{"id":1053,"date":"2020-12-22T14:42:14","date_gmt":"2020-12-22T14:42:14","guid":{"rendered":"https:\/\/staging.perspect.it\/lyrabearing\/?p=1053"},"modified":"2026-06-05T17:31:47","modified_gmt":"2026-06-05T15:31:47","slug":"cuscinetti-riduzione-attrito","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/lyrabearing.com\/it\/insights\/cuscinetti-riduzione-attrito\/","title":{"rendered":"Riduzione dell&#8217;attrito e cuscinetti a sfera: 6 cose da sapere"},"content":{"rendered":"<p>In\u00a0 questo articolo parleremo di <a href=\"https:\/\/lyrabearing.com\/it\/insights\/cuscinetti-ceramici-caratteristiche-vantaggi\/\">cuscinetti realizzati in materiali ceramici<\/a> per ridurre l\u2019attrito.<\/p>\n<p>In alcune applicazioni \u00e8 importante cercare di massimizzare il rendimento delle trasmissioni meccaniche. Una fonte importante di dispersione di energia \u00e8 rappresentata dai cuscinetti a causa dell\u2019attrito al loro interno. Cercare, quindi, di ridurre l\u2019attrito al minimo possibile \u00e8 una delle priorit\u00e0 in questi contesti.<\/p>\n<p>In questo articolo analizzeremo le 6 cause di attrito all\u2019interno di un cuscinetto, cosa fare per ridurle e presenteremo una soluzione innovativa che permette di superare molto efficacemente i limiti dei cuscinetti in acciaio e di ottenere un livello minimo di dispersione di energia impensabile per i cuscinetti standard: i cuscinetti in zirconia.<\/p>\n<p>I cuscinetti volventi sono componenti meccanici che hanno lo scopo di guidare e supportare un movimento rotatorio. Nell\u2019esplicare questa funzione, per\u00f2, una parte dell\u2019energia necessaria per mantenere il moto rotatorio, per quanto piccola, viene dissipata a causa dell\u2019attrito che si crea nel cuscinetto. In un\u2019ottica di aumento del rendimento della trasmissione \u00e8 necessario ridurre il pi\u00f9 possibile l\u2019attrito interno del cuscinetto.<\/p>\n<h2>Cause principali di attrito<\/h2>\n<p>Cerchiamo, innanzitutto, di capire quali sono le cause di questo attrito ossia dove sia possibile agire per ridurre l\u2019energia dissipata dal cuscinetto.<\/p>\n<p>Le principali cause di attrito in un cuscinetto, in ordine di importanza e di influenza, sono:<\/p>\n<ul>\n<li>Caratteristiche della lubrificazione: tipo e quantit\u00e0 di lubrificante<\/li>\n<li>Attrito causato dalle guarnizioni<\/li>\n<li>Gioco del cuscinetto<\/li>\n<li>Classe di precisione del cuscinetto<\/li>\n<li>Rugosit\u00e0 delle piste di rotolamento e dei corpi volventi<\/li>\n<li>Durezza delle piste di rotolamento e dei corpi volventi<\/li>\n<\/ul>\n<p>Analizziamole in dettaglio:<\/p>\n<h3>1. Lubrificazione<\/h3>\n<p>Lo scopo della lubrificazione \u00e8 creare un film tra corpo volvente e pista di rotolamento che ne eviti il contatto diretto e che permetta di dissipare il calore che si crea nella superficie di contatto. Perch\u00e9 queste azioni si possano esplicare \u00e8 necessario che il lubrificante abbia un\u2019adeguata viscosit\u00e0 in modo da sopportare il carico agente sul cuscinetto e che questa si mantenga nel campo di temperatura di utilizzo del cuscinetto. Una viscosit\u00e0 troppo elevata, per\u00f2, se da un lato pu\u00f2 essere una sicurezza in termini di resistenza al carico, dall\u2019altro pu\u00f2 rappresentare un ostacolo al movimento del corpo volvente aumentando l\u2019attrito del cuscinetto e, quindi, l\u2019energia dissipata.<\/p>\n<p>Analogamente,\u00a0<strong>la quantit\u00e0 di lubrificante<\/strong>\u00a0inserita nel cuscinetto pu\u00f2 giocare un ruolo importante. Infatti, anche se la viscosit\u00e0 del lubrificante \u00e8 adeguata alle condizioni di carico del cuscinetto, una quantit\u00e0 troppo bassa non permette di creare il giusto spessore di film. Allo stesso tempo, per\u00f2, se la quantit\u00e0 di lubrificante \u00e8 troppo elevata, si crea un ostacolo al rotolamento con aumento dell\u2019attrito e dell\u2019energia dissipata.