Calcolatore PV per cuscinetti a strisciamento
Inserite carico radiale, foro, lunghezza e tipo di moto. Il calcolatore restituisce il carico specifico p, la velocità di scorrimento v e il loro prodotto PV, e confronta ciascuno dei tre con il limite pubblicato del materiale di boccola selezionato: si vede subito se il materiale è adatto alle condizioni di esercizio.
Tre numeri decidono un cuscinetto a strisciamento: il carico specifico (la forza divisa per l’area proiettata), la velocità di scorrimento sulla superficie del foro e il loro prodotto, il fattore PV, che misura il calore d’attrito che il cuscinetto deve smaltire. Ogni materiale per boccole pubblica un limite per ciascuno dei tre; un progetto è realizzabile quando tutti e tre rientrano nei limiti del materiale scelto, con un margine per urti, disallineamenti e sporco.
Le formule
Carico specifico: p = F / (d × L) in N/mm² (= MPa), dove F è la forza radiale in newton, d il foro e L la lunghezza caricata in millimetri. Velocità di scorrimento in rotazione: v = π × d × n / 60 000 in m/s, con n in giri/min. Per un’oscillazione di angolo totale θ a f cicli al minuto (un ciclo = andata e ritorno): v = 2 × (θ / 360) × π × d × f / 60 000. Per il moto lineare con corsa s (mm) a f corse al minuto: v = 2 × s × f / 60 000. Il PV è semplicemente p × v in N/mm²·m/s.
Con dati in unità imperiali il calcolatore converte prima in N e mm e mostra accanto i valori in psi e ft/min. 1 N/mm² = 145 psi; 1 m/s = 196,85 ft/min; 1 N/mm²·m/s ≈ 28 550 psi·ft/min.
Come leggere il risultato
Ciascuno dei tre valori p, v e PV viene confrontato con il limite pubblicato per il materiale e la lubrificazione selezionati; l’utilizzo indicato è il più alto dei tre rapporti. Sotto l’80 % il progetto è tranquillo; tra l’80 e il 100 % funziona se il carico è costante, l’albero è a disegno e la temperatura moderata; oltre il 100 % servono un altro materiale, una boccola più lunga, un foro più grande o una lubrificazione migliore. Se la velocità inserita è zero, il carico viene confrontato con il valore statico, dove il materiale ne pubblica uno.
I limiti sono valori pubblicati separatamente, non un unico punto di funzionamento garantito, e presuppongono l’albero, gli accoppiamenti, l’allineamento e l’ambiente descritti in ciascuna pagina prodotto. Per il bronzo fuso e l’acciaio temprato non è pubblicato un fattore PV: per questi il calcolatore verifica soltanto p e v.
Moto oscillante e intermittente
Le boccole degli snodi si muovono lentamente e la velocità media di scorrimento è bassa, quindi il PV è raramente il limite: lo è il carico specifico. L’oscillazione, però, affatica il cuscinetto più di quanto suggerisca la velocità media: a ogni inversione il film si interrompe e a ogni ciclo è sempre lo stesso arco del foro a portare il carico. Usate il valore di carico oscillante o dinamico (60 N/mm² per i compositi in PTFE e POM, 40 N/mm² per il bronzo avvolto) e non quello statico e, per angoli molto piccoli ad alta frequenza (fretting), chiedete una verifica ai nostri tecnici.
Che cosa il calcolatore non fa
Non stima la durata a usura, l’aumento di temperatura né l’effetto di sporco, disallineamenti e urti: per questi serve l’applicazione completa. Non dimensiona l’accoppiamento con la sede (usate il calcolatore di piantaggio) e non ripartisce un carico tra due cuscinetti (usate il calcolatore del carico). Usate il risultato per una prima scelta del materiale, poi inviateci le condizioni di esercizio con i numeri: i nostri tecnici confermano materiale e misura.
Domande frequenti
Che cos’è il fattore PV di un cuscinetto a strisciamento?
Il prodotto tra il carico specifico p (N/mm²) e la velocità di scorrimento v (m/s). È proporzionale al calore d’attrito generato per unità di area del cuscinetto ed è il limite di riferimento per le boccole a secco e in lubrificazione limite.
Qual è un buon valore di PV?
Dipende dal materiale: circa 1,8 N/mm²·m/s in continuo per il composito in PTFE a secco, 2,8 per bimetallo e bronzo avvolto ingrassati, 10 per il bimetallo in olio, 22 per il composito in POM in olio, 1,65 per il bronzo con grafite a secco. Per un progetto tranquillo restate sotto l’80 % del limite.
Come si calcola la velocità di scorrimento di una boccola oscillante?
Si moltiplica la frazione di giro percorsa in un ciclo (angolo / 360, due volte per andata e ritorno) per la circonferenza del foro π × d e per i cicli al minuto, poi si divide per 60 000 per ottenere m/s.
Perché il limite statico è diverso da quello dinamico?
Un carico fermo deve solo essere sopportato senza deformare lo strato di scorrimento; un carico in movimento genera anche calore e usura. Per questo i materiali pubblicano un valore statico più alto (250 N/mm² per le boccole composite, 45 per il bronzo fuso) e uno dinamico più basso.
Posso usare il calcolatore per una ralla reggispinta?
Sì: inserite come d × L l’area della corona circolare (qualsiasi coppia d e L il cui prodotto sia uguale all’area della faccia) e la velocità di scorrimento al diametro medio; i limiti del materiale sono gli stessi.
Oltre il limite, o quasi?
Inviateci carico, velocità, tipo di moto e ambiente. I nostri tecnici propongono materiale, misura e lubrificazione e quotano entro 12 ore. I campioni sono gratuiti.
Risposta al preventivo: 12 h · Campioni gratuiti · Nessun minimo d’ordine