Tre tipi di ambienti difficili che richiedono cuscinetti speciali
In generale, la maggior parte dei cuscinetti, dei perni delle camme e degli altri elementi volventi sono realizzati in materiale AISI52100, che è una miscela di acciaio debolmente legato degassato contenente una grande quantità di cromo e carbonio. Il materiale AISI52100 ha un alto grado di durezza e un'eccellente resistenza all'usura e deformabilità. Queste caratteristiche rendono il materiale AISI52100 un materiale ideale per applicazioni con cuscinetti a sfere e cuscinetti a rullini. I cuscinetti realizzati in AISI52100 sono utilizzati in una vasta gamma di settori, dall'estrazione mineraria e lavorazione dei materiali all'intrattenimento e alla generazione di energia.
Tuttavia, i cuscinetti standard AISI52100 non possono resistere ad alcuni ambienti difficili, quindi spesso sono necessari materiali speciali per produrre parti rotanti. In questi casi possono essere utilizzati cuscinetti in AISI304, AISI440, AISI630, titanio, ceramica e senza grasso.
Quando si seleziona il tipo corretto di materiale del cuscinetto per la propria applicazione specifica, è necessario tenere presenti le seguenti condizioni:
Ambiente corrosivo
Molte industrie operano in ambienti corrosivi ben noti, tra cui la lavorazione degli alimenti, i semiconduttori, la placcatura dei metalli, le apparecchiature mediche e i mercati militari.
Nella sola industria di trasformazione alimentare, sono richiesti costi elevati per riparare ogni anno i danni legati alla corrosione. La lavorazione degli alimenti richiede solitamente molta acqua, che è corrosiva; cibi ad alto contenuto di acidi, come salse, condimenti per insalata e kimchi, sono più corrosivi. Questo ambiente può portare a un rapido degrado delle apparecchiature, costosi tempi di fermo per manutenzione e contaminazione degli alimenti.
Anche le apparecchiature nell'industria medica e dei semiconduttori sono sottoposte a rigorose procedure di pulizia, decontaminazione e disinfezione, che di solito comportano l'uso di prodotti chimici aggressivi e corrosivi. Il processo di metallizzazione richiede trattamenti alcalini e acidi. L'esercito ha severi requisiti anti-corrosione per le attrezzature (inclusi veicoli, armi e altri macchinari) per aiutarli a resistere a condizioni ambientali difficili.
Per tutti questi ambienti altamente corrosivi, i cuscinetti standard AISI52100 non sono qualificati; speciali cuscinetti resistenti alla corrosione sono necessari per garantire il normale funzionamento. In questi casi, devono essere considerati cuscinetti in titanio o acciaio inossidabile AISI304, AISI440 o AISI630.
Ambiente ad alta temperatura
La temperatura in molti ambienti industriali è di almeno 400 gradi Celsius (752 gradi Fahrenheit). Ad esempio, nel processo di produzione del cartone ondulato, una serie di rulli vengono utilizzati per arricciare la scanalatura centrale e far aderire il foglio esterno alla scanalatura. Questi rulli sono riscaldati a circa 365 gradi Fahrenheit. Per garantire il normale funzionamento, sono necessari cuscinetti speciali per alte temperature. La lavorazione del metallo richiede anche temperature molto elevate e resistenza alla corrosione, poiché il valore del pH oscilla durante la lavorazione.
Il cuscinetto resistente alla temperatura ideale sarà realizzato in acciaio inossidabile AISI304 o AISI630 perché questi metalli sono resistenti sia alle alte temperature che alla corrosione. I cuscinetti privi di grasso sono un'altra buona scelta perché la lubrificazione dei cuscinetti spesso fallisce in condizioni di alta temperatura.
Ambiente elettrico
La corrente elettrica può causare danni incredibili alle parti metalliche. Per il cuscinetto, causerà una serie di problemi, tra cui il passaggio dell'aria nella pista del cuscinetto, la corrosione per vaiolatura del cuscinetto a rullini e la diminuzione delle prestazioni di lubrificazione. Ad esempio, vari motori elettrici, motori di trazione elettrica nelle applicazioni ferroviarie e apparecchiature mediche come le imager a risonanza magnetica coinvolgono tutti ambienti ad alto stress con grandi quantità di attività elettrica.
I cuscinetti in ceramica, così come i cuscinetti in metallo con isolamento in ceramica, sono ideali per applicazioni ad alta carica. I materiali ceramici, con poche rare eccezioni, sono conduttori elettrici molto poveri; sebbene possano accettare tensioni elevate, possono dissipare questa energia elettrica in modo molto efficace. La corrente che passa difficilmente causa il degrado.
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