Cuscinetto a rulli conici 32012 per impieghi gravosi, alta precisione, per camion, 60x95x23

Il cuscinetto a rulli conici 32012 è un componente meccanico di alta precisione progettato per macchinari che richiedono prestazioni affidabili sotto carichi combinati. Come parte della serie 320, ha le sue caratteristiche dimensionali e prestazionali. Con un diametro interno (d) di 60 mm, un diametro esterno (D) di 95 mm e una larghezza (B) di 23 mm, raggiunge un equilibrio tra compattezza e capacità di carico.

Questo cuscinetto è progettato per gestire sia carichi radiali sostanziali che forze assiali significative simultaneamente. Il design consente di applicarlo in vari scenari industriali in cui le macchine subiscono complesse condizioni di stress. Simile ad altri cuscinetti a rulli conici, il 32012 è sensibile al disallineamento tra l'albero e l'alloggiamento. L'installazione e l'allineamento precisi sono cruciali per garantire il suo funzionamento regolare e la durata a lungo termine.

Gli elementi volventi del cuscinetto 32012 sono rulli conici, realizzati in acciaio per cuscinetti al cromo ad alto tenore di carbonio di alta qualità, spesso GCr15. Dopo aver subito una serie di processi di trattamento termico come tempra e rinvenimento a bassa temperatura, i rulli raggiungono una durezza superficiale di HRC58-64. Questa elevata durezza offre un'eccellente resistenza all'usura, garantendo che il cuscinetto possa resistere alle forze abrasive generate durante il funzionamento.

La forma conica dei rulli è ottimizzata per formare un contatto lineare con le piste. Questo design a contatto lineare aumenta significativamente l'area di distribuzione del carico rispetto ai cuscinetti a contatto puntuale, riducendo efficacemente le concentrazioni di stress locali. La tolleranza dimensionale dei rulli è rigorosamente controllata all'interno della classe P0-P4 e la rugosità superficiale (Ra) è mantenuta a ≤0,08μm, il che contribuisce a una rotazione fluida e alla riduzione dell'attrito.

Sia l'anello interno che quello esterno del cuscinetto 32012 sono dotati di piste coniche. L'angolo del cono di queste piste è attentamente progettato, di solito intorno a 16°, ed è studiato per gestire in modo efficiente i carichi radiali e assiali combinati. Quando i carichi vengono applicati al cuscinetto, le forze vengono trasmesse lungo le generatrici dei coni formati dalle piste e dai rulli.

Anche le piste sono sottoposte a un trattamento termico avanzato. Vengono cementate a una certa profondità (di solito circa 1,5-3 mm), seguite da tempra e rinvenimento. Questo processo di trattamento termico si traduce in uno strato indurito sulla superficie delle piste con una durezza di HRC58-64. Lo strato indurito conferisce alle piste un'eccellente resistenza alla fatica, consentendo loro di sopportare ripetuti cicli di carico senza cedimenti prematuri. Le piste sono progettate per funzionare in armonia con i rulli, garantendo un meccanismo di trasferimento del carico stabile ed efficiente.

La gabbia nel cuscinetto 32012 svolge l'importante funzione di separare e guidare i rulli conici. È tipicamente realizzata in acciaio strutturale ad alta resistenza, come acciaio 45# o 20CrMnTi. La gabbia è lavorata con precisione utilizzando tecniche di tornitura e fresatura CNC per creare tasche coniche a spaziatura uniforme che si adattano con precisione ai rulli. Questo design impedisce collisioni e attrito eccessivo tra i rulli adiacenti durante il funzionamento, soprattutto in condizioni di carico elevato.

Per migliorare la durata della gabbia, la sua superficie può essere trattata con processi come ossidazione nera o fosfatazione. Il trattamento di ossidazione nera offre resistenza alla corrosione, proteggendo la gabbia dalla ruggine e dall'ossidazione in vari ambienti di lavoro. Il trattamento di fosfatazione, d'altra parte, migliora la resistenza all'usura della gabbia, prolungando ulteriormente la sua durata. In alcune versioni di fascia alta del cuscinetto 32012, vengono utilizzate gabbie in ottone (come ottone H62 o H65). Le gabbie in ottone offrono una migliore conducibilità termica, che aiuta a dissipare il calore generato durante il funzionamento, rendendole adatte per applicazioni in cui il cuscinetto può essere esposto a temperature elevate.