<\/p>\n<p>Pertanto, allo scopo di minimizzare l\u2019attrito, \u00e8 necessario:<\/p>\n<ul>\n<li><strong>scegliere accuratamente il grado di viscosit\u00e0<\/strong>\u00a0del lubrificante che dipende dal carico agente sul cuscinetto, dalla velocit\u00e0 di rotazione e dalla temperatura di lavoro: se la viscosit\u00e0 \u00e8 troppo bassa non si forma un adeguato film lubrificante tra corpo volvente e pista, se \u00e8 troppo alta aumenta considerevolmente l\u2019attrito<\/li>\n<li><strong>scegliere la quantit\u00e0 di lubrificante\u00a0<\/strong>da inserire nel cuscinetto; anche qui, troppo poco non permette di formare un adeguato film lubrificante e troppo aumenter\u00e0 l\u2019attrito.<\/li>\n<\/ul>\n<p>Va considerato che l\u2019utilizzo di lubrificanti speciali o la variazione della quantit\u00e0 di lubrificante normalmente inserita all\u2019interno dei cuscinetti fa s\u00ec che il cuscinetto diventi \u201cspeciale\u201d con conseguente possibile aggravio di costi e difficolt\u00e0 di approvvigionamento.<\/p>\n<h3>2. Guarnizioni<\/h3>\n<p>Le guarnizioni che vengono utilizzate nei cuscinetti hanno due scopi fondamentali: mantenere all\u2019interno del cuscinetto il lubrificante e proteggere il cuscinetto dall\u2019ingresso di materiali estranei che potrebbero inficiare la funzionalit\u00e0 non solo del cuscinetto ma anche del lubrificante. Dal punto di vista dell\u2019attrito, le guarnizioni che contribuiscono ad aumentarlo sono il tipo strisciante ossia le RS, in quanto hanno un labbro di tenuta che striscia sull\u2019anello del cuscinetto.<\/p>\n<p>Allo scopo di ridurre al minimo l\u2019attrito va valutato attentamente se sia necessario utilizzare guarnizioni di tipo RS o se possano essere utilizzate le non striscianti (Z). \u00c8 possibile, poi, curare particolarmente la superficie di contatto tra anello del cuscinetto e guarnizione in modo da ridurre l\u2019attrito. Questa soluzione, per\u00f2, potrebbe non essere lo standard di fornitura dei cuscinetti e, quindi, rappresentare un aggravio di costi ed un aumento della difficolt\u00e0 di approvvigionamento.<\/p>\n<h3>3. Gioco del cuscinetto<\/h3>\n<p>La riduzione del gioco del cuscinetto aumenta il numero di elementi volventi a contatto con la pista di rotolamento incrementando l\u2019attrito e la dissipazione di energia.<\/p>\n<p>Allo scopo di ridurre l\u2019attrito, quindi, va scelto il gioco pi\u00f9 ampio possibile, compatibilmente con le condizioni di utilizzo del cuscinetto.<\/p>\n<h3>4. Classe di precisione del cuscinetto<\/h3>\n<p>Nella realizzazione degli anelli dei cuscinetti si introducono degli errori di forma che discostano le superfici delle piste di rotolamento dal teorico. Questi scostamenti producono dei contatti irregolari con gli elementi volventi causando un aumento dell\u2019attrito nel rotolamento del cuscinetto.<\/p>\n<p>Per ridurre l\u2019attrito sarebbe necessario scegliere cuscinetti con la pi\u00f9 alta precisione possibile. Questi cuscinetti, per\u00f2, possono avere costi elevati e difficolt\u00e0 di approvvigionamento. Poich\u00e9 il peso della precisione sul computo totale dell\u2019attrito \u00e8 basso, pu\u00f2 non essere necessario utilizzare classi di precisione non standard.<\/p>\n<h3>5. Rugosit\u00e0 delle piste di rotolamento e dei corpi volventi<\/h3>\n<p>Poich\u00e9 nel rotolamento dei corpi volventi del cuscinetto sulle piste esiste anche una componente di strisciamento, la rugosit\u00e0 delle due superfici gioca un ruolo importante. Infatti, maggiore \u00e8 la rugosit\u00e0 e maggiore sar\u00e0 l\u2019attrito.<\/p>\n<p>Su questo parametro \u00e8 difficile intervenire, nel senso che non \u00e8 possibile chiedere ai costruttori di cuscinetti di adottare un valore di rugosit\u00e0 diverso dallo standard a meno di non accettare che il cuscinetto diventi uno \u201cspeciale\u201d. \u00c8 possibile utilizzare cuscinetti super-precisi che, per\u00f2, ad una rugosit\u00e0 delle piste pi\u00f9 bassa dei normali cuscinetti aggiungono una classe di precisione elevata. Sono cuscinetti dal costo elevato e non si trovano in tutte le forme costruttive.