La collaborazione tra gli ingegneri SKF e SNFA ha dato vita a nuove serie di cuscinetti Super-precision, destinate alle macchine utensili e alle applicazioni relative.

I costruttori di macchine utensili possono trarre vantaggio dalle nuove serie di cuscinetti Super-precision. Già presentate in importanti fiere del settore, stanno trovando una sempre più estesa applicazione sul mercato.

I nuovi cuscinetti sono il risultato della collaborazione tra gli ingegneri della SKF e della SNFA, dopo l’acquisizione di quest’ultima da parte del Gruppo SKF. Le nuove serie sono state progettate per soddisfare la richiesta di cuscinetti per le macchine utensili in grado di operare a velocità più elevate e con un maggiore grado di precisione, rigidezza e durata, oltre che con un minore consumo di energia. Tutte queste proprietà caratterizzano i nuovi prodotti, con differenti livelli di enfasi a seconda della serie, e sono il frutto dell’esperienza della SKF e della SNFA, abbinata all’utilizzo delle migliori tecnologie messe in gioco da entrambe le aziende.

NUOVI CUSCINETTI OBLIQUI A SFERE SUPER-PRECISION, SERIE 718 (SEA)
I cuscinetti obliqui a sfere SKF-SNFA Super-precision della serie 718 (SEA) offrono una soluzione ottimale per quelle applicazioni in cui lo spazio è assai limitato. Hanno una sezione trasversale molto sottile (fig. 1) – soprattutto rispetto ai cuscinetti appartenenti alle altre serie dimensionali ISO – abbinata ad un elevato grado di precisione (normalmente secondo la classe ISO 4, ABEC 7 oppure ISO 2, ABEC 9, a richiesta) e di rigidezza. Possono essere impiegati con successo nelle macchine utensili, ma anche sui bracci dei robot e su strumenti di misura.

I cuscinetti della serie 718 (SEA) sono disponibili nella versione singola, in gruppi di cuscinetti pre-appaiati e come cuscinetti e gruppi di cuscinetti comunque appaiabili. Sono normalmente disponibili con angolo di contatto di 15° o 25°.

Le proprietà di base della nuova serie si possono così sintetizzare:

• diametro di foro da 10 a 160 mm
• sfere di grandi dimensioni per ottenere una grande capacità di carico
• raggio di raccordo ottimizzato per migliorare la precisione di montaggio (fig. 2)
• tre classi e due metodologie di precarico per soddisfare le diverse esigenze in termini di velocità e rigidezza
• capacità di raggiungere velocità più elevate (in media il 3% in più rispetto alle serie precedenti)

In fig. 4è illustrato un esempio applicativo.

NUOVI CUSCINETTI OBLIQUI A SFERE SKF-SNFA SUPER-PRECISION CON PROTEZIONI INCORPORATE, SERIE S719.. B (HB ../S) e S70.. B (HX ../S)
Con lo specifico scopo di incorporare le guarnizioni di tenuta sono state concepite due serie: S719.. B (HB ../S) e S70.. B (HX ../S). E’ noto che, per quanto riguarda la pulizia, l’ambiente in cui operano le macchine utensili può essere abbastanza gravoso. Prove pratiche hanno dimostrato che i guasti prematuri dei cuscinetti sono molto spesso causati da sostanze contaminanti. Polvere, trucioli, acqua o liquidi refrigeranti, se penetrano nella zona di contatto tra le piste e le sfere, provocano impronte o impediscono la formazione di un adeguato film lubrificante, con conseguente riduzione della durata di esercizio. I cuscinetti di queste serie sono muniti di guarnizioni di tenuta in gomma NBR (acrilonitril-butadiene) che agiscono da barriera efficace contro la contaminazione.

I cuscinetti delle serie S719.. B (HB ../S) e S70.. B (HX ../S) sono di norma costruiti secondo la classe di precisione P4A (ISO 4 per le dimensioni d’ingombro e ISO 2 per la precisione di rotazione). Sono disponibili con angolo di contatto di 15° o 25°. A richiesta sono disponibili tipi con angolo di contatto di 18°. Le classi di precarico sono tre. Questi cuscinetti, come gli altri tipi obliqui a sfere Super-precision possono essere forniti nella versione singola, in gruppi di cuscinetti pre-appaiati e come cuscinetti e gruppi di cuscinetti comunque appaiabili.

