In questo articolo parleremo di cuscinetti ceramici 100%: che siano cuscinetti ceramici alta velocità, cuscinetti ceramici alta temperatura non importa, la caratteristica principale è che sono senza lubrificazione.
In questo articolo abbiamo già analizzato l’importanza non solo della scelta del lubrificante da utilizzare in un cuscinetto ma anche delle operazioni di manutenzione.
A volte, però, la scelta corretta del lubrificante o l’esecuzione delle adeguate operazioni di manutenzione sono molto difficili o impossibili; ad esempio:
Il risultato di situazioni come queste è che i cuscinetti non operano in condizioni ottimali causandone una sostituzione precoce. Operazioni di manutenzione frequenti comportano fermi macchina che possono non essere economicamente accettabili.
Una soluzione a tutte queste problematiche è rappresentata dai cuscinetti totalmente ceramici ossia da cuscinetti realizzati con:
Vediamo in dettaglio quali sono le caratteristiche dei cuscinetti totalmente ceramici che, nei confronti del problema della lubrificazione, li rendono una soluzione molto interessante, a volte l’unica:
La durezza dei materiali ceramici è, per caratteristiche intrinseche a questa tipologia di materiali, molto più elevata della durezza che gli acciai per cuscinetti raggiungono dopo tempra.
Gli elementi volventi e gli anelli in materiale ceramico hanno una rugosità più bassa rispetto a quello ottenibile con gli acciai per cuscinetti
Il coefficiente di attrito dei materiali ceramici è più basso del coefficiente di attrito degli acciai per cuscinetti.
I materiali ceramici presentano una resistenza alla temperatura estremamente elevata. Infatti, l’Ossido di Zirconio può essere utilizzato fino a 500°C ed il Nitruro di Silicio fino a 800°C mentre gli acciai per cuscinetti, a meno di trattamenti particolari, possono essere usati fino a 150°C.
L’Ossido di Zirconio ed il Nitruro di Silicio sono chimicamente inerti nei confronti di moltissime sostanze chimiche che sono fatali per i cuscinetti in acciaio (acidi, basi, composti organici, acqua, nebbia salina, ecc.).
Queste 5 caratteristiche producono un effetto molto importante nei cuscinetti totalmente ceramici: la resistenza all’usura è migliore di quella degli acciai.
Vediamo perché.
Consideriamo due cuscinetti, uno in acciaio e l’altro in materiale ceramico, di pari dimensioni e sottoposti allo stesso carico.
Poiché l’abrasione meccanica è legata alla rugosità delle superfici in contatto, nei materiali ceramici questo fenomeno avrà rilevanza minore perché la rugosità è più bassa di quella ottenibile nei cuscinetti in acciaio.
L’innalzamento di temperatura nel cuscinetto ceramico sarà inferiore a quella del cuscinetto in acciaio. Infatti, poiché i materiali ceramici sono dotati di una durezza più elevata degli acciai per cuscinetti, la superficie di contatto tra elemento volvente e pista nel cuscinetto totalmente ceramico sarà più piccola di quella presente nel cuscinetto in acciaio. Una superficie di strisciamento più piccola associata ad un coefficiente di attrito più basso danno luogo ad una minore produzione di calore.
In definitiva, il cuscinetto ceramico mostra una resistenza all’usura più elevata rispetto al cuscinetto in acciaio.
Tutto questo porta ad un risultato estremamente importante:
I cuscinetti totalmente ceramici possono operare in condizioni di lubrificazione impossibili per i cuscinetti in acciaio.
Alcuni esempi di utilizzo possono essere i seguenti:
Ti abbiamo spiegato solo uno dei tanti aspetti che fanno, di questo prodotto, il migliore alleato delle tue macchine. Abbiamo approfondito ulteriormente i vantaggi e il funzionamento dei cuscinetti in una guida dedicata che contiene anche le applicazioni possibili.
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