I cuscinetti a lamina sono un tipo di cuscinetti ad aria specializzati che utilizzano un foglio caricato a molla per supportare il perno di un asse o un albero fino a quando non viene raggiunta una certa velocità di rotazione. Quando un cuscinetto a lamina ruota, aspira aria nello spazio tra il perno e il manicotto. Ciò crea una pressione dell’aria sufficiente all’interno di quello spazio per spingere via la lamina, in modo che il cuscinetto sia completamente supportato dall’aria. Poiché in quel punto non c’è contatto fisico tra i diversi componenti di un cuscinetto a lamina, l’usura si verifica pochissima al di fuori del periodo di avviamento iniziale. I cuscinetti a lamina possono essere utilizzati in qualsiasi applicazione che implichi un’elevata velocità di rotazione e le turbomacchine ne sono un esempio lampante.
I cuscinetti sono dispositivi progettati per consentire a un oggetto di ruotare all’interno di un altro oggetto e in genere si prevede anche che resistano a un certo tipo di carico. I cuscinetti tradizionali sono costituiti da un manicotto e da una superficie di appoggio separati da sfere, rulli o altri componenti che devono essere lubrificati regolarmente. Altri cuscinetti più semplici non contengono elementi a rulli e il cuscinetto a lamina è una variante che utilizza la lamina per sostituire sia gli elementi a rulli che la superficie del cuscinetto.
La maggior parte dei cuscinetti in lamina è costituita da tre componenti principali, ovvero un manicotto del cuscinetto e due strati di pellicola. Questi strati sono generalmente indicati come lamina superiore e pellicola a rilievo e ciascuno ha uno scopo diverso. La lamina superiore in genere funge da superficie di appoggio, che è ciò su cui poggia il perno di un albero, o asse, mentre la lamina a urto offre il supporto necessario. Quando un perno ruota all’interno di un cuscinetto a lamina, l’aria viene aspirata nello spazio occupato dalla lamina d’urto. Ciò fa sì che la lamina si allontani dal manicotto del cuscinetto e dal perno, lasciando l’albero o l’asse sospeso su uno strato di aria pressurizzata.
Lo scopo principale di un cuscinetto a lamina è eliminare la necessità di olio, o altre sostanze lubrificanti, che hanno la maggior parte degli altri design di cuscinetti. Poiché il perno e il manicotto sono separati da aria pressurizzata durante il funzionamento e vengono costantemente aspirati nuovi volumi d’aria, si verifica un’usura minima o nulla finché viene mantenuta una velocità di rotazione sufficiente. L’usura si verifica ogni volta che un cuscinetto a lamina viene messo in funzione o fermato, sebbene alcuni di questi cuscinetti possano resistere a oltre 100,000 cicli di questo tipo.
Ci sono anche alcuni altri vantaggi offerti dai cuscinetti a lamina, come una maggiore tolleranza per il disallineamento. I cuscinetti sono spesso molto sensibili al disallineamento, ma i cuscinetti a lamina in genere lo correggono automaticamente. Alcuni cuscinetti a lamina possono anche resistere a temperature superiori a 1,200°F (circa 650°C), il che li rende adatti a turbomacchine ad alta temperatura e altre applicazioni simili.