Il cuscinetto a rulli conici 32012 è progettato per gestire una quantità sostanziale di carichi radiali e assiali combinati. La sua capacità di carico dinamico nominale di base (Cr) è di circa 101 kN (questo valore può variare leggermente tra i diversi produttori) e la capacità di carico statico nominale di base (C0r) è di circa 122 kN. Può supportare carichi radiali fino a un valore significativo (proporzionale al suo design) e carichi assiali che rappresentano una percentuale considerevole del carico radiale, in genere circa il 30-40% della capacità di carico radiale. Questo lo rende la scelta ideale per macchinari in settori come il trasporto pesante, dove gli assi devono sopportare il peso del veicolo (carico radiale) e le forze generate durante l'accelerazione, la frenata e le curve (carichi assiali).

Il cuscinetto 32012 è ottimizzato per il funzionamento a velocità moderata. La sua velocità di riferimento sotto lubrificazione a grasso è di circa 5300 giri/min e la sua velocità limite sotto lubrificazione a bagno d'olio è fino a 6700 giri/min. Questi valori di velocità lo rendono adatto a un'ampia gamma di applicazioni, tra cui motori industriali, sistemi di trasporto e alcuni tipi di macchinari agricoli. Tuttavia, è importante notare che il funzionamento del cuscinetto a velocità vicine o superiori alla velocità limite può portare a un aumento dell'attrito, della generazione di calore e dell'usura accelerata. Misure adeguate di lubrificazione e raffreddamento sono essenziali per garantire un funzionamento regolare all'interno dell'intervallo di velocità consigliato.

Come tutti i cuscinetti a rulli conici, il 32012 è sensibile al disallineamento tra l'albero e l'alloggiamento. Anche un piccolo grado di disallineamento, come 0,1-0,2°, può causare un carico irregolare sui rulli, portando a un aumento delle vibrazioni, del rumore e alla riduzione della durata. Per mitigare questo problema, è possibile adottare diverse misure. Durante l'installazione, è necessario utilizzare strumenti di allineamento di precisione come dispositivi di allineamento laser per garantire che il disallineamento radiale sia mantenuto entro ≤0,02 mm e il disallineamento assiale sia ≤0,01 mm. Inoltre, un accoppiamento con interferenza (H7/r6) tra l'anello interno e l'albero aiuta a prevenire lo slittamento sotto carichi pesanti, mentre un accoppiamento con gioco (H7/js6) tra l'anello esterno e l'alloggiamento consente un leggero grado di regolazione assiale. In applicazioni in cui un disallineamento minore è inevitabile, è possibile utilizzare rondelle autocompensanti o giunti flessibili per ridurre gli effetti negativi del disallineamento sul cuscinetto.

Nel settore automobilistico pesante, il cuscinetto 32012 trova applicazioni negli assi di trasmissione e nei sistemi differenziali di camion e autobus. Negli assi di trasmissione, supporta il peso del veicolo (carico radiale) e fa fronte alle forze assiali generate durante l'accelerazione, la frenata e le curve. Nei differenziali, consente un trasferimento di potenza fluido tra il motore e le ruote, accogliendo le differenze di velocità che si verificano quando il veicolo sterza. Viene utilizzato anche negli assi posteriori di autobus commerciali di grandi dimensioni e veicoli speciali come autocarri con cassone ribaltabile e betoniere, dove un'affidabile capacità di carico è fondamentale per un funzionamento sicuro ed efficiente.

In ambienti industriali, il cuscinetto 32012 è un componente vitale in vari tipi di macchinari. Ad esempio, nei macchinari minerari, può essere trovato nelle trasmissioni dei trasportatori, dove resiste ai pesanti carichi radiali provenienti dai nastri trasportatori e ai carichi d'urto generati durante il movimento del minerale. Nei macchinari per materiali da costruzione, come le trasmissioni delle betoniere e gli alberi delle mescolatrici per asfalto, opera in ambienti polverosi e ad alte vibrazioni, facendo affidamento sul suo design robusto e sull'elevata capacità di carico. Nei motori per impieghi gravosi (da 20 a 40 kW), supporta il rotore pesante e gestisce la spinta assiale generata durante il funzionamento del motore.

