso i test di durezza, l'analisi della microstruttura e l'ispezione dimensionale - è fondamentale per verificare che i processi di trattamento termico abbiano raggiunto le proprietà desiderate. Fammi sapere se hai bisogno di una versione ampliata per la documentazione tecnica, un brief del fornitore o un contenuto del sito Web orientato a SEO.