Per gli OEM tutto questo significa avere maggiore affidabilità e durate teoriche maggiori, con conseguente opportunità di ridurre le dimensioni d’ingombro delle macchine, mentre per gli utilizzatori finali significa avere periodi di funzionamento più lunghi senza inconvenienti e con minori costi di manutenzione.

La SKF ha successivamente continuamente migliorato l’assortimento dei cuscinetti radiali a sfere SKF Explorer. Ora è tempo di nuovi progressi, l’ultimo dei quali è l’ampliamento dei tipi che incorporano le guarnizioni di tenuta RSH heavy-duty.

In un gran numero di applicazioni si impiegano cuscinetti radiali a sfere con guarnizioni di tenuta incorporate: per la scelta di queste ultime occorre tenere conto dell’impatto che possono avere sulla durata di esercizio dei cuscinetti stessi. I tipi radiali a sfere SKF Explorer sono disponibili con varie opzioni di tenuta in funzione delle esigenze (fig. 2) e i loro appellativi sono contrassegnati da vari suffissi:

• -2Z: con schermi metallici
• -2RZ: con guarnizioni di tenuta senza contatto
• -2RSL, 2RST con guarnizioni di tenuta con basso attrito
• -2RS1, -2RSH con guarnizioni di tenuta striscianti.

Come abbiamo già fatto notare, l’assortimento dei cuscinetti radiali a sfere SKF Explorer è molto vasto ed è adatto a una grande varietà di applicazioni industriali.

Importanza delle tenute – Le nuove guarnizioni di tenuta RSH per i cuscinetti di grandi dimensioni
Le guarnizioni di tenuta danno un contributo importante in termini di durata di esercizio, grazie alla loro efficacia in presenza di sostanze contaminanti e alla loro capacità di trattenere il grasso lubrificante.

Sempre più richiesta è la capacità delle apparecchiature di resistere a inquinamento severo e all’azione delle operazioni di lavaggio. La presente soluzione delle guarnizioni SKF RSH soddisfa a queste esigenze nei cuscinetti delle serie 60, 62 e 63 con diametro foro fino a 25 mm. Data tuttavia la necessità crescente di prevederla anche per cuscinetti più grandi, SKF ha ampliato l’assortimento con guarnizioni RSH fino al diametro foro di 60 mm delle serie 62 e 63, rendendolo disponibile per molteplici applicazioni e industrie.

Anche le applicazioni munite di cuscinetti di grandi dimensioni possono quindi trarre vantaggio da più lunghi intervalli di manutenzione e da una maggiore resistenza alle sostanze contaminanti. Poiché i cuscinetti durano di più specialmente in presenza di umidità o polvere, possono essere sostituiti meno frequentemente.

Le guarnizioni di tenuta RSH heavy-duty sostituiscono quelle RS1 di uso corrente e la fig. 4 ne illustra le differenze. Il labbro di quelle RS1 agisce per contatto in senso radiale sul diametro esterno dell’anello interno, mentre quello delle RSH agisce in senso assiale, all’interno di una scanalatura laterale, e integra un labbro secondario per favorire la resistenza ai lavaggi con acqua ad alta pressione. Nella soluzione RSH la pressione di contatto tra il labbro e la facciata di scorrimento aumenta con l’aumentare della pressione esterna, mentre il labbro stesso è fatto in modo che non si possa incastrare all’interno del cuscinetto per effetto della stessa pressione. Inoltre le tenute sono dotate di tacche radiali nell’attacco conico: in tal modo alla zona di contatto tra il labbro e la facciata di scorrimento è assicurata una lubrificazione appropriata, mentre il grasso può agire come terza protezione.

L’adattamento delle guarnizioni RSH ai cuscinetti di maggiori dimensioni ha comportato un’attenta progettazione delle modalità di tenuta in senso assiale, la cui efficacia è direttamente connessa con la pressione di contatto dovuta all’interferenza del labbro con la parte rotante, l’anello interno del cuscinetto. Ovviamente ci deve essere un contatto, ma l’attrito deve rimanere il più basso possibile. La fig. 5 illustra l’impatto dell’interferenza in senso assiale sulla pressione di contatto.

In presenza di carico assiale (fig. 6) gli anelli dei cuscinetti radiali a sfere si spostano uno rispetto all’altro e nei tipi più grandi è possibile avere uno spostamento di circa mezzo millimetro. Di conseguenza, dal lato del carico l’interferenza di contatto diminuisce. Il caso peggiore si ha quando non c’è più contatto e quindi la tenuta non è più efficace. Dal lato opposto l’interferenza aumenta e il labbro di tenuta può deformarsi e impedire un funzionamento normale. Per mantenere efficiente la tenuta è importante evitare entrambi questi fenomeni.

Nelle tenute assiali l’interferenza dipende dalle tolleranze di fabbricazione degli anelli del cuscinetto e delle guarnizioni, oltre che dal gioco assiale del cuscinetto e dal carico assiale. Nei cuscinetti di grandi dimensioni un problema è che possa aumentare il gioco assiale e che nel contempo aumentino le tolleranze di fabbricazione (fig. 7).

Oltre a quanto sopra citato, una eccessiva pressione sul punto di ancoraggio provoca la deformazione della guarnizione con il cosiddetto “effetto ombrello”, il quale influisce negativamente sull’interferenza. Una pressione troppo bassa porta allo slittamento della tenuta e a una perdita di grasso, specialmente quando è l’anello esterno a ruotare. Per poter rimanere nella zona normale di lavoro, SKF ha ottimizzato l’ancoraggio delle tenute RSH. La fig. 8 mostra la differenza tra la soluzione SKF (a sin.) e quella di altri costruttori, in cui è presente l’effetto ombrello (a destra).

Materiale delle guarnizioni di tenuta
Le guarnizioni di tenuta RSH sono in gomma acrilonitrilbutadiene, che può operare tra –40 e +100 oC e, per brevi periodi, fino a 120 oC. Il materiale è meno sensibile all’invecchiamento, che lo indurirebbe, rendendo il labbro meno flessibile, con conseguente rapida usura del labbro stesso e perdita di efficacia. Inoltre del materiale è stata testata la compatibilità con i normali lubrificanti SKF.

Fori di sfiato
In alcuni casi i cuscinetti operano a temperature piuttosto alte. Quando la macchina viene fermata e si raffredda, all’interno dei cuscinetti si crea una diminuzione di pressione dell’aria, che può ostacolare la rotazione al successivo riavvio, in quanto il labbro di tenuta verrebbe a premere in modo eccessivo contro la scanalatura dell’anello interno (fig. 9). Per eliminare questo rischio e non comprometterne l’efficacia, le tenute RSH dei cuscinetti di grandi dimensioni sono dotate di fori di sfiato ottimizzati, che mantengono in equilibrio la pressione interna ed esterna. Dato che i fori di sfiato potrebbero permettere l’ingresso di contaminanti o la fuoruscita del grasso è importante che siano progettati in modo ottimale. SKF è riuscita in questo intento a un grado più elevato rispetto ai concorrenti. Combinata con un nuovo disegno della scanalatura di ancoraggio sull’anello esterno del cuscinetto, questa ottimizzazione contribuisce a prolungare la durata di esercizio dei cuscinetti.