Analisi della durata di vita del cuscinetto

In diverse applicazioni industriali, i cuscinetti svolgono un ruolo fondamentale nel garantire un funzionamento regolare ed efficiente delle macchine. I cuscinetti sono componenti meccanici che supportano alberi rotanti o oscillanti, riducendo l’attrito e consentendo la trasmissione di momenti torcenti o forze con una perdita di energia minima. Tuttavia, come qualsiasi componente meccanico, i cuscinetti hanno una durata di vita limitata e richiedono un’adeguata analisi per determinare la loro durata prevista. Il principale strumento per l’analisi della durata di vita del cuscinetto è definito dalle norme ISO 281 e ISO 16281 che permettono la stima della vita utile di un cuscinetto.

La durata di vita di un cuscinetto è definita come la durata operativa fino al raggiungimento di un criterio di rottura predefinito. La rottura di un cuscinetto può manifestarsi in varie forme, come usura eccessiva di corpi volventi e piste a fatica, deterioramento del mezzo lubrificante (grasso / olio), grippaggio per eccessivo livello di contaminazione o rottura di schianto di uno dei componenti. È fondamentale stimare accuratamente la durata di vita del cuscinetto per garantire prestazioni ottimali, prevenire guasti imprevisti e pianificare efficacemente gli interventi di manutenzione.

La norma ISO 281 specifica il metodo di calcolo per la durata nominale di base dei cuscinetti in base solamente al design del cuscinetto, dai carichi applicati e dalla velocità di rotazione. La durata nominale di base rappresenta il numero di rotazioni o ore operative che un cuscinetto può sopportare prima che compaiano i primi segni usura per fatica nella pista dell’anello interno. Per ottenere una durata nominale modificata realistica che tenga conto delle condizioni al contorno è necessario prendere in considerazione tutti i seguenti fattori considerati nella norma ISO 16281:

1. Capacità di carico dinamico (C): La capacità di carico dinamico dipende da vari fattori, tra cui il tipo di cuscinetto, le dimensioni, la geometria e le proprietà del materiale.
2. Carico applicato o ciclo di lavoro.
3. Velocità di rotazione.
4. Condizioni operative: sono coinvolti diversi fattori ambientali, quali condizioni di lubrificazione, intervalli di temperatura, contaminazione, giuoco operativo. Queste condizioni operative influenzano significativamente la durata di vita del cuscinetto e devono essere prese in considerazione durante l’analisi.

L’applicazione del calcolo ISO 16281 nella fase di progettazione di un nuovo progetto porta numerosi vantaggi a produttori, ingegneri e utenti finali:

1. Selezione accurata del cuscinetto: Seguendo le linee guida ISO 16281, gli ingegneri possono stimare con precisione la durata di vita del cuscinetto in base alle specifiche esigenze dell’applicazione, consentendo loro di selezionare il tipo di cuscinetto più appropriato e la lubrificazione adeguata.
2. Prestazioni e affidabilità ottimali: Comprendere la durata operativa prevista dei cuscinetti assicura che vengano utilizzati entro la loro durata utile prevista, riducendo al minimo il rischio di guasti prematuri e i relativi tempi di inattività. Ciò porta a una maggiore affidabilità e prestazioni migliorate delle macchine.
3. Pianificazione della manutenzione: Con una chiara comprensione della durata di vita del cuscinetto, è possibile pianificare in modo più efficace gli interventi di manutenzione, ottimizzando i tempi di inattività e riducendo i costi di manutenzione.
4. Sviluppo del prodotto migliorato: I produttori possono utilizzare le norme ISO 16281 durante la fase di sviluppo del prodotto per valutare e confrontare le prestazioni di diverse soluzioni di cuscinetti, materiali e opzioni di lubrificazione.

L’analisi della durata di vita del cuscinetto è un aspetto fondamentale per garantire un funzionamento efficiente delle macchine in vari settori industriali. La norma ISO 16281 fornisce linee guida preziose per valutare la durata operativa prevista dei cuscinetti a rullini radiali. Considerando fattori come la capacità di carico dinamico, il carico equivalente, le condizioni operative e l’analisi statistica, gli ingegneri possono prendere decisioni informate riguardo alla selezione dei cuscinetti, la pianificazione della manutenzione e lo sviluppo dei prodotti. Il rispetto delle norme ISO 16281 porta in definitiva a un’affidabilità migliorata, prestazioni ottimali e operazioni economiche in applicazioni industriali.