L’installazione corretta di un cuscinetto radiale a sfere o a rulli è fondamentale per ottenere la piena durata del componente. Metodi di montaggio impropri che sfruttano le scorciatoie, come l’uso di un martello o una torcia, provocheranno guasti prematuri o un potenziale rischio per la sicurezza. Questo articolo tratta i suggerimenti per l’installazione corretta dei cuscinetti, in particolare l’installazione di cuscinetti non alloggiati, rispetto alle unità di cuscinetti alloggiati come un supporto.
È imperativo che tutti i problemi di sicurezza siano stati affrontati, che sia stato concesso abbastanza tempo per il lavoro e che la procedura sia compresa da tutti, prima che inizi il lavoro di installazione dei cuscinetti. Un investimento in strumenti adeguati, formazione procedurale e tempo, si tradurrà in un risparmio definitivo sui costi e prolungherà la vita del cuscinetto e della macchina in cui è montato. Il prezzo del cuscinetto e le ore di lavoro necessarie per farlo correttamente sono minuscole rispetto al costo complessivo dei tempi di fermo, al prezzo iniziale della macchina, ai potenziali danni accessori e, naturalmente, al danno che potrebbe verificarsi a un installatore o operatore della macchina . “Fai bene la prima volta” non è solo un cliché; dovrebbe essere obbligatorio e far parte della cultura della manutenzione nel tuo impianto. Tutti i dispositivi di protezione individuale (DPI) richiesti devono essere indossati durante questi processi.
Rimozione meccanica, installazione e metodi
Rimuovere un cuscinetto guasto in modo sicuro e corretto è il primo passo. Gli estrattori e le presse progettati per questo scopo sono le migliori opzioni per tre motivi: sicurezza, risparmio di tempo e riduzione al minimo dei danni all’albero e all’alloggiamento durante il processo. Gli estrattori meccanici a due e tre griffe tirano uniformemente sull’anello esterno quando viene serrato il perno filettato, che è centrato sull’estremità dell’albero (vedere l’immagine 1).
Un altro tipo di strumento di rimozione è il tipo separatore o coltello che ha due piastre posizionate dietro il cuscinetto. Gli estrattori per impieghi gravosi sono realizzati con pistoni ad assistenza idraulica, che ne facilitano la rimozione. Se il cuscinetto viene rimosso utilizzando un utensile da taglio ad alta velocità e se viene utilizzato con noncuranza, l’albero e l’alloggiamento potrebbero danneggiarsi. Sebbene le dimensioni e le limitazioni di spazio a volte impongano la necessità di questo metodo, qualsiasi successiva scalfittura e scalfittura sull’albero o nell’alloggiamento provoca la rimozione del metallo. Questa rimozione del metallo, a sua volta, modifica le importantissime tolleranze dimensionali e il corretto montaggio del cuscinetto. Se possibile, evitare fiamme libere o la formazione di scintille durante il processo.
In genere non è consigliabile riutilizzare un cuscinetto che è stato rimosso dal servizio, ma si consiglia di esaminare il cuscinetto dopo la rimozione per la causa del guasto. Lo stress nel tempo può provocare danni che non possono essere visti ad occhio nudo. Richiede anche una certa formazione ed esperienza nell’analisi dei guasti per determinare la causa e la natura del guasto. L’unica volta che un cuscinetto può essere riutilizzato è se è stato rispedito al produttore per la pulizia, l’ispezione, la misurazione, la riaffilatura e il rimontaggio. Questo non è conveniente con cuscinetti più piccoli.
È imperativo maneggiare con cura il cuscinetto di ricambio durante lo stoccaggio o durante il processo di installazione. Le condizioni di conservazione pulite, asciutte, ambientali e prive di vibrazioni sono le migliori. Non srotolare il cuscinetto finché non si è pronti per installarlo. Non lavare il lubrificante di fabbrica a meno che non sia richiesto a causa di speciali requisiti di lubrificazione. La pulizia è uno stile di vita, sia per il meccanico che per il cuscinetto.
È importante assicurarsi che venga utilizzata una sostituzione esatta. Esistono due modi per identificare un componente meccanico: effettuare misurazioni e/o verificare un numero di parte. I produttori rinomati contrassegnano gli anelli di un cuscinetto con un numero di parte. È possibile fare riferimento a questo numero in un catalogo che elenca le dimensioni e le tolleranze degli anelli. Una misurazione approssimativa può essere ottenuta utilizzando un calibro a corsoio. Per misurazioni esatte, si consiglia un micrometro Vernier calibrato e certificato che misuri entro 0,0001 pollici.
