Che cos'è un cuscinetto idrostatico?
Un cuscinetto idrostatico è un dispositivo meccanico che non utilizza altro che un sottile film di fluido o gas per sostenere il suo carico. Conosciuto anche come cuscinetto fluido, un cuscinetto idrostatico utilizza una fonte di aria, olio o acqua pressurizzata esternamente per formare un film barriera tra l'involucro esterno del cuscinetto e l'albero che supporta. La velocità di rotazione dell'albero mantiene quindi un'alta pressione nel fluido circostante che supporta l'albero con pochissimo attrito. I cuscinetti idrostatici sono utilizzati in applicazioni in cui elevati carichi di lavoro, velocità e requisiti di precisione richiedono cuscinetti con una lunga durata, bassa rumorosità e vibrazioni minime. Un cuscinetto idrostatico offre prestazioni di gran lunga superiori in queste aree ed è molto più conveniente rispetto ai cuscinetti a sfere oa rulli convenzionali.
Il dispositivo funziona facendo pompare un fluido sotto pressione nello spazio tra il dispositivo o l'albero della macchina e l'involucro esterno del cuscinetto. Il fluido entra nel cuscinetto attraverso un'apertura restrittiva e viene tenuto nella cavità del cuscinetto mediante tenute. Se parte del fluido dovesse fuoriuscire, lo spazio tra l'albero e l'involucro diminuirà, facendo aumentare la pressione nel fluido. Questo aumento della pressione costringe nuovamente le superfici a dividere, il che rende il cuscinetto del fluido ampiamente autoregolante e consente un controllo della tolleranza molto fine.
Rispetto ai cuscinetti a sfere oa rulli, i cuscinetti idrostatici sono molto semplici in termini di design, fabbricazione e funzionamento. I cuscinetti convenzionali richiedono la lavorazione di precisione di sfere o rulli e degli alloggiamenti interni ed esterni in cui si trovano. Ciò è ovviamente costoso e richiede tempo, soprattutto se si tiene conto della durata limitata di questi cuscinetti. I cuscinetti a sfera e a rulli generano inoltre notevoli quantità di rumore e vibrazioni che li rendono indesiderabili per un uso ad alta precisione. Un cuscinetto idrostatico scorre con pochissimo attrito e vibrazioni e non genera quasi alcun rumore. Ciò lo rende ideale per applicazioni di alta precisione come unità disco.
I cuscinetti idrostatici sono anche più economici da mantenere e hanno una durata particolarmente lunga. Un buon esempio di questa longevità è il set di cuscinetti idrostatici installato nella centrale idroelettrica di Holtwood in Pennsylvania. Questi cuscinetti sono stati installati nel 1912 e funzionano ininterrottamente da allora senza la sostituzione di parti. I produttori calcolano che i cuscinetti avrebbero una durata esente da manutenzione di circa 1.300 anni. Questi cuscinetti trasportano carichi totali nella regione di 205 tonnellate e sono un eccellente esempio dell'efficienza e della lunga durata del cuscinetto idrostatico.