Written by Martin Ahner

Bearing elements - Rolling bearing and plain bearing basics

Bearing elements are central components of technical systems. They enable the guidance of moving components, absorb forces and reduce friction between components moving relative to one another. Different types of bearings are used depending on the requirements - in particular rolling or plain bearings.

Rolling bearings - functioning principle

Rolling bearings enable predominantly rolling motions with very little sliding. Rolling elements (balls or rollers) that transmit the relative movement, are located between an inner and outer ring. This principle significantly reduces friction compared to pure glide motions

Applications for rolling bearings

Rolling bearings can perform a rolling motion with little gliding involved.°A simple example is their use on bicycle wheels

Here you can see how the rolling bearing performs the rolling motion

Diverse tipologie di cuscinetti volventi

Esistono diversi tipi di cuscinetti volventi. Il più noto è probabilmente il cuscinetto a sfere. Tra le esecuzioni standard si distinguono, inoltre, il cuscinetto a rulli cilindrici, il cuscinetto ad aghi, il cuscinetto a rulli conici e il cuscinetto orientabile a rulli.

Un ulteriore criterio di distinzione tra i diversi cuscinetti volventi è l'angolo di contatto. In base al valore dell'angolo di contatto α è possibile distinguere tra cuscinetti radiali e cuscinetti assiali.

 (Cuscinetto radiale) angolo di contatto α: 0 - 45°                           (Cuscinetto assiale) Angolo di contatto α: 45 - 90°            

Cuscinetti radenti - principio di funzionamento e applicazioni

Anche i cuscinetti radenti assorbono carichi e guidano il movimento dei componenti mobili. Il movimento è di tipo radente, in cui l'elemento supportato ruota all'interno del cuscinetto.

Qui è mostrato un esempio di utilizzo di cuscinetti radenti in una stampante 3D. I cuscinetti radenti sono utilizzati anche in altre guide e articolazioni e vengono spesso impiegati nei motori a combustione interna, sugli alberi a gomiti o a camme.

Per consentire il corretto scorrimento del corpo, viene inserito un mezzo di scorrimento tra il cuscinetto e l'albero supportato. Sapete quali mezzi possono essere utilizzato? 

• Il gas viene utilizzato come mezzo intermedio per separare le superfici di scorrimento a temperature estremamente basse (applicazioni a bassa temperatura).
• Se i cuscinetti radenti idrodinamici devono rilasciare olio durante la rotazione per consentire la lubrificazione, vengono impregnati di olio.
• I lubrificanti solidi vengono impiegati quando, ad esempio, il vuoto, le alte temperature o le forze centrifughe rendono impossibile l'uso della lubrificazione a olio. Spesso si utilizzano grafite, disolfuro di molibdeno oppure PFTE (Teflon).
• Un campo magnetico viene utilizzato dove non devono verificarsi usura e sporcizia (ad esempio, nelle camere bianche).

Cuscinetti a secco

I cuscinetti a secco possono essere realizzati con un'ampia varietà di materiali. Se sono costituiti da un solo materiale, si parla di cuscinetti massicci; se sono costituiti da due o più materiali, si tratta di cuscinetti compositi. Oltre che in plastica, leghe di alluminio o bronzo, possono essere realizzati ad esempio anche in metallo bianco, ceramica o carbone artificiale. Nella scelta del materiale occorre tenere conto di una serie di requisiti.

Naturalmente, il materiale deve avere buone proprietà di scorrimento e caratteristiche di rodaggio favorevoli. Inoltre, deve avere un'elevata resistenza meccanica e una buona resistenza all'usura.