L’albero e l’alloggiamento devono essere puliti e privi di graffi e bave. Sebbene la carta abrasiva sia comunemente utilizzata nell’industria per questo scopo, tenere presente che le particelle staccate dalla carta di supporto possono contaminare il cuscinetto. Preferibilmente, per pulire l’albero o l’alloggiamento da qualsiasi sfregamento o corrosione, dovrebbero essere utilizzati tamponi industriali Scotch-Brite. È possibile utilizzare un olio per macchine leggero per eliminare l’umidità o gli acidi. La pulizia è fondamentale durante tutto il processo. Ricordare che le dimensioni, la forma e le condizioni dell’albero e dell’alloggiamento hanno un effetto diretto sulla durata del cuscinetto di ricambio.
È imperativo misurare e controllare l’albero e il foro dell’alloggiamento per assicurarsi che rientri nelle tolleranze dimensionali consigliate per l’applicazione e le dimensioni del cuscinetto. Dovrebbero essere utilizzati strumenti di misurazione calibrati come un micrometro o un calibro a corsoio. Si consiglia un metodo di misurazione a otto punti sia per l’albero che per l’alloggiamento (vedere la Figura 1). Ciò comporta quattro misurazioni in varie posizioni per determinare che l’albero e l’alloggiamento non siano ellittici e che i lati siano paralleli. Le guide all’installazione dei cuscinetti e i manuali del macchinista elencheranno i vari tipi di accoppiamento e l’esatta tolleranza dimensionale per entrambi gli anelli dei cuscinetti, gli alberi e gli alloggi. Se non rientrano nelle specifiche suggerite, si verificherà una riduzione della durata dei cuscinetti. Un albero sovradimensionato o un alloggiamento sottodimensionato ridurrà il gioco interno richiesto nel cuscinetto. Questo gioco è necessario per consentire la libera rotazione dei corpi volventi, il film di lubrificazione e l’espansione del metallo che si verificherà a causa degli sbalzi termici. Gli accoppiamenti troppo larghi faranno camminare o strisciare il cuscinetto, tirando il metallo, che inevitabilmente finisce nel cuscinetto. Ricorda, misurare prima del montaggio.
I tre tipi generali di adattamento sono: interferenza o stretto, linea a linea e gioco o allentato. L’accoppiamento è determinato dalla natura dell’applicazione, dal carico, dalle dimensioni, dal tipo di cuscinetto e dall’anello rotante.
Il livello di forza richiesto per montare correttamente un cuscinetto è determinato dal tipo e dal grado di accoppiamento a pressione. Nella maggior parte delle applicazioni, qualunque anello stia ruotando avrà l’accoppiamento a pressione. Ad esempio, l’albero di un motore elettrico ruota con il rotore. Pertanto, l’anello interno del cuscinetto richiederà un accoppiamento a pressione e l’anello esterno sarà un accoppiamento interlinea o con gioco.
I cuscinetti di diametro inferiore a 50 mm (mm) possono essere montati utilizzando un trascinatore per cuscinetti se gli anelli sono installati con un accoppiamento con interferenza leggera. Gli strumenti di guida sono costituiti da un tubo metallico, anelli di impatto in polimero e un martello a percussione (vedi immagine 2). Questo tipo di guidatubo può essere utilizzato con boccole e anelli di tenuta olio/grasso. È importante utilizzare la dimensione corretta del manicotto e dell’anello di impatto e assicurarsi che il cuscinetto non si pieghi durante il posizionamento.
Una pressa a pergolato è un metodo sicuro per la rimozione e l’installazione. La pressa deve essere fissata a un banco di lavoro robusto o al pavimento. Una cremagliera e un pignone insieme a una lunga impugnatura vengono utilizzati per fornire leva. Premendo sulla maniglia si abbassa il rack. Non attaccare mai un tubo alla maniglia. Applicare la pressione lentamente. Una piastra scanalata, comunemente denominata incudine, viene utilizzata per supportare il pezzo della macchina e consentire l’accesso attraverso l’albero. Idealmente, utilizzare solo accessori progettati per la stampa. Il corretto bloccaggio degli anelli del cuscinetto è essenziale, così come l’allineamento e la squadratura del pezzo per una forza uniforme e effettiva. Quando si utilizza una pressa, assicurarsi che gli anelli dei cuscinetti siano bloccati correttamente in modo che le forze di montaggio non vengano trasmesse attraverso i corpi volventi. Queste forze causeranno ammaccature nei percorsi delle piste, note come vero brinelling.
