CALCOLO E SCELTA CUSCINETTI VOLVENTI RADIALI RIGIDI A

ITIS “ G. Marconi” – Bari
Corso di Meccanica Applic. e Macchine a Fluido
prof. Ing. Nazzareno Corigliano
CALCOLO CUSCINETTI VOLVENTI 5a serale
PAG.
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CALCOLO E SCELTA CUSCINETTI VOLVENTI
RADIALI RIGIDI A SFERE - SKF
1. RACCOLTA DATI DI CALCOLO
Occorre innanzi tutto raccogliere i dati necessari al calcolo ed alla giusta scelta del cuscinetto:
1.1. Determinare il tipo di carico Statico o Dinamico
1.2. Determinare direzione e intensità dei c arichi Assiale = Fa e Radiale = Fr
1.3. La durata prevista in ore Lh
1.4. Il numero di giri al minuto n
1.5. Disporre del catalogo SKF
N.B.: precedentemente è stato calcolato il diametro minimo che deve avere l’albe ro, pertanto, si
ha una indicazione sul diametro minimo “d” de ll’ anello interno del cuscinetto.
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2. CALCOLO PER CARICO STATICO
Si attua secondo i seguenti passi:
2.1. Calcolo carico statico equivalente P0
2.1.1. Se c’è solo Fr P0 = Fr
2.1.2. Se ci sono Fr ed Fa P0 = 0.6 ⋅ Fr + 0.5 ⋅ Fa se però P0<Fr allora si pone P0 = Fr
2.2. Calcolo del coefficiente di carico statico C0
C 0 = s 0 ⋅ P0
dove, il valore del coefficiente di sicurezza s0 è dato da lla seguente tabella:
Tab. 1: valori orientativi di s0
Tipi di funzionamento
Dolce, senza vibrazioni
Normale
Marcati, carichi d’ urto
Cuscinetti rotanti
Esigenze relative alla silenziosità
non importanti
normali
elevate
a sfere a rulli a sfere a rulli a sfere a rulli
0.5
0.5
≥1.5
1
1
≥2.5
1
1
≥1.5
1.5
1.5
≥3
2
2
≥2
3
3.5
≥4
Cuscinetti non
rotanti
a sfere
a rulli
0.4
0.5
≥1
0.8
1
≥2
2.3. Verificare che Fa ≤ 0.5 ⋅ C 0 . Se non viene verificato il carico assiale è troppo alto per essere
sopportato da un cuscinetto radiale senza causare eccessiva usura.
2.4. in base ai valori del diametro interno d e del coefficiente di carico statico C0, dal catalogo
dei cuscinetti SKF si sceglie il cuscinetto adatto.
3. CALCOLO PER CARICO DINAMICO
Si attua secondo i seguenti passi:
3.1. Calcolo carico dinamico equivalente P
3.1.1. Se c’è solo Fr P = Fr
3.1.2. Se ci sono Fr ed Fa:
3.1.2.1.
si esegue tutto il calcolo per carico statico, punti 2.1, 2.2, 2.3, fino a definire
il valore di C0
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3.1.2.2.
si calcola il rapporto
3
Fa
in base al quale, dalla seguente tabella:
C0
Tab. 2: fattori di calcolo
Fa/C0
e
X
Y
0.025
0.22
0.56
2
0.04
0.24
0.56
1.8
0.07
0.27
0.56
1.6
0.13
0.31
0.56
1.4
0.25
0.37
0.56
1.2
0.5
0.44
0.56
1
si ricavano i valori dei coefficienti e, X, Y
3.1.2.3.
se
Fa
≤ e si calcola P = Fr
Fr
3.1.2.4.
se
Fa
> e si calcola P = X ⋅ Fr + Y ⋅ Fa
Fr
3.2. Calcolo del coefficiente di carico dinamico C
1
L p

C = P ⋅  60 ⋅ n ⋅ h6 
10 

dove:
p = 3 per cuscinetti a sfere
10
p=
per cuscinetti a rulli
3
3.3. in base ai valori del diametro interno d e del coefficiente di carico dinamico C, dal catalogo
dei cuscinetti SKF si sceglie il cuscinetto adatto.
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4. ESEMPIO
Abbiamo i seguenti dati:
n = 500 giri/min, Lh=20000 ore, Fa=4000 N, Fr=8000 N, d=40 mm
4.1. Calcolo carico statico equivalente P0
P0 = 0.6 ⋅ Fr + 0.5 ⋅ Fa = 0.6 ⋅ 8000 + 0.5 ⋅ 4000 = 6800 N
poiché P0<Fr allora P0 = Fr = 8000 N
4.2. Calcolo del coefficiente di carico statico C0 con s0 = 2
C 0 = s 0 ⋅ P0 = 2 ⋅ 8000 = 16000 N (Fa = 4000 < 0.5C0 = 8000)
4.3. Calcolo del rapporto
Fa
4000
=
= 0.25
C 0 16000
Ciò im plica che e = 0.37, X = 0.56, Y=1.2
4.4. Calcolo carico dinamico equivalente P
Poiché
Fa 4000
=
= 0.5 > e = 0.37
Fr 8000
P = X ⋅ Fr + Y ⋅ Fa = 0.56 ⋅ 8000 + 1.2 ⋅ 4000 = 9280 N
4.5. Calcolo del coefficiente di carico dinamico C
1
1
L p
20000 3

) = 78271 N
C = P ⋅  60 ⋅ n ⋅ h6  = 9280 ⋅ (60 ⋅ 500 ⋅
1000000
10 

4.6. in base ai valori del diametro interno d = 40 mm e di C = 78271 N, dal catalogo dei
cuscinetti SKF si sceglie il cuscinetto:
Φ50 SKF - 6410
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