Un cuscinetto portante è un dispositivo meccanico utilizzato per ridurre l’attrito tra le parti in movimento ed è un componente essenziale della maggior parte dei motori. I motori e altri macchinari correlati spesso utilizzano molti tipi di cuscinetti, ma i modelli a perno sono spesso i migliori per situazioni in cui c’è molto movimento. Questo tipo di dispositivo potrebbe anche essere chiamato cuscinetto radiale o cuscinetto a manicotto ed è generalmente composto da quattro parti principali che lavorano tutte insieme per supportare un determinato carico. Di solito dipendono anche da una fornitura regolare o da olio motore per la lubrificazione; senza questo possono usurarsi, il che nel tempo di solito porta a problemi al motore. Le persone spesso si impegnano a cambiare regolarmente l’olio per i motori di auto e camion in parte per mantenere questi pezzi in movimento in buone condizioni.
Movimento di base
L’obiettivo principale di quasi tutti i cuscinetti è quello di aiutare a controllare il movimento, e quelli nella categoria diario non sono diversi. In questo contesto, il termine “giornale” descrive il rivestimento dell’albero, che è la parte che viene a più stretto contatto con il cuscinetto stesso. Considerato nel suo insieme, questo tipo di cuscinetto funziona come una parte mobile che supporta un albero a gomiti in rapida rotazione all’interno di un blocco motore. Aiuta anche a risolvere il moto lineare alternativo dei pistoni al moto rotatorio dell’albero motore mediante perni di biella. Un motore a quattro cilindri in linea avrebbe normalmente un cuscinetto principale su ciascuna estremità più uno tra ciascun cilindro per un totale di cinque e un cuscinetto di biella per ciascun pistone per un totale di quattro.
Parti principali
Le quattro parti principali di questo tipo di cuscinetto sono il perno dell’albero; i semigusci amovibili dei cuscinetti, generalmente in acciaio con rivestimento in lega morbida; le metà di supporto del guscio del cuscinetto; e l’olio che costituisce effettivamente l’azione del cuscinetto. Poiché la maggior parte degli alberi a gomiti sono fusi o forgiati, tendono ad essere tutti in un unico pezzo e i perni dei cuscinetti sono lavorati nella forma grezza che deriva dal processo di fusione o forgiatura. I gusci e i supporti sono divisi esattamente a metà nella parte inferiore del blocco motore per consentire l’inserimento dell’albero motore nei semigiri superiori del blocco. I cappucci che compongono i semigiri inferiori di ciascun cuscinetto vengono quindi imbullonati in posizione sotto l’albero motore in modo che ciascun cuscinetto principale dell’albero motore e perno di biella sia completamente circondato da una superficie di appoggio che si conforma saldamente.
I giochi dei cuscinetti risultanti sono idealmente nell’ambito di dieci millesimi a millesimi di pollice (millesimi a centesimi di millimetro) e i perni sono praticamente perfettamente rotondi. I fori e le scanalature in ciascun guscio del cuscinetto principale consentono all’olio motore pressurizzato proveniente dalle bocchette dell’olio nel blocco motore di inondare ciascun cuscinetto di olio, che fuoriesce continuamente dal lato dei cuscinetti e ritorna nella coppa dell’olio. Oltre a fornire una sottile pellicola scivolosa che impedisce il contatto metallo-metallo, l’olio svolge anche molte altre funzioni. Innanzitutto, riempie idraulicamente il gioco del cuscinetto, fornendo un effetto di smorzamento viscoso. Raffredda anche le superfici metalliche dei cuscinetti durante la circolazione.
Importanza della lubrificazione regolare
Tuttavia, quell’olio non entra nel cuscinetto da solo; deve essere mantenuto. I proprietari di motori di solito devono controllare regolarmente i livelli del fluido per essere sicuri che le parti abbiano tutto ciò di cui hanno bisogno per mantenere livelli di lubrificazione adeguati. L’albero preleva l’olio dal serbatoio e lo distribuisce lungo la sua lunghezza.
I professionisti del settore automobilistico in genere considerano i cuscinetti portanti come cuscinetti scorrevoli rispetto ai cuscinetti volventi, come i cuscinetti a sfera. Nonostante questa categorizzazione, un albero che ruota all’interno di un cuscinetto portante è in realtà separato dal rivestimento metallico del cuscinetto da un film estremamente sottile di olio motore alimentato continuamente che impedisce il contatto metallo-metallo. In quanto tale, consente all’albero motore di essere normalmente contattato solo dall’olio, il che spiega la lunga durata dei motori che subiscono cambi d’olio regolari.
Vantaggi
Il cuscinetto portante presenta diversi vantaggi rispetto ad altri tipi di cuscinetti, a condizione che abbia una fornitura costante di olio motore pulito di alta qualità. Innanzitutto, gestisce carichi e velocità elevati perché il contatto metallo-metallo è minimo a causa del film d’olio. Questi cuscinetti sono anche notevolmente resistenti e duraturi e, a causa degli effetti di smorzamento del film d’olio, possono anche aiutare a rendere i motori silenziosi e dal funzionamento regolare. In parte a causa di questi vantaggi intrinseci, questo tipo di cuscinetto viene utilizzato in più di semplici motori a pistoni alimentati a gas e diesel. Tende ad essere comune in molte applicazioni ad alto carico e ad alta velocità, inclusa una gamma di macchine industriali e turbine.