Una pressa idraulica è una macchina utile ed efficiente per rimuovere e montare i cuscinetti, ma il suo utilizzo presenta diversi avvertimenti. È imperativo che il tecnico della manutenzione riceva una formazione sulla sicurezza e sull’uso corretto. I pericoli sono numerosi per l’operatore e c’è il rischio di danneggiare i componenti lavorati associati. Queste presse sono generalmente valutate in tonnellate di pressione. Tenere le mani libere, identificare il pulsante di avvio/arresto e indossare i DPI. Le stesse considerazioni che valgono per l’uso delle presse manuali sono applicabili all’uso delle presse idrauliche. Sono necessari la squadratura e l’allineamento del pezzo, il corretto bloccaggio del cuscinetto e dell’albero e una pressione lenta e uniforme. Abbassare lentamente il pistone e osservare dove viene applicata la forza. La stessa persona dovrebbe inserire/impostare il lavoro e far funzionare la pressa.
Rimozione termica, installazione e metodi
L’abbassamento o l’aumento della temperatura del cuscinetto, dell’albero e/o dell’alloggiamento entro i limiti prescritti è un altro metodo per rimuovere e installare i cuscinetti. Tutte le note cautelative menzionate per i metodi di rimozione meccanica si applicano anche ai metodi termici. L’albero e l’alloggiamento devono essere puliti e privi di graffi e bave. È necessario dedicare del tempo per misurare e confermare che l’albero e l’alloggiamento rientrino nelle dimensioni consigliate. Se l’albero o l’alloggiamento non rientrano nelle tolleranze consigliate, devono essere sostituiti. Sebbene l’uso di agenti leganti possa far guadagnare temporaneamente del tempo, i composti per il montaggio dei cuscinetti non sostituiscono il requisito di un buon adattamento dimensionale.
L’uso di azoto liquido o ghiaccio secco per abbassare la temperatura dei componenti in acciaio dovrebbe essere utilizzato solo in caso di accoppiamento con interferenza estremo. Durante i mesi invernali nei climi settentrionali, è comune per i tecnici posizionare alberi di grande diametro all’esterno durante la notte, quindi riscaldare il cuscinetto al mattino e assemblarli insieme. Ricorda, un sottoprodotto di questo processo può essere la formazione di acqua dovuta a rapidi sbalzi di temperatura e al relativo punto di rugiada. L’acqua sull’acciaio equivale alla ruggine.
Ci sono una varietà di riscaldatori per cuscinetti come il tipo a cono, piastre riscaldate, forno per pizza e il fin troppo comune bagno d’olio. Tutti questi tipi hanno due cose in comune: sono lenti e solitamente sporchi. Per il montaggio dei cuscinetti su un albero, il mezzo migliore è utilizzare un moderno riscaldatore a induzione per cuscinetti (vedi immagine 3). Sono sicuri, veloci, efficienti e puliti. I riscaldatori a induzione sono disponibili in varie dimensioni, la maggior parte dei quali portatili a mano o posizionati su un carrello. Possono anche essere utilizzati per riscaldare altri componenti come mozzi di accoppiamento e boccole.
I riscaldatori a induzione per cuscinetti producono un forte campo magnetico alternato per indurre correnti parassite nel metallo. Queste correnti provocano un rapido riscaldamento dell’anello. Può essere paragonato a un trasformatore che utilizza una bobina primaria con numerosi avvolgimenti e una bobina secondaria con pochi avvolgimenti (il cuscinetto). La bobina secondaria fornirà una bassa tensione ad alto amperaggio. Il cuscinetto agisce come una bobina secondaria a un giro cortocircuitata attraverso la quale passa una bassa tensione alternata ad alti ampere. Il risultato: l’anello più vicino alla barra viene riscaldato rapidamente. Uno dei sottoprodotti di questo processo è la magnetizzazione. I riscaldatori moderni hanno un ciclo di smagnetizzazione automatizzato alla fine del processo. Ricordare, la sonda di temperatura deve essere posizionata sull’anello interno per l’espansione per ospitare un accoppiamento a pressione sull’albero. L’impostazione della temperatura consigliata è 110°C o 230°F.
Promemoria per l’installazione dei cuscinetti
- Indossa i tuoi DPI.
- Un’attenta manipolazione e pulizia è importante.
- Se possibile, evita i martelli d’acciaio o le scintille.
- Ispezionare l’albero e l’alloggiamento. Rimuovere le sbavature.
- Misura, misura e misura ancora.
- La misura conta.
- Utilizzare sostituzioni identiche.
- Evitare il surriscaldamento.
- Usa gli strumenti giusti.
- Stai al sicuro, pensa al sicuro, fallo sul sicuro!
Conclusione
L’installazione corretta di un cuscinetto radiale a sfere oa rulli è fondamentale per ottenere la piena durata del componente. Affinché si verifichi una corretta installazione dei cuscinetti, è imperativo che tutti i problemi di sicurezza siano stati affrontati, che sia stato concesso abbastanza tempo per il lavoro e che la procedura sia compresa da tutti prima dell’inizio del lavoro.