Gioco interno

GIOCO INTERNO E VALORI STANDARD

Il "Gioco Interno" è il gioco che si genera tra l'anello esterno, l'anello interno ed il corpo volvente.
Generalmente, l'entità di tale spostamento in alto o in basso dell'anello esterno rispetto all'anello interno fisso è chiamato gioco radiale, mentre il movimento verso destra o sinistra è definito gioco assiale.
Il gioco interno del cuscinetto in condizioni operative è un fattore importante che ha un'influenza significativa su altri fattori quali rumore, vibrazioni, produzione di calore e durata a fatica. I cuscinetti radiali a sfere vengono generalmente classificati per il loro gioco interno radiale.
Quando si misura il gioco interno, il cuscinetto è sottoposto ad un carico standard per garantire il completo contatto tra tutti i componenti del cuscinetto. Sotto questo carico, il valore misurato è maggiore del valore effettivo stabilito per il gioco radiale: ciò è dovuto alla deformazione elastica.

GIOCO RADIALE DI CUSCINETTI DI PICCOLE DIMENSIONI

SIGLA MC1 MC2 MC3 MC4 MC5 MC6
GIOCO RADIALE min. 0 3 5 8 13 20
max. 5 8 10 13 20 28

Unità di misura μm

note: 
1. Il gioco standard è MC3.
2. Per misurare il gioco, occorre correggere tramite il fattore correttivo riportato nella tabella seguente.

SIGLA MC1 MC2 MC3 MC4 MC5 MC6
FATTORE CORRETTIVO 1 1 1 1 2 2

L CARICO DI MISURA E' IL SEGUENTE:
CUSCINETTI MINIATURA 2.5N (0.25kgf )
CUSCINETTI DI PICCOLE DIMENSIONI 4.4N (0.45kgf )

GIOCO INTERNO RADIALE DI CUSCINETTI RADIALI RIGIDI A SFERE

DIAMETRO NOMINALE FORO d(mm) GIOCO
C2 CN(C0) C3 C4 C5
Oltre Compreso MIN MAX MIN MAX MIN MAX MIN MAX MIN MAX
10(SOLO)   0 7 2 13 8 23 14 29 20 37
10 18 0 9 3 18 11 25 18 33 25 45
18 24 0 10 5 20 13 28 20 36 28 48
24 30 1 11 5 20 13 28 23 41 30 53
30 40 1 11 6 20 15 33 28 46 40 64
40 50 1 11 6 23 18 36 30 51 45 73

Unità di misura μm

nota:
1. Per misurare il gioco, occorre correggere tramite il fattore correttivo riportato nella tabella seguente.

DIAMETRO NOMINALE FORO d(mm)  CARICO DI MISURA FATTORE CORRETTIVO
Oltre Fino a N (kgf) C2 CN (C0) C3 C4 C5
10(INCLUSO) 18 24.5 (2.5) 3~4 4 4 4 4
18 50 49 (5) 4~5 6 6 6 6

Unità di misura μm

RAPPORTO TRA GIOCO RADIALE E GIOCO ASSIALE

Il gioco assiale è stabilito dal diametro sfera, il raggio delle piste dell'anello esterno e interno ed il gioco radiale. Di solito è circa 10 volte il valore del gioco radiale.
Si raccomanda di non selezionare un gioco radiale piccolo o un accoppiamento con grande interferenza per ridurre il gioco assiale dopo il montaggio.

SCELTA DEL GIOCO RADIALE

Teoricamente, la durata massima dei cuscinetti si ottiene quando il precarico è leggerissimo.
Infatti, anche un leggero aumento di tale precarico teorico può avere un effetto molto negativo sulla durata di vita del cuscinetto. Dovrebbe essere pertanto selezionato un gioco positivo. MC3 è di solito utilizzato per i microcuscinetti, il gioco standard per i cuscinetti generici, mentre nei cuscinetti a sezione sottile, il gioco non dovrebbe mai essere superiore a quello "standard".

SELEZIONE DEL GIOCO RADIALE INTERNO

Condizioni Operative Gioco
Accoppiamento con gioco per anello interno ed esterno.
Basso carico radiale, assenza di carico assiale. Basse velocità.
Selezionare un cuscinetto con ridotto gioco radiale. Minori vibrazioni e rumorosità.
MC1, MC2, C2
Basso momento d'attrito. Carico radiale standard. Carico assiale medio.
Accoppiamento con leggera interferenza per l'anello interno.
Accoppiamento con gioco per l'anello esterno. Velocità medio - bassa.
MC3, MC4, CN(C0)
Momento d'attrito estremamente basso. Elevato carico radiale. Elevato carico assiale.
Accoppiamento con forte interferenza adatta a sopportare carichi elevati o carichi d'urto.
Elevato gradiente termico tra anello interno ed anello esterno. Elevata flessione dell'albero.
MC5, MC6, C3, C4, C5

CALCOLO DEL GIOCO

1) GIOCO IN ESERCIZIO

Per "gioco in esercizio" si intende il gioco risultante dopo che carico, variazioni di temperatura e accoppiamento sono stati opportunamente valutati.

∆= ∆ 1 -(δt+δf )+δw(mm)

2) RIDUZIONE DEL GIOCO DOVUTA ALLA DIFFERENZA DI TEMPERATURA TRA L’ANELLO INTERNO E QUELLO ESTERNO

In un cuscinetto, la temperatura più alta viene generata nel corpo volvente e sull'anello interno, mentre l'anello esterno ha una temperatura più bassa. Poiché è impossibile misurare la temperatura dei corpi volventi, per comodità viene utilizzata la temperatura dell'anello interno.

δt=a×∆T×Do(mm)

3) RIDUZIONE DEL GIOCO DOVUTA ALL'ACCOPPIAMENTO

Quando un cuscinetto è montato su un albero oppure in un alloggiamento con un accoppiamento con interferenza, il gioco interno del cuscinetto si riduce.

δ f= δ fi+ δ fo=
∆ db×d/db×((1-(do/d)2))/(1-(do/db)2))+
∆ Da×Da/D×((1-D/Dh)2))/(1-(Da/Dh)2)) (mm)

4) AUMENTO DEL GIOCO DOVUTO AL CARICO

Il carico sul cuscinetto lo deforma elasticamente e, quindi, aumenta il gioco interno.

δ w=C×((5×Fr)/(Z×cos α ))(2/3) ×(1/dw)(1/3) (mm)

L'angolo di contatto iniziale α 0 è calcolato tramite le seguenti formule:

cos α 0 / cos α = 1+C/(2×m-1)×(Fa/(9.8×Z×D w 2 ×sin α)(2/3)
1-cos α 0 = ∆r/(2×DW×(2×m-1))

LEGENDA SIMBOLI

∆T Differenza di temperatura tra anello interno ed esterno m Osculazione
D0 Diametro pista anello esterno Z Numero di sfere
∆db Gioco di accoppiamento tra anello interno ed albero Dw Diametro sfere
d0 Diametro foro dell'albero cavo α Angolo di contatto
Dn Diametro esterno della sede alloggiamento α0 Angolo di contatto iniziale
∆Da Gioco di accoppiamento tra anello esterno e sede dell'alloggiamento Fa Carico assiale
db Diametro esterno medio dell'anello interno Fr Carico radiale
Da Diametro esterno medio dell'anello esterno ∆r Gioco interno radiale
a Coefficiente di espansione termica per l'acciaio del cuscinetto C Modulo di elasticità del materiale
Cuscinetti in generale C=0.00218 m=0.525
Cuscinetti per strumenti C=0.00287 m=0.560