Nell'industria agricola, il cuscinetto 32012 viene utilizzato in trattori e altre attrezzature agricole. Nei trattori, viene spesso installato nei sistemi dell'asse posteriore per supportare il peso del trattore e le pesanti attrezzature ad esso collegate, come aratri e mietitrebbie. Gestisce anche le forze assiali generate durante le operazioni sul campo, ad esempio quando il trattore fa delle curve o incontra terreni irregolari. Inoltre, può essere trovato in grandi pompe di irrigazione, dove gestisce i pesanti carichi radiali provenienti dalle giranti e la spinta assiale dalla pressione del fluido, garantendo il funzionamento efficiente del sistema di irrigazione.

1. Gestione della lubrificazione

   Una corretta lubrificazione è essenziale per le prestazioni a lungo termine del cuscinetto 32012. Per applicazioni generali a carico pesante, si consiglia grasso a base di litio con un grado NLGI di 2-3 e un punto di gocciolamento di almeno 200°C. Il grasso deve essere riempito per occupare circa 1/3 - 1/2 dello spazio interno del cuscinetto. In ambienti ad alta temperatura (fino a 200°C), è necessario utilizzare grasso sintetico a base di poliurea, in quanto può mantenere le sue proprietà lubrificanti a temperature elevate. Per applicazioni ad alto carico e velocità moderata, la lubrificazione a bagno d'olio con olio per ingranaggi industriale ISO VG 68-100 è un'opzione adatta. Gli intervalli di lubrificazione devono essere regolati in base alle condizioni operative. In ambienti polverosi o vibranti, il cuscinetto deve essere lubrificato ogni 1-2 mesi, mentre in condizioni operative normali, la lubrificazione può essere effettuata ogni 3-5 mesi.

2. Ispezione regolare

   Sono necessarie ispezioni regolari per rilevare eventuali problemi potenziali con il cuscinetto 32012 prima che portino a guasti importanti. Devono essere eseguite ispezioni visive per individuare segni di vaiolatura delle piste, sfaldamento dei rulli o deformazione della gabbia. Anche il monitoraggio delle vibrazioni è un aspetto importante dell'ispezione. Il livello di vibrazione normale del cuscinetto deve essere ≤2,0 mm/s. Se la vibrazione supera i 3,5 mm/s, indica che potrebbero esserci problemi come disallineamento, carico irregolare o usura. Il monitoraggio della temperatura è un altro fattore cruciale. La temperatura di esercizio normale del cuscinetto deve essere ≤90°C. Se la temperatura supera i 100°C, potrebbe suggerire la degradazione del lubrificante, un attrito eccessivo o un disallineamento. Per apparecchiature critiche, come nelle applicazioni minerarie o industriali pesanti, è possibile eseguire test a ultrasuoni ogni 1-2 mesi per rilevare difetti interni che potrebbero non essere visibili durante le ispezioni visive.

3. Precauzioni di installazione

   Durante l'installazione del cuscinetto 32012, è necessario adottare diverse precauzioni. Innanzitutto, l'ambiente di installazione deve essere mantenuto pulito e privo di polvere, poiché anche piccole particelle di sporco o detriti possono causare un'usura significativa del cuscinetto sotto carichi pesanti. Per l'installazione devono essere utilizzate presse idrauliche e manicotti di montaggio dei cuscinetti per evitare la martellatura, che può causare la deformazione delle piste. L'accoppiamento tra l'anello interno e l'albero deve essere un accoppiamento con interferenza (H7/r6) per evitare lo slittamento sotto carico, mentre l'accoppiamento tra l'anello esterno e l'alloggiamento deve essere un accoppiamento con gioco (H7/js6) per consentire un certo movimento assiale. I comparatori a quadrante devono essere utilizzati per verificare l'eccentricità del cuscinetto durante l'installazione, con l'eccentricità radiale ≤0,03 mm e l'eccentricità assiale ≤0,02 mm.

4. Considerazioni sullo stoccaggio

   Quando si ripone il cuscinetto 32012, deve essere collocato in un magazzino pulito e asciutto con un intervallo di temperatura di 5-25°C e un livello di umidità di ≤50%. Il cuscinetto deve essere conservato nella sua confezione originale sigillata antiruggine. Se l'imballaggio è danneggiato, deve essere sigillato sottovuoto con una pellicola antiruggine per prevenire la corrosione. Il cuscinetto deve essere conservato orizzontalmente su scaffali robusti e l'altezza massima dell'impilamento deve essere limitata a 1 strato per evitare deformazioni permanenti. Devono essere eseguite ispezioni regolari ogni 3 mesi. Se vengono rilevati segni di ruggine, il cuscinetto deve essere pulito con cherosene, asciugato con aria compressa, rivestito con olio antiruggine e reimballato.