Confrontare cuscinetti di rotazione con dentatura interna, esterna e senza dentatura in termini di ingombro, accesso al pignone, protezione, lubrificazione, gioco d’ingranamento e requisiti produttivi.
La posizione della dentatura su un cuscinetto di rotazione influisce su molto più del semplice disegno d’ingombro. Modifica posizione del pignone, spazio strutturale disponibile, protezione dalla contaminazione, accessibilità per l’ispezione, percorso di lubrificazione e procedura di sostituzione. Versioni con dentatura interna ed esterna possono utilizzare strutture di pista simili, ma creare interfacce macchina molto differenti.
Questo confronto aiuta i progettisti a scegliere la configurazione della dentatura prima di selezionare un modello. Le opzioni dimensionali possono quindi essere filtrate nella catalogo dei modelli standard di cuscinetti di rotazione, dove le serie con dentatura esterna, dentatura interna e senza dentatura sono organizzate separatamente.
Dentatura esterna: accessibile e facile da ispezionare
Una dentatura esterna dispone i denti sul diametro esterno. Il pignone è normalmente facile da posizionare, osservare e sostituire, mentre il grande diametro primitivo può ridurre la forza tangenziale sui denti a parità di coppia di azionamento. La dentatura esterna lascia inoltre libero il foro del cuscinetto per tubazioni, cavi, giunto rotante centrale o elementi strutturali.
Il compromesso è l’esposizione. I denti possono richiedere protezioni contro personale, urti, polvere, pioggia e detriti del carico. L’ingombro massimo della macchina deve comprendere il diametro di testa della dentatura e il gruppo pignone, non soltanto il diametro dell’anello esterno del cuscinetto. Anche il lubrificante proiettato da una dentatura aperta richiede sistemi di raccolta e adeguate procedure di pulizia.
Dentatura interna: protetta e con ingombro esterno compatto
Una dentatura interna porta denti e pignone all’interno del foro del cuscinetto. Ciò può creare un ingombro esterno pulito e offrire una protezione utile contro urti diretti o contaminazione ambientale. La configurazione è comune quando la struttura circostante della macchina deve rimanere vicina al diametro esterno del cuscinetto.
L’accesso interno può essere più difficile. Pignone, punti di lubrificazione e finestra di ispezione condividono lo spazio con giunti idraulici rotanti, cavi ed elementi strutturali. L’apertura centrale effettivamente utilizzabile è determinata dal piede della dentatura e dallo spazio del pignone; occorre quindi verificare il foro libero minimo, non soltanto il diametro interno nominale dell’anello. La pianificazione della sostituzione deve considerare se il pignone può essere rimosso senza sollevare l’intera sovrastruttura.
Cuscinetti senza dentatura e azionamenti alternativi
Un cuscinetto di rotazione senza dentatura è appropriato quando la coppia viene trasmessa da un motore direct-drive, una ruota di frizione, una catena, una cinghia o una corona dentata separata. Eliminare la dentatura integrata può semplificare il cuscinetto ed evitare requisiti di ingranaggio non coerenti con l’azionamento scelto. Può inoltre essere adatto a tavole di precisione nelle quali un motore torque agisce direttamente sull’anello rotante.
Anche l’azionamento alternativo richiede un percorso di carico definito. Verificare come la coppia entra nell’anello, se i carichi di serraggio deformano la pista e come l’azionamento viene allineato e manutenuto. Una dentatura separata deve disporre di propri riferimenti, materiale, trattamento termico, precisione e specifica di fissaggio.
Calcoli della dentatura applicabili a entrambe le configurazioni
Calcolare la massima forza tangenziale sul pignone a partire dalla coppia reale di avviamento, frenata, emergenza e vento al diametro primitivo della dentatura. Verificare flessione al piede del dente, tensione di contatto, larghezza di fascia, modulo, angolo di pressione, materiale e durezza. La sola coppia nominale del motore raramente rappresenta l’intero caso di progetto, perché rapporto del riduttore, rendimento, rilascio del freno e limiti di controllo modificano il picco al pignone.
Il gioco d’ingranamento deve essere regolato nel punto più stretto della circonferenza della dentatura e ricontrollato dopo il serraggio finale dei bulloni. La deformazione degli anelli, la flessione dell’albero del pignone e l’eccentricità di montaggio possono far variare il gioco lungo la circonferenza. L’articolo sull’installazione precarico dei bulloni e sequenza di serraggio spiega perché la verifica finale dell'ingranamento viene eseguita dopo il serraggio del giunto.
- Confermare modulo, numero di denti, angolo di pressione ed eventuale modifica del profilo.
- Definire qualità della dentatura, schema di durezza e registrazioni di ispezione.
- Prevedere una corsa di regolazione per il gioco del pignone.
- Distinguere i requisiti del grasso per la pista di rotolamento da quelli del lubrificante per dentature aperte.
- Progettare un accesso sicuro per l'ispezione senza esporre il personale ai denti in movimento.
A practical arrangement decision
Scegliere la dentatura esterna quando prevalgono accessibilità del pignone, apertura centrale libera e facilità di ispezione. Scegliere la dentatura interna quando prevalgono ingombro esterno e protezione dei denti e vi è spazio interno sufficiente per la manutenzione. Scegliere l’esecuzione senza dentatura quando la macchina utilizza un diverso concetto di trasmissione della coppia. In ogni caso, confrontare l’intera configurazione installata e non soltanto il prezzo del cuscinetto.
FAQ
Una dentatura interna è più resistente di una dentatura esterna?
Non intrinsecamente. La capacità dipende da diametro primitivo, modulo, larghezza di fascia, materiale, trattamento termico, geometria del pignone e spettro reale della coppia.
Quale configurazione è più facile da manutenere?
Le dentature esterne sono spesso più facili da ispezionare, mentre quelle interne sono meglio protette. L’accessibilità effettiva e le protezioni determinano il risultato.
La coppia dell'azionamento può essere utilizzata come momento ribaltante del cuscinetto?
No. La coppia dell'azionamento e il momento ribaltante sono componenti di carico differenti e richiedono verifiche separate.
Riferimenti tecnici
Per una verifica basata sul disegno, inviare a MERYDOM l'applicazione, i casi di carico, le dimensioni e la documentazione richiesta. La selezione finale e le istruzioni di servizio devono seguire il disegno approvato e i requisiti del costruttore dell’attrezzatura.
