I cuscinetti radiali rigidi a sfere (Deep Groove Ball Bearings - DGBB) rappresentano la tipologia di cuscinetto volvente più diffusa ed eclettica dell'ingegneria meccanica ed elettromeccanica.
Sono caratterizzati da piste di rotolamento circolari ininterrotte e profonde su entrambi gli anelli, con un raggio di gola strettamente conformato al raggio delle sfere (rapporto di osculazione tipico ri / Dw ≈ 0,52). Questa geometria continua assicura una perfetta aderenza dinamica e consente di trasmettere sia elevati carichi radiali sia consistenti carichi assiali bidirezionali (fino al 50% del carico statico C0r), anche ai regimi di rotazione più elevati ammessi dalla meccanica di precisione.
Efficienza energetica: Il contatto puntiforme puro tra sfere e piste genera la coppia di attrito volvente più bassa in assoluto, rendendoli insostituibili nei motori elettrici ad alta efficienza (IE3 / IