Dubbio Montaggio/Centraggio cuscinetti a rulli conici

meek851 · 23 Luglio 2021

Buongiorno a tutti,
ho trovato in un disegno un tipo di montaggio del genere

Sono abituato a vedere l'anello interno del cuscinetto che poggia direttamente sull'albero,in questo caso invece uno dei due cuscinetti ha l'anello che poggia sull'albero ,l'altro su una ruota centrata sull'albero. In questo caso pero come faccio ad evitare errori di disallineamento/forzamenti? La sede ricavata sulla ruota viene lavorata tutta d'un pezzo con l'albero oppure si danno delle tolleranze dimensionali/geometriche molto strette? Io sono piu propenso verso la seconda strada ma sinceramente è la prima volta che mi capita...voi cosa ne pensate?

Grazie

MassiVonWeizen · 23 Luglio 2021

Sull'albero metti una tolleranza h7 e non serve, salvo per altri motivi, tolleranze geometriche
Sul foro della ruota metti un F6 e una tolleranza geometrica rispetto alla sede del cuscinetto di concentricità 0.02.
Lavorare la ruota assieme all'albero, oltre alla problematica della geometria che si intravede nell'immagine, significa bloccare la ruota che successivamente la ruota dovrà essere tolta.
Se si blocca la ruota con un calettamento forzato poi bisognerà estrarla e il riscaldamento per fare l'operazione potrebbe deformare il foro (che dovrà comunque essere ripreso per il vero montaggio finale)
Se si blocca con saldatura ci saranno delle deformazioni che dovranno essere verificate dopo lo smontaggio.

TETRASTORE · 23 Luglio 2021

meek851 ha detto:
Io sono piu propenso verso la seconda strada

Confermo, la centratura è assicurata dalle tolleranze geometriche delle sedi dei cuscinetti.
La sede della ralla interna del cuscinetto sul mozzo della ruota deve essere lavorata separatamente, anche perchè l'accoppiamento è effettuato tramite uno scanalato che ha solo la funzione di trascinamento.
L'eventuale lavorazione da effettuare con l'albero unito al mozzo della ruota necessiterebbe di un diametro di centraggio sull'albero.

Allego un'immagine con il rilievo di una inesattezza del disegno.

MassiVonWeizen · 23 Luglio 2021

Leggendo anche l'altra tua domanda sulla ralla ho l'impressione che ti spaventi l'idea di imporre tolleranze di pochi centesimi. Oppure che tu dubiti che sia possibile ottenerle.
La questione è che tolleranze precise richiedono lavorazioni fatte con macchine, personale e strumenti di alta qualità con inevitabili costi.
E' anche qui che si vede il progettista che sa valutare e mettere le tolleranze veramente necessarie; tanto per dire, se guardi alcuni esercizi dell'area studenti troverai alberi o supportini che costerebbero centinaia di euro di lavorazioni tante tolleranze hanno inserite.

meek851 · 23 Luglio 2021

Hai ragione,il problema è che vengo dal mondo della carpenteria ed ora sono passato ad un settore di precisione...mi devo un po raidattare! QUa si parla di centesimi,roba che dove stavo prima era da maniaci !!

?

meek851 · 27 Luglio 2021

TETRASTORE ha detto:
Confermo, la centratura è assicurata dalle tolleranze geometriche delle sedi dei cuscinetti.
La sede della ralla interna del cuscinetto sul mozzo della ruota deve essere lavorata separatamente, anche perchè l'accoppiamento è effettuato tramite uno scanalato che ha solo la funzione di trascinamento.
L'eventuale lavorazione da effettuare con l'albero unito al mozzo della ruota necessiterebbe di un diametro di centraggio sull'albero.

Allego un'immagine con il rilievo di una inesattezza del disegno.

CIao Tetrastore, mi è venuto un dubbio..nella tua discussione dici che lo scanalato ha solo funzione di "trascinamento"..cosa intendi dire? Se ad esempio realizzassi una ruota solo parzialmente scanalata e una parte del mozzo fosse liscia e poggiasse sull'albero potrei avere qualche problema? DI solito la ruota fiene interamente scanalata e l'albero parzialmente scanalato?

Grazie in anticipo per le risposte!

TETRASTORE · 27 Luglio 2021

meek851 ha detto:
dici che lo scanalato ha solo funzione di "trascinamento"..cosa intendi dire?

La coassialità del mozzo con l'albero è ottenuta con il precarico sui cuscinetti conici per cui non "appoggia" sull'esterno dello scanalato; questa soluzione è utile per consentire un agevole montaggio/smontaggio del mozzo senza particolari attrezzature.

meek851 ha detto:
Se ad esempio realizzassi una ruota solo parzialmente scanalata e una parte del mozzo fosse liscia e poggiasse sull'albero potrei avere qualche problema?

Sarebbe una lavorazione ed un costo inutile perchè il mozzo è già guidato come detto sopra.
La mia indicazione era riferita al caso in cui si volesse lavorare la sede del cuscinetto sul mozzo assieme a quella sull'albero ma, ovviamente, non per questo tipo di montaggio.

meek851 ha detto:
DI solito la ruota viene interamente scanalata e l'albero parzialmente scanalato?

Sì, l'albero viene fresato solo in parte per una lunghezza utile superiore alla larghezza del mozzo, la parte restante della dentatura (il fondo) non è utilizzabile perchè non è rettilinea (uscita della fresa).
Il mozzo viene brocciato per cui lo scanalato è passante; in altre applicazioni potresti avere anche una parte scanalata (ma sempre passante) ed un diametro di centraggio e/o uno scarico come puoi vedere nell'immagine allegata.

meek851 · 27 Luglio 2021

Credo di aver capito...solo l'ultima cosa e poi non approfitto piu della gentilezza

... in quel caso se ho grossi carichi ,flettenti ad esempio ,l'albero non entra in contatto col mozzo e reagisce solo tramite la ghiera dico bene? In pratica il mozzo non slitta radialmente solo per attrito giusto (Perche c'è del gioco tra vani e denti) ?

Grazie!

TETRASTORE · 27 Luglio 2021

Il momento flettente, qualsiasi ne sia l'entità viene retto in massima parte dal cuscinetto del mozzo (il più grande).

cito: .....l'albero non entra in contatto col mozzo e reagisce solo tramite la ghiera dico bene? In pratica il mozzo non slitta radialmente solo per attrito giusto?

No, la ghiera (termine corretto rondella in quanto non ha filettatura) ha solo la funzione di precarico, quindi deve tenere in posizione assialmente il mozzo premuto contro il cuscinetto, poi sicuramente una piccolissima sollecitazione in funzione dell'elasticità del materiale, la riceve anche lei.
L'albero non è interessato dal momento flettente determinato dalla ruota perchè, come giustamente hai osservato, c'è gioco nell'accoppiamento fra scanalato albero e mozzo. La ghiera (rondella), sarebbe interessata solo nel caso in cui il precarico non fosse sufficiente, in questo caso sarebbe necessario intervenire per ripristinarlo o rivedere il progetto.

meek851 · 30 Luglio 2021

TETRASTORE ha detto:
Il momento flettente, qualsiasi ne sia l'entità viene retto in massima parte dal cuscinetto del mozzo (il più grande).

cito: .....l'albero non entra in contatto col mozzo e reagisce solo tramite la ghiera dico bene? In pratica il mozzo non slitta radialmente solo per attrito giusto?

No, la ghiera (termine corretto rondella in quanto non ha filettatura) ha solo la funzione di precarico, quindi deve tenere in posizione assialmente il mozzo premuto contro il cuscinetto, poi sicuramente una piccolissima sollecitazione in funzione dell'elasticità del materiale, la riceve anche lei.
L'albero non è interessato dal momento flettente determinato dalla ruota perchè, come giustamente hai osservato, c'è gioco nell'accoppiamento fra scanalato albero e mozzo. La ghiera (rondella), sarebbe interessata solo nel caso in cui il precarico non fosse sufficiente, in questo caso sarebbe necessario intervenire per ripristinarlo o rivedere il progetto.

Ciao Tetrastore,

oggi ho proposto la soluzione in immagine (quella del cerchio verde)al cliente e mi diceva che loro,solitamente,adottano una soluzione un po diversa per l'accoppiamento scanalato.
In pratica viene come modificato in immagine (in rosso),il mozzo è solo parzialmente scanalato,cosi come l'albero.

Io so che la lunghezza dello scanalato dipende dalle forze in gioco e dal diametro/modulo dello stesso (sono unificati),quindi è il momento torcente a stabilire se rientriamo in uno o nell'altro caso,è corretto?

C'è tuttavia un vantaggio "pratico" nell'estendere la scanalatura sull albero oltre il mozzo e/o viceversa?

Un altro dubbio,c'è sempre del gioco interno nello scanalato tra i diversi denti...il che mi fa supporre che la rondella che tiene bloccato il mozzo,quando ci sono forti momenti torcenti,slitta sul mozzo altrimenti si potrebbe paradossalmente omettere lo scanalato e fare un collegamento classico con ghiera ad attrito,è corretto?

Grazie

TETRASTORE · 30 Luglio 2021

Gli accoppiamenti scanalati possono consentire uno scorrimento assiale sotto carico.
A tal proposito si possono trovare le seguenti sigle:
F: albero fisso
S: scorrevole;
SC: scorrevole sotto carico.

Profili a fianchi paralleli:
Appoggio stretto (centraggio sul diametro interno)
Appoggio ampio (centraggio esterno)
Appoggio medio (centraggio sui fianchi)

Per maggiori informazioni puoi vedere anche questa discussione.

meek851 ha detto:
Io so che la lunghezza dello scanalato dipende dalle forze in gioco e dal diametro/modulo dello stesso (sono unificati),quindi è il momento torcente a stabilire se rientriamo in uno o nell'altro caso,è corretto?

Sì, in base alla coppia (o momento torcente) da trasmettere, viene dimensionato lo scanalato sulla base delle tabelle normalizzate.

meek851 ha detto:

C'è tuttavia un vantaggio "pratico" nell'estendere la scanalatura sull albero oltre il mozzo e/o viceversa?

Clicca per espandere...

E' un'esigenza costruttiva imposta dal fatto che, come detto precedentemente, la lunghezza utile dello scanalato sull'albero deve essere maggiore di qualche mm rispetto alla lunghezza della parte scanalata sul mozzo.

meek851 ha detto:

c'è sempre del gioco interno nello scanalato tra i diversi denti..

Clicca per espandere...

E' necessario distinguere tre tipi di scanalato:
1) Appoggio stretto (centraggio sul diametro interno)
2) appoggio ampio (centraggio sul diametro esterno)
3) Appoggio medio (centraggio sui fianchi)
Inoltre nel tuo caso l'accoppiamento non è scorrevole (S), neppure scorrevole sotto carico (SC) ma è ad albero fisso (F).

Nel caso di accoppiamento dove lo scanalato trasmette solo la coppia (esempio da te cerchiato in verde) lo scanalato potrebbe essere del tipo 1, 2 o 3; considerando però che nei primi due casi sarebbe richiesta una precisione molto elevata per garantire una perfetta concentricità, per cui lo scanalato dovrebbe essere ottenuto tramite affilatura (operazione costosa) rispetto al normale utilizzo di una fresa a profilare o di un creatore, quindi è preferibile il tipo 3) nel quale sono a contatto solo i fianchi dei denti con un gioco ridotto per consentire il montaggio (molto simile a quello del calettamento di un mozzo su di un albero con linguetta).

Nella soluzione cerchiata in rosso, lo scanalato sarà necessariamente del tipo 3) perchè la funzione di centraggio sull'albero è affidata al diametro di centraggio sul mozzo, non indispensabile ma utile se ci possono essere urti e sollecitazioni alterne. Il mozzo dovrà avere un foro molto simile al mio esempio #7.

Per le tolleranze dei diametri sull'albero devi farti la sequenza delle operazioni di montaggio e tutto ti sarà più chiaro.

Se il disegno è in scala il diametro esterno della rondella è troppo piccolo.

Che cosa intendi per ghiera ad attrito? Un calettatore?

Comunque con questo tipo di montaggio penso che sarà difficile determinare il corretto precarico, visto che è affidato solo alla sensibilità dell'operatore quando effettuerà il serraggio delle viti della rondella, inoltre temo per l'allentamento delle viti della rondella nel caso di condizioni severe di funzionamento.

Calender · 26 Settembre 2021

Piccola nota (vedo questi gruppi quasi tutti i giorni). Per un montaggio rigido e preciso ( e per avere al certezza del giusto precarico),conviene che tu frapponga un distanziale tra i due cuscinetti (come in immagine sotto). Il montaggio senza distanziale funziona ma non hai la garanzia della ripetibilità del precarico (è a sensazione del montatore che serra le viti). A meno di avere un sistema di serraggio con controllo del precarico.

meccanicamg · 26 Settembre 2021

Calender ha detto:
Piccola nota (vedo questi gruppi quasi tutti i giorni). Per un montaggio rigido e preciso ( e per avere al certezza del giusto precarico),conviene che tu frapponga un distanziale tra i due cuscinetti (come in immagine sotto). Il montaggio senza distanziale funziona ma non hai la garanzia della ripetibilità del precarico (è a sensazione del montatore che serra le viti). A meno di avere un sistema di serraggio con controllo del precarico.

Visualizza allegato 63296

Basterebbe mettere nel Gap dell'immagine un sostanziale da rettificare al montaggio per fare il precario uguale ogni volta che lo smonti.

Le viti di fissaggio del coperchietto, si lasciano con un minimo di aria SOLO se devono bloccare un mozzo contro una battuta ben determinata e non per regolare un precario dei cuscinetti. Inoltre serrando a mano, non si ha la garanzia che sia piana e parallela la rondella contro il mozzo.

Calender · 26 Settembre 2021

meccanicamg ha detto:
Le viti di fissaggio del coperchietto, si lasciano con un minimo di aria SOLO se devono bloccare un mozzo contro una battuta ben determinata e non per regolare un precario dei cuscinetti. Inoltre serrando a mano, non si ha la garanzia che sia piana e parallela la rondella contro il mozzo.

Infatti quasi sempre vedo chiudere a pacco con ghiera e dado cianfrinato con controllo della coppia di serraggio (mi riferivo a questo quando parlavo di controllo del precarico).Noi usiamo celle robotizzate che compiono questa operazione, problemi non ne abbiamo mai avuti.
In quell'ottica puoi anche evitare il distanziale, ma per quanto riguarda la resistenza e la rigidezza non è la stessa cosa (hai un momento d'inerzia della sezione minore laddove non c'è il distanziale)

Tuttavia spesso c'è chi usa questo sistema (a 2 o 3 viti e rondella) anche per chiudere a pacco i cuscinetti ,per ragioni di spazio e ingombro,costi ecc... Nonostante non si abbia la garanzia del precarico e non sia proprio l'ideale.

TETRASTORE · 26 Settembre 2021

Calender ha detto:
A meno di avere un sistema di serraggio con controllo del precarico.

Corretto, ovviamente dipende dalla quantità di pezzi da assemblare e da com'è attrezzato il montaggio dell'azienda.
Oggi, per esempio, nei riduttori a vite senza fine di serie fino ad interasse 110-130, per il montaggio dei cuscinetti della vite con anelli di arresto (seeger) in virtù delle quantità elevate, viene utilizzato un sistema di controllo del precarico che determina quanti spessori l'operatore deve inserire.
Le grandi aziende utilizzano invece sistemi automatici robotizzati.
In passato (ed anche ora per piccole serie) il tutto era affidato alla sensibilità dell'operatore che applicava lo spessoramento teorico indicato dall'ufficio tecnico in base alle tolleranze di lavorazione, chiudeva il pacco serrando le viti del coperchietto e verificava se la vite ruotava libera e senza gioco assiale; in base all'esito rismontava il seeger e toglieva o aggiungeva spessori.
La ghiera era utilizzata solo nel montaggio delle coppie coniche, ora anche anche in questo caso per riduttori di piccola-media potenza, si utilizzano seeger che chiudono a pacco i due cuscinetti conici del pignone con un precarico predeterminato. Ovviamente mi riferisco sempre a produzioni di serie.

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