Parametri di calcolo

Basato su ISO 281 e sugli standard dei produttori di cuscinetti









giri al minuto


ore




Risultati del calcolo

Carico dinamico equivalente P:
—
Carico dinamico nominale richiesto C:
—
Fattore di temperatura fT:
—
Fattore di velocità fn:
—
Fattore di vita fL:
—

Raccomandazioni per la selezione dei cuscinetti:

Servizio leggero: Selezionare il cuscinetto con classificazione C 20-30% sopra il valore calcolato
Servizio normale: Selezionare il cuscinetto con classificazione C 30-50% sopra il valore calcolato
Per impieghi gravosi: Selezionare il cuscinetto con classificazione C 50-100% sopra il valore calcolato
Servizio severo: Considerare cuscinetti speciali o disposizioni di cuscinetti multipli

Come funziona la calcolatrice

Standard di riferimento

Standard internazionali:

  • ISO 281:2007 – Cuscinetti volventi — Valori di carico dinamico e durata nominale
  • ISO/TS 16281 – Metodi per il calcolo della durata di riferimento modificata
  • ANSI/ABMA Std 9 – Valori di carico e durata a fatica per cuscinetti a sfere
  • ANSI/ABMA Std 11 – Valori di carico e durata a fatica per cuscinetti a rulli

Carico dinamico di base

Il carico dinamico di base C viene calcolato utilizzando:

C = P × fL / (fT × a1)

dove:

  • C — carico dinamico di base (N)
  • P — carico dinamico equivalente del cuscinetto (N)
  • fl — fattore vita
  • fT — fattore di temperatura
  • a1 — fattore di affidabilità

Carico dinamico equivalente

Per carichi radiali e assiali combinati:

P = X × Fr + Y × Fa

dove X e Y sono fattori che dipendono dal rapporto Fa/Fr e dal tipo di cuscinetto.

Calcolo del fattore di vita

Il fattore vita si calcola a partire dalla vita richiesta:

fL = (L10h × n × 60 / 10⁶)^(1/p)

dove p = 3 per i cuscinetti a sfere e p = 10/3 per i cuscinetti a rulli.

Effetti della temperatura

La temperatura di esercizio influisce sulla capacità portante:

  • Fino a 150°C (302°F): fT = 1,0
  • 200°C (392°F): fT = 0,90
  • 250°C (482°F): fT = 0,75
  • 300°C (572°F): fT = 0,60

Guida alla selezione del tipo di cuscinetto

  • Cuscinetti a sfere: Alte velocità, carichi moderati, basso attrito
  • Rullo cilindrico: Carichi radiali elevati, velocità moderate
  • Rullo sferico: Carichi pesanti, capacità di disallineamento
  • Rullo conico: Carichi combinati, elevata rigidità
  • Rullo ad aghi: Carichi radiali elevati, design compatto

Considerazioni importanti

  • Considerare sempre i fattori di sicurezza per le applicazioni critiche
  • Tenere conto dei carichi d'urto e delle vibrazioni
  • Una corretta lubrificazione è essenziale per raggiungere la durata calcolata
  • La contaminazione può ridurre significativamente la durata dei cuscinetti
  • Considerare la disposizione dei cuscinetti (fissi/flottanti) per l'espansione termica

Esempi di utilizzo e guida alla selezione del valore

Esempio 1: cuscinetto del motore elettrico

Scenario: Motore da 30 kW con trasmissione a cinghia

  • Tipo di cuscinetto: Cuscinetto a sfere (a gola profonda)
  • Carico radiale: 2500 N (tensione della cinghia)
  • Carico assiale: 200 N (spinta minore)
  • Velocità: 1480 giri/min
  • Durata richiesta: 40000 ore
  • Temperatura: 70°C
  • Affidabilità: 90%
  • Risultato: C ≈ 35 kN → Seleziona 6309 (C = 52,7 kN)
Esempio 2: Cuscinetto dell'albero della pompa

Scenario: Pompa centrifuga con girante a sbalzo

  • Tipo di cuscinetto: Cuscinetto a rulli sferici
  • Carico radiale: 8000 N (peso della girante + idraulica)
  • Carico assiale: 3000 N (carico di spinta)
  • Velocità: 2950 giri/min
  • Durata richiesta: 50000 ore
  • Temperatura: 85°C
  • Affidabilità: 95%
  • Risultato: C ≈ 125 kN → Seleziona 22218 (C = 170 kN)
Esempio 3: Albero di uscita del cambio

Scenario: Riduttore industriale con carichi radiali pesanti

  • Tipo di cuscinetto: Cuscinetto a rulli conici
  • Carico radiale: 15000 N
  • Carico assiale: 5000 N (spinta dell'ingranaggio elicoidale)
  • Velocità: 150 giri al minuto
  • Durata richiesta: 100000 ore
  • Temperatura: 90°C
  • Affidabilità: 98%
  • Risultato: C ≈ 220 kN → Seleziona 32220 (C = 298 kN)

Come scegliere i valori

Selezione del tipo di cuscinetto
  • Cuscinetti a sfere:
    • Velocità fino a 20.000 giri/min
    • Carichi da leggeri a moderati
    • Requisiti di basso attrito
    • Fa/Ve < 0,5 tipico
  • Rullo cilindrico:
    • Solo carichi radiali elevati
    • Nessuna capacità di carico assiale (eccetto NJ, NUP)
    • Consentire il libero movimento assiale
    • Capacità di alta velocità
  • Rullo sferico:
    • Carichi molto pesanti
    • Disallineamento fino a 2°
    • Carichi combinati OK
    • Limiti di velocità più bassi
  • Rullo conico:
    • Carichi combinati elevati
    • È necessaria un'elevata rigidità
    • Di solito in coppia
    • Fa/Fr fino a 1,5
Suggerimenti per il calcolo del carico
  • Trasmissioni a cinghia: Carico radiale = 1,5-2,5 × tensione della cinghia
  • Trasmissioni ad ingranaggi: Includere forze di separazione e fattori dinamici
  • Carichi sporgenti: Calcolare i carichi di momento sui cuscinetti
  • Fattori dinamici:
    • Shock leggero: × 1,2-1,5
    • Shock moderato: × 1,5-2,0
    • Forte scossa: × 2.0-3.0
Requisiti di vita per applicazione
  • 8.000-12.000 ore: Elettrodomestici, utensili manuali
  • 20.000-30.000 ore: Macchine operative giornaliere da 8 ore
  • 40.000-50.000 ore: funzionamento giornaliero di 16 ore
  • 60.000-100.000 ore: funzionamento continuo 24 ore su 24
  • 100.000-200.000 ore: Attrezzatura critica, nessun guasto
Considerazioni sulla temperatura
  • Cuscinetti standard: da -30°C a +120°C
  • Cuscinetti ad alta temperatura: Fino a 200°C con grasso speciale
  • Cuscinetti stabilizzati: Fino a 250°C (suffisso S1)
  • Cuscinetti speciali: Fino a 350°C (suffisso S2, S3)
  • Nota: Temperature più elevate richiedono lubrificanti speciali
Selezione del fattore di affidabilità
  • 90% (a1=1.0): Applicazioni industriali standard
  • 95% (a1=0,62): Attrezzatura importante
  • 96% (a1=0,53): Processi critici
  • 97% (a1=0,44): Critico per la sicurezza
  • 98% (a1=0,33): Aerospaziale, medico
  • 99% (a1=0,21): Ultracritico, nessun guasto consentito