Le forme di usura più comuni dei cuscinetti radenti comprendono l'usura adesiva, l'usura abrasiva, l'usura per fatica, l'usura per corrosione e l'usura da cavitazione. Queste forme di usura possono verificarsi singolarmente o simultaneamente, causando il deterioramento o addirittura il guasto delle prestazioni dei cuscinetti. Di seguito si riportano analisi specifiche e misure preventive:
I. Forme comuni di usura e loro cause
Usura dell'adesivo (graffio)
Il motivo: una lubrificazione insufficiente o la rottura del film d'olio portano al contatto diretto tra il collo dell'albero e il guscio del cuscinetto. Le alte temperature localizzate fanno sì che il metallo si attacchi e poi si strappi formando graffi o buchi.
Scenari tipici: tendenzialmente sovraccarico ad alta velocità, avviamento frequente o viscosità insufficiente dell'olio lubrificante.
Usura abrasiva
Motivo: particelle dure (come polvere e trucioli metallici) penetrano nella superficie di attrito e graffiano il guscio del cuscinetto o la superficie del collo in movimento relativo.
Scenari tipici: comuni in ambienti difficili (ad esempio miniere e metallurgia) o quando il sistema di lubrificazione è contaminato.
Usura per fatica
Motivo: sotto l'azione prolungata del carico alternato, la concentrazione delle sollecitazioni provoca la rottura del materiale superficiale del guscio del cuscinetto, con conseguente scheggiatura e formazione di cavità.
Tipico: tende a lavorare con carichi pesanti, basse velocità o vibrazioni.
Usura per corrosione
Il motivo: l'umidità, l'acido o il mezzo chimico nell'olio lubrificante corrodono la superficie del cuscinetto, accelerando l'usura.
Scenari tipici: comuni in apparecchiature chimiche, ambienti umidi o quando l'olio lubrificante si deteriora.
Usura da cavitazione
Motivo: Quando scoppiano le bolle d'aria nell'olio lubrificante, un'onda d'urto colpisce la superficie del cuscinetto, formando nel tempo un piccolo cratere che ne provoca la caduta.
Scenari tipici: fornitura insufficiente di olio lubrificante o ampie fluttuazioni della pressione dell'olio (ad esempio, cuscinetti della pompa centrifuga).
II. Misure preventive
1. Ottimizzazione del sistema di lubrificazione
1. Scegliere l'olio lubrificante adatto: scegliere l'olio lubrificante con viscosità corrispondente in base alle condizioni di lavoro (temperatura, carico, velocità), come olio a bassa viscosità per alta velocità, carico leggero, olio ad alta viscosità per carico pesante, bassa velocità.
Garantire una lubrificazione adeguata: utilizzare una lubrificazione forzata (ad esempio, circolazione della pompa dell'olio) o un rifornimento regolare di olio per prevenire la rottura del film d'olio.
Prevenire la contaminazione dell'olio lubrificante: installare il filtro dell'olio, cambiare regolarmente l'olio lubrificante per evitare l'ingresso di umidità e impurità.
2. Materiali modificati e trattamento superficiale
Selezione dei materiali-resistenti all'usura: il metallo Babbitt, la lega a base di rame-o i compositi polimerici vengono utilizzati come boccole dei cuscinetti per migliorare l'adesione e la resistenza alla fatica.
Trattamento superficiale: cromatura, nitrurazione o indurimento laser dei caricatori per aumentare la durezza superficiale; rivestimenti in ceramica o bisolfuro di molibdeno per le superfici delle boccole dei cuscinetti per ridurre l'attrito.
3. Controllo dei parametri operativi
Evitare il sovraccarico: mediante calcoli di progettazione o sistema di monitoraggio, garantire che il carico sia mantenuto entro la capacità portante.
Limite di velocità: ottimizzare la struttura dei cuscinetti (ad esempio aumentando il gioco, utilizzando cuscinetti idrostatici) per ridurre il calore da attrito ad alta velocità.
Riduzione delle vibrazioni: riduce l'effetto del carico alternato sul cuscinetto grazie al bilanciamento dinamico o alla progettazione dell'isolamento delle vibrazioni.
4. Miglioramento delle condizioni ambientali
Protezione della tenuta: installare dispositivi di tenuta attorno ai cuscinetti (ad es. anelli di gomma, tenute a labirinto) per impedire l'ingresso di polvere e umidità nei cuscinetti.
Controllo della temperatura: utilizzo di sistemi di raffreddamento (ad esempio raffreddamento ad acqua, raffreddamento ad aria) a temperature elevate per prevenire l'ossidazione e il deterioramento dell'olio lubrificante.
III. Manutenzione e monitoraggio regolari
Monitoraggio delle condizioni: attraverso l'analisi delle vibrazioni, il test del livello dell'olio o i sensori di temperatura per monitorare le condizioni dei cuscinetti in tempo reale, rilevamento precoce delle anomalie.
Revisione regolare: controllare l'usura dei cuscinetti e la qualità del lubrificante e sostituire tempestivamente le parti usurate o il lubrificante.
Pulizia e regolazione: pulire periodicamente l'alloggiamento del cuscinetto e regolare il gioco del cuscinetto secondo l'intervallo di progetto (solitamente da 0,001 a 0,002 volte il diametro dell'albero).