Con un impatto globale di circa 26 miliardi di dollari, gli utensili elettrici portatili sono uno strumento essenziale per applicazioni residenziali, industriali e commerciali. Pertanto, è importante riconoscere il ruolo che i cuscinetti a sfere svolgono nelle loro prestazioni; sopportare condizioni di carico combinate e funzionamento ad alta velocità; consentendo basso attrito, basso rumore e basse vibrazioni; e garantendo affidabilità. Di seguito è riportato un riepilogo delle considerazioni più importanti quando si specificano o si selezionano i cuscinetti a sfere per gli utensili elettrici portatili.
Carichi sui cuscinetti : i cuscinetti a sfera sono un componente ideale per gli utensili elettrici. Supportano contemporaneamente carichi radiali e assiali. Se i carichi assiali sono eccessivi, integrare i cuscinetti a sfere radiali con cuscinetti reggispinta per supportare efficacemente questi carichi.
Rumore e vibrazioni : quando gli utensili elettrici emettono rumore e vibrazioni, hanno un impatto diretto sull’operatore e provocano affaticamento e insoddisfazione generale per l’utensile. Potrebbero essere in gioco diversi fattori, tra cui la qualità dei cuscinetti, una progettazione inadeguata dell’utensile o uno scarso controllo del processo durante la produzione e l’assemblaggio dell’utensile.
I cuscinetti con anelli con geometria scadente tendono a emettere rumore e vibrazioni a frequenza più bassa, mentre le sfere o le piste con finiture superficiali scadenti tendono a emettere rumore e vibrazioni a frequenza più elevata. Raccomandiamo di utilizzare cuscinetti prodotti secondo i livelli di rumore Electric Motor Quality (EMQ), che indicano la loro idoneità all’uso nei motori elettrici.
Per ridurre al minimo il rumore e le vibrazioni, i produttori di utensili elettrici dovrebbero specificare e applicare correttamente il precarico ai cuscinetti. L’applicazione del precarico assiale forza le sfere a contatto con le piste, stabilendo un angolo di contatto che fa ruotare il gruppo di sfere su un piano circonferenziale uniforme. Il precarico è fondamentale nelle applicazioni di utensili elettrici ad alta precisione e ad alta velocità dove le velocità possono raggiungere 60.000 giri/min.
Temperatura di funzionamento : per ridurre al minimo la temperatura di funzionamento degli utensili elettrici, i produttori devono montare correttamente i cuscinetti pur disponendo del precarico e del tipo di lubrificazione appropriati.
Materiali dei cuscinetti : per ottimizzare le prestazioni, i cuscinetti devono essere fabbricati utilizzando materiali di alta qualità. Gli anelli e le sfere dei cuscinetti sono comunemente prodotti utilizzando acciaio al cromo SAE 52100, che offre un’eccellente resistenza alla fatica e all’usura. Se esiste il rischio di esposizione all’umidità, è necessario utilizzare l’acciaio inossidabile martensitico.
Le sfere in ceramica offrono ulteriori vantaggi ad alta velocità, sebbene non siano generalmente utilizzate negli utensili elettrici portatili.
Lubrificazione : progettisti e ingegneri spesso trascurano l’importanza della lubrificazione per le prestazioni e la durata dei cuscinetti a sfere.
In genere, i cuscinetti presenti nei piccoli utensili elettrici vengono lubrificati una volta per tutta la durata del dispositivo. La temperatura operativa è la considerazione principale quando si seleziona un lubrificante, poiché la temperatura incide direttamente sulla viscosità dell’olio base, che a sua volta influisce sulla capacità di supportare i carichi.
Ambienti difficili : quando gli utensili elettrici saranno continuamente esposti a liquidi o detriti, prendere in considerazione l’uso di guarnizioni o schermi per proteggere il cuscinetto.
La gomma nitrilica è un materiale comune per le guarnizioni dei cuscinetti, che fornisce protezione dalla contaminazione, ma riduce la capacità di velocità massima del cuscinetto. Questo è un compromesso progettuale che favorisce la durabilità.
Considerando molteplici variabili e fattori che influiscono sulle prestazioni dei cuscinetti negli utensili portatili, consigliamo di consultare uno specialista di applicazioni di cuscinetti, che possa assistervi nel calcolo della capacità di carico, della durata dei cuscinetti, degli accoppiamenti e delle tolleranze dei componenti.