Oltre alla serie di base, con le guarnizioni di tenuta (fig. 3a), è disponibile anche una versione aperta (fig. 3b). Nelle applicazioni in cui la velocità è estremamente elevata e si deve impiegare la lubrificazione olio-aria (fig. 5), può essere fornita l’esecuzione “L” con due fori di lubrificazione e due scanalature per O-ring sull’anello esterno (fig. 3c).

In fig. 5è illustrato un esempio applicativo.

NUOVI CUSCINETTI OBLIQUI A SFERE SKF-SNFA AD ALTA CAPACITÀ,
SUPER-PRECISION SERIE 72.. D (E 200)
Le macchine utensili e le altre applicazioni di precisione esigono dai cuscinetti prestazioni superiori. L’elevata rigidezza dei sistemi è uno dei principali fattori che influenzano le prestazioni, poiché l’entità della deformazione elastica sotto carico determina la produttività e la precisione del macchinario. Per esempio i cosiddetti robot a cinematica parallela (PKM, Parallel Kinematic Machines) sono noti per la loro capacità di offrire rigidezza strutturale e capacità dinamiche elevate. Tuttavia questo è possibile solo quando i relativi cuscinetti sono all’altezza delle sfide imposte.

La capacità delle nuove esecuzioni dei cuscinetti obliqui a sfere Super-precision della serie 72.. D (E 200) di reggere carichi elevati e nello stesso tempo di conferire un elevato grado di rigidezza ai sistemi li rende un’eccellente soluzione per le applicazioni citate e per altre analoghe.

I cuscinetti SKF-SNFA della serie 72.. D (E 200) sono caratterizzati da:

• sfere grandi
• capacità di carico elevata
• elevato grado di rigidezza
• maggiore durata di esercizio
• basso sviluppo di calore
• bassi livelli di rumorosità e vibrazioni.

I cuscinetti assicurano una grande affidabilità e una precisione superiore nelle applicazioni quali i citati robot PKM, i mandrini dei torni, le rettificatrici, le foratrici, i banchi dinamometrici e i turbocompressori.

L’ampliamento della gamma di questi cuscinetti prevede diametri di albero da 7 a 140 mm. A richiesta è inoltre disponibile una serie con protezioni incorporate, esente da rilubrificazione. I cuscinetti della serie 72.. D (E 200) sono costruiti secondo due classi di tolleranza e con due angoli di contatto (15° e 25°). Quelli comunque appaiabili o idonei per il montaggio in gruppi sono prodotti secondo quattro classi di precarico, in modo da soddisfare la gran parte delle esigenze applicative in termini di velocità e rigidezza. A richiesta sono fornibili gruppi di cuscinetti appaiati con precarico speciale. I cuscinetti sono normalmente disponibili con sfere in acciaio o ceramica. Le taglie di cuscinetti più comuni hanno una gabbia in polietere-etere-chetone (PEEK) (fig. 8), capace di far fronte a più estesi intervalli di temperatura.

In fig. 6è illustrato un esempio applicativo.

Tutti i cuscinetti obliqui a sfere Super-precision sono quasi sempre montati in coppia con un altro cuscinetto per bilanciare gli sforzi in senso opposto. Per reggere carichi più elevati e i carichi assiali nei due sensi si usano normalmente gruppi di cuscinetti costituiti anche da quattro componenti (fig. 9).

NUOVI CUSCINETTI A UNA CORONA DI RULLI CILINDRICI SUPERPRECISION DELLA SERIE N 10 PER ALTE VELOCITÀ
L’elevata rigidezza dei sistemi è uno dei principali fattori che influenzano le prestazioni delle applicazioni di precisione, poiché l’entità della deformazione elastica sotto carico determina la produttività e la precisione del macchinario. Altre esigenze sono quelle di mantenere a livelli minimi l’attrito e il calore sviluppato internamente ai cuscinetti nel funzionamento ad alta velocità.

Per ottenere tali prestazioni i cuscinetti a rulli cilindrici della serie N 10 sono caratterizzati da una geometria interna ottimizzata e da una gabbia di nuovo disegno, fattori che consentono di incrementare la velocità anche del 30%.

I cuscinetti sono caratterizzati da:

• capacità di raggiungere alte velocità
• elevata capacità di carico
• rigidezza elevata
• basso attrito
• sezione trasversale ridotta in altezza.

