Che cos'è un cuscinetto radiale?

Cuscinetto radiale è un termine usato per descrivere un cuscinetto che supporta un carico rotante assiale distribuendo le forze di carico lungo il raggio. In termini più semplici, un cuscinetto radiale supporta e mantiene un albero rotante che gira uniformemente diffondendo il carico intorno alla sua superficie interna su una serie di sfere o rulli a scorrimento libero. Questi rulli sono in genere realizzati in acciaio temprato o materiali ceramici e hanno un coefficiente di attrito molto basso. Esistono diversi tipi di cuscinetti radiali, tra cui pista divisa e gabbia, ciascuno particolarmente adatto per un'applicazione specifica. I cuscinetti radiali possono anche includere caratteristiche di progettazione che consentono loro di autoallinearsi e di assorbire meglio i carichi decentrati.

I cuscinetti radiali sono costituiti da due razze che formano superfici di scorrimento interne ed esterne per una serie di elementi a sfere o rulli. La corsa interna del cuscinetto si adatta perfettamente all'albero rotante e la corsa esterna è mantenuta statica in una tasca appositamente progettata in parte della struttura della macchina. Le due razze sono scanalate o modellate sulle loro superfici interne per accettare e trattenere le sfere o i rulli. Quando la macchina funziona, la corsa interna ruota con l'albero mentre la corsa esterna rimane ferma. Le sfere o i rulli tra le piste supportano assialmente l'albero con pochissimo attrito mentre distribuiscono i carichi che trasporta attorno al raggio del cuscinetto.

Vari materiali sono utilizzati per costruire cuscinetti radiali. I cuscinetti convenzionali in genere presentano piste, sfere e rulli in acciaio temprato per resistere ai carichi imposti sul cuscinetto. I cuscinetti ibridi in ceramica hanno piste in acciaio ma utilizzano sfere in materiale ceramico leggero. Un cuscinetto radiale in ceramica ha meno attrito intrinseco tra le razze e le sfere e richiede meno energia per mantenere la velocità di rotazione. Di conseguenza, questi cuscinetti possono resistere a velocità operative tra il venti e il quaranta percento in più rispetto ai cuscinetti convenzionali.

Il design del cuscinetto radiale include variazioni come il cuscinetto a sfere diviso che consente di aggiungere o rimuovere le sfere in base ai requisiti dell'applicazione. I cuscinetti a gabbia hanno le sfere o i rulli tenuti in posizione in una gabbia di ottone o acciaio. Ciò consente al cuscinetto di funzionare con un minor numero di sfere con una conseguente riduzione dell'attrito. I cuscinetti radiali a gola profonda presentano profili interni della corsa vicini alle dimensioni delle sfere. Questi cuscinetti possono sostenere carichi più elevati ma non possono supportare carichi disallineati e varietà di scanalature poco profonde.

I cuscinetti radiali autoallineanti presentano in genere doppie file di sfere o rulli a forma di botte di vino. Questo tipo di cuscinetto ha profili di corsa interni ed esterni ovali che consentono una certa quantità di spostamento assiale. La forma dei supporti e delle piste di rotolamento consente alla pista interna di inclinarsi leggermente fuori asse senza spostare i rulli nella corsa esterna. Se viene applicato un carico disallineato al cuscinetto radiale autoallineante, ciò consentirà la rotazione senza danni alle sue sfere, rulli o piste.