<\/p>\n<h3>6. Durezza delle piste di rotolamento e dei corpi volventi<\/h3>\n<p>La componente di strisciamento di cui si \u00e8 detto nel punto precedente dipende dall\u2019estensione della superficie di contatto tra corpo volvente e pista. Maggiore \u00e8 la superficie e maggiore sar\u00e0 lo strisciamento. La dimensione della superficie di contatto dipende dalla durezza del materiale con cui sono realizzati anelli e corpi volventi dei cuscinetti. Quanto pi\u00f9 duro \u00e8 il materiale e tanto pi\u00f9 piccola \u00e8 la superficie e minore sar\u00e0 l\u2019attrito.<\/p>\n<p>Anche in questo caso, questo parametro non \u00e8 \u201cregolabile\u201d. Il grado di durezza delle piste e degli elementi volventi dipende dal processo di tempra a cui vengono sottoposti gli acciai.<\/p>\n<p>La scelta delle caratteristiche di un cuscinetto per ridurre al minimo la dissipazione di energia richiede di valutare i punti sopra citati e non \u00e8 sempre facile n\u00e9 possibile trovare la soluzione.<\/p>\n<p>Oggi, per\u00f2, esiste una soluzione innovativa che fornire una risposta alla ricerca del minor attrito: i\u00a0<strong>cuscinetti totalmente ceramici.<\/strong><\/p>\n<h2>Le caratteristiche ottimali dei cuscinetti in zirconia<\/h2>\n<p>Vediamo quali sono le caratteristiche di questi cuscinetti in relazione ai punti sopra indicati ed i motivi per cui possono essere la soluzione ottimale:<\/p>\n<h3>1. Lubrificazione<\/h3>\n<p>I materiali ceramici che adottati per la realizzazione di questi cuscinetti (Ossido di Zirconio ZrO<sub>2<\/sub>\u00a0e Nitruro di silicio Si<sub>3<\/sub>N<sub>4<\/sub>) non necessitano di una attenta lubrificazione (sia in termini di tipo di lubrificante che di quantit\u00e0) come, invece, accade per i cuscinetti in acciaio. I cuscinetti totalmente ceramici, infatti, possono anche operare in assenza di lubrificazione. Con questo tipo di cuscinetti, quindi, \u00e8 possibile utilizzare, se necessario, una minima quantit\u00e0 di lubrificante tenendo l\u2019attrito a valori molto bassi.<\/p>\n<h3>2. Guarnizioni<\/h3>\n<p>Poich\u00e9 i cuscinetti totalmente ceramici possono operare anche senza lubrificazione, non \u00e8 necessario che siano protetti con guarnizioni di tipo strisciante. Questo permette di ridurre notevolmente l\u2019attrito.<\/p>\n<h3>3. Gioco del cuscinetto<\/h3>\n<p>Nel caso del gioco del cuscinetto, valgono le stesse considerazioni riportate al punto 3 precedente.<\/p>\n<h3>4. Classe di precisione del cuscinetto<\/h3>\n<p>Anche per quanto concerne la classe di precisione del cuscinetto, per i totalmente ceramici valgono le stesse considerazioni dei cuscinetti in acciaio.<\/p>\n<h3>5. Rugosit\u00e0 delle piste di rotolamento e dei corpi volventi<\/h3>\n<p>Grazie alle caratteristiche dei materiali ceramici, la rugosit\u00e0 ottenibile su piste e corpi volventi \u00e8 generalmente pi\u00f9 bassa di quella presente nei cuscinetti in acciaio. Ci\u00f2 comporta che ci sia una riduzione di attrito.<\/p>\n<h3>6. Durezza delle piste di rotolamento e dei corpi volventi<\/h3>\n<p>I materiali ceramici sono molto pi\u00f9 duri dell\u2019acciaio temprato per cuscinetti. Ne consegue che la superficie di contatto tra corpo volvente e pista di rotolamento sia pi\u00f9 piccola e, quindi, anche lo strisciamento e infine l\u2019attrito.<\/p>\n<p>In conclusione, i <a href=\"https:\/\/lyrabearing.com\/it\/insights\/cuscinetti-ceramici-caratteristiche-vantaggi\/\">cuscinetti totalmente ceramici<\/a>, grazie alle loro caratteristiche, possono essere la soluzione ottimale per\u00a0<strong>tutte quelle condizioni in cui sia assolutamente necessario ridurre al minimo la dissipazione di energia e quindi aumentare il rendimento della trasmissione meccanica.<\/strong><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>In\u00a0 questo articolo parleremo di cuscinetti realizzati in materiali ceramici per ridurre l\u2019attrito. 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