In un mandrino il cuscinetto non di vincolo è normalmente situato dalla parte opposta dell’utensile. Se viene montato libero nell’alloggiamento può influire negativamente sulla rigidezza complessiva del sistema. Quindi per avere una rigidezza elevata dal lato libero è consigliabile l’uso di un cuscinetto a rulli cilindrici della serie N 10 con foro conico. Tale cuscinetto è in grado di consentire al proprio interno gli spostamenti assiali e va montato con interferenza nell’alloggiamento, mentre il suo anello interno va fatto avanzare sull’albero per ottenere il precarico o il gioco radiale voluto. La serie N 10 conferisce elevata affidabilità e precisione superiore ad applicazioni quali le fresatrici ad alta velocità, i centri di lavoro e i torni.

I cuscinetti SKF-SNFA della serie N 10, disponibili per diametri di albero da 40 a 80 mm, sono dotati di foro conico e sono prodotti secondo due classi di tolleranza. Per consentire maggiori velocità di lavoro può essere fornita una variante ibrida.

I cuscinetti appartengono alla serie dimensionale ISO 10 e hanno una sezione ridotta in altezza. Con essi è possibile utilizzare alberi di grande diametro per ottenere un’elevata rigidezza in uno spazio limitato. Rispetto a un gruppo di cuscinetti obliqui a sfere di pari capacità di carico e di pari rigidezza, un cuscinetto della serie N 10 richiede molto meno spazio e permette di progettare mandrini molto compatti.

I cuscinetti a una corona di rulli cilindrici della serie N 10 Super-precision sono destinati a sistemi che richiedono velocità, capacità di carico e rigidezza radiale elevate. Sono caratterizzati da una geometria interna ottimizzata, un anello esterno senza orletti e una gabbia per alte velocità. I cuscinetti sono scomponibili, in quanto si può separare l’anello interno e il gruppo rulli gabbia dall’anello esterno per facilitare il montaggio e lo smontaggio.

I cuscinetti della serie N 10 sono muniti di una gabbia a feritoie, centrata sull’anello interno, in polietere-etere-chetone (PEEK) rinforzata con fibre di carbonio. Rispetto alle gabbie precedenti, l’esecuzione simmetrica e autocentrante le consente di essere meglio guidata sulla pista dell’anello esterno. La gabbia offre una guida eccellente dei rulli e consente al lubrificante (normalmente olio-aria) di raggiungere le zone di contatto con gli orletti dell’anello interno. Le eccezionali proprietà del PEEK offrono una superiore combinazione di resistenza e flessibilità alle alte velocità. Il PEEK resiste anche a temperature elevate di lavoro e possiede un’elevata resistenza alle sostanze chimiche e all’usura. Rispetto alle precedenti esecuzioni per alte velocità, la nuova gabbia ottimizzata può consentire aumenti di velocità del 30% nelle applicazioni lubrificate a grasso e del 15 % in quelle lubrificate con olio-aria.

In fig. 7è illustrato un esempio applicativo.

CARATTERISTICHE E VANTAGGI DEI CUSCINETTI SKF-SNFA DELLE SERIE S70.. B (HX ../S) E S719.. B (HB ../S)

Caratteristiche
Guarnizione di tenuta non stri­sciante a entrambi i lati
Vantaggi
Alte velocità e bassi incrementi di temperatura
Tenuta efficiente contro la contaminazione
Il grasso viene trattenuto all’interno, evitando problemi di lubrificazione, indipendentemente dall’orientamento degli assi

Caratteristiche
Pre-lubrificazione a vita
Vantaggi
Preciso dosaggio del grasso
Nessuna incompatibilità tra grassi e i liquidi di lavaggio
Viene evitata l’eventuale contaminazione durante il montaggio del mandrino
Non è necessario il reingrassaggio
Grasso specifico per le alte velocità
Il cuscinetto rappresenta un’unità pronta per il montaggio

Caratteristiche
Sfere di piccole dimensioni
Vantaggi
Alte velocità, grazie alle ridotte forze centrifughe, e rigidezza elevate

Caratteristiche
Gabbia guidata sull’anello esterno
Vantaggi
Capacità di raggiungere alte velocità

Caratteristiche
Materiale delle sfere
Vantaggi
Ceramica per permettere alte velocità
Anche disponibili le sfere in acciaio