Tipi di cuscinetto per ruote a confronto: a sfere vs a rulli/aghi vs a strisciamento per forza di spinta, carico e durata

Escludere i cuscinetti a strisciamento dove un solo operatore deve muovere il carico

Un cuscinetto a strisciamento è un foro in acciaio lavorato che scorre direttamente sull'asse, di solito con un ingrassatore attraverso il mozzo [S1]. Il contatto metallo-su-metallo gli dà un'alta resistenza al rotolamento — circa 2-3x un cuscinetto a sfere a parità di carico e diametro della ruota [S1]. I cuscinetti a sfere siedono in due corone concentriche con sfere in gabbia tra loro, e l'azione di rotolamento taglia l'attrito [S1,S8]. Due editori indipendenti pongono lo sforzo di spinta dei cuscinetti a sfere a circa il 40% di un cuscinetto a strisciamento a parità di carico [S1,S2], e uno riferisce che i cuscinetti a sfere rotolano fino al 50% più dolcemente dei cuscinetti a strisciamento [S8]. La conseguenza pratica è che la sostituzione da strisciamento a sfere può permettere a un solo operatore di muovere un carrello che prima ne richiedeva due [S2]. La sostituzione non è automatica: il diametro dell'asse e la larghezza del mozzo devono corrispondere, e la portata resta invariata o sale leggermente [S2]. I cuscinetti a strisciamento restano la scelta corretta quando l'attrezzatura sta ferma molto più spesso di quanto rotoli — transpallet da pavimento, slitte per macchine, carrelli di trasferimento da fonderia, attrezzatura in sosta per giorni tra un movimento e l'altro [S1]. Se il carrello percorre più di 300 feet per turno, i cuscinetti a strisciamento sono il punto di partenza sbagliato [S1]. Nessuna fonte di questo insieme dichiara una forza di spinta assoluta in newton o un coefficiente di resistenza al rotolamento, quindi il valore del 40% è solo un confronto relativo [S1,S2].

Separare le sfere dai rulli sul carico per ruota

I cuscinetti a sfere anulari sono citati a 300-1,500 lb per ruota a seconda di dimensione del cuscinetto e asse, e si trovano dentro il 60-70% delle ruote industriali per servizio generale [S1]. Sopra 1,500 lb per ruota, la raccomandazione passa a un cuscinetto a rulli (aghi in gabbia o cono conico) o a un cuscinetto a sfere a doppia corona [S2]. I cuscinetti a rulli resistono anche meglio ai carichi d'urto dei cuscinetti a sfere quando un carrello attraversa piastre di banchina o pavimenti irregolari [S2]. Il cuscinetto può essere il componente limitante la capacità su una ruota per servizio pesante: una ruota tarata per 3,000 lb non erogherà quella capacità se monta un cuscinetto economico [S17]. Per questo il cuscinetto deve essere tarato per il carico al quale la ruota viene venduta, non assunto dalla portata della ruota stessa [S17]. I cuscinetti a rulli sono descritti come l'impostazione predefinita per il servizio pesante, con cuscinetti a rulli conici usati sulle ruote in acciaio forgiato più pesanti [S17]. Le fonti non pubblicano una tabella di portate dinamiche o statiche per tipo di cuscinetto e diametro della ruota, e nessuna dichiara il carico esatto al quale il cuscinetto diventa il componente limitante [S1,S2,S17].

Declassare la portata tarata per il servizio continuo

Le portate di capacità pubblicate assumono servizio intermittente, quindi una ruota scelta alla sua portata di targa sarà sovraccaricata su una linea continua [S17]. Per l'uso 24/7, una fonte di livello distributore consiglia di declassare del 25-33% [S17]. Quel valore è una raccomandazione specifica della fonte più che uno standard di settore, e nessuna norma autorevole in questo insieme fissa una percentuale di declassamento [S17]. La stessa fonte nota che un carrello mosso due volte a turno e un carrello mosso di continuo non sono lo stesso lavoro anche a peso identico [S21]. Condizione del pavimento, velocità e traino, e disposizione del carico aggiungono tutti margine sopra il calcolo di base della capacità [S21]. Le ruote sono tarate per la velocità di camminata manuale, e le applicazioni su linea di traino o motorizzate generano carichi d'urto oltre una portata statica [S21]. La questione del declassamento è quindi una da porre al fornitore rispetto al ciclo di lavoro effettivo, non da risolvere su una tabella.

Scegliere cuscinetti a tenuta permanente o ingrassabili rispetto alla propria realtà di manutenzione

I cuscinetti a strisciamento e a rulli con ingrassatore richiedono lubrificazione ogni 30-90 giorni nel servizio industriale normale e settimanale sotto traino pesante [S2]. I cuscinetti a sfere e in delrin con tenuta sono lubrificati a vita e non prendono mai grasso esterno [S2]. Questa differenza è il meccanismo dietro l'affermazione sulla durata: si afferma che i cuscinetti di precisione con tenuta riducano la resistenza al rotolamento del 10-15% rispetto ai cuscinetti a sfere anulari standard e estendano la durata di servizio di 5-10x dove gli operatori non possono o non vogliono seguire un programma di ingrassaggio [S2]. È un'affermazione di fornitore, ed è condizionata al fallimento di manutenzione che descrive [S2]. La durata di un cuscinetto è descritta come quasi sempre determinata dalla disciplina di lubrificazione [S2]. Il modo di guasto di un cuscinetto a strisciamento trascurato è il punteggiamento dell'asse per cicli di ingrassaggio mancati, poi oscillazione e rumore della ruota [S1]. Se lo stabilimento può garantire la routine di ingrassaggio, un cuscinetto ingrassabile è riparabile e manutenibile; se non può, l'opzione con tenuta elimina del tutto il programma [S2].

Verificare le condizioni che possono dequalificare un cuscinetto prima di ordinare

• Confermare il processo di pulizia e le sostanze chimiche; la ruota, il cuscinetto, l'asse, la ferramenta del freno e i fissaggi devono tutti esservi adatti [S25].
• Per aree con lavaggio a pressione o corrosive, chiedere l'elenco completo dei materiali e le evidenze di prova, non solo una forcella in inox [S25].
• Verificare la temperatura che il cuscinetto vede; i cuscinetti a rulli in gabbia sono citati fino a 250 F [S10].
• Confermare l'asse o l'albero: i cuscinetti a rulli in gabbia richiedono una bussola o un albero temprato [S10].
• Verificare che diametro dell'asse e larghezza del mozzo corrispondano prima di dare per scontata una sostituzione da strisciamento a sfere [S2].

Giudicare sul costo totale di proprietà, non sul prezzo unitario

Il costo totale di proprietà è il costo d'acquisto ammortizzato più la manodopera per sostituire le unità usurate o guaste più il fermo macchina che quei guasti causano, misurato sulla durata di servizio della flotta [S5]. Sulle flotte a più turni, manodopera e fermo superano di solito il prezzo d'acquisto, quindi la ruota al prezzo più basso è raramente quella al costo più basso [S5]. Una ruota e un cuscinetto di grado inferiore si usurano più in fretta e si bloccano più spesso, e ogni sostituzione porta manodopera di manutenzione mentre ogni guasto non pianificato può fermare un carrello o una linea [S5]. La stessa logica compare nell'approvvigionamento dei carrelli ospedalieri, dove un prezzo d'acquisto più basso può essere vanificato da sostituzioni di ruote più frequenti o da più tempo del personale dedicato ai reclami per il rumore [S28]. Le fonti non pubblicano prezzi unitari, soglie di quantità, costi di attrezzatura né un delta di prezzo quantificato tra tipi di cuscinetto, quindi il confronto va costruito dal proprio tasso di sostituzione e dalla propria tariffa di manodopera [S5,S28].

Chiedere al fornitore portata e condizioni commerciali che le fonti non forniscono

• Chiedere quale norma segue la portata di capacità; un fornitore dichiara che le sue ruote sono provate e tarate secondo gli standard ANSI ICWM [S32].
• Chiedere la base di prova dinamica, statica e d'urto dietro la portata, non solo il numero di punta [S32].
• Chiedere la portata di carico del cuscinetto stesso al diametro della ruota che si sta acquistando [S17].
• Chiedere tempi di consegna e quantità minima per la configurazione esatta del cuscinetto; un fornitore dichiara che tempi e minimi variano per specifica [S30].
• Chiedere della disponibilità dei ricambi, poiché ruote difficili da reperire vanificano qualsiasi vantaggio di durata [S28].

Dove le fonti sono in disaccordo sull'intervallo di ingrassaggio

Le due fonti non dichiarano lo stesso intervallo di re-ingrassaggio per cuscinetti ingrassabili in servizio normale, quindi impostare il proprio programma sul valore più restrittivo e confermarlo con il fornitore.

Not established by the sources

• Nessun valore assoluto di resistenza al rotolamento o forza di spinta (coefficiente, N/kg, o sforzo di trazione) per tipo di cuscinetto a carico e velocità dichiarati.
• Nessuna tabella di portate dinamiche o statiche per tipo di cuscinetto e diametro della ruota, e nessuna dichiarazione del carico al quale il cuscinetto diventa il componente limitante.
• Nessun dato di enduranza per tipo di cuscinetto legato a carico, velocità e ciclo di lavoro dichiarati, e nessuna attribuzione del limite di vita a fatica, usura della corona o contaminazione.
• Nessun livello di pressione sonora o rating soggettivo del rumore per tipo di cuscinetto a velocità e carico comparabili; le fonti attribuiscono il rumore al materiale della ruota più che al tipo di cuscinetto.
• Nessun intervallo di temperatura, rating di lavaggio a pressione o tolleranza ai detriti del pavimento dichiarati per tipo di cuscinetto.
• Nessun prezzo unitario, soglia di quantità, costo di attrezzatura o delta di prezzo quantificato tra tipi di cuscinetto.
• Nessun valore di tempo di consegna, quantità minima d'ordine o disponibilità per tipo di cuscinetto.
• Nessuna norma o metodo di prova citato che tarino rumore o durata specifica per tipo di cuscinetto.

Sources

1. casterhq.com — Industry publication
2. casterhq.com — Industry publication
3. casterhq.com — Industry publication
4. monroeengineering.com — Industry publication
5. castercentral.com — Industry publication
6. www.qualitycastersupply.com — Unclassified source
7. hywproducts.com — Manufacturer technical documentation
8. de.ylcaster.com — Unclassified source
9. www.pukangmed.com — Unclassified source
10. www.kpminsencasters.com — Industry peer technical page
11. www.nextdaycasters.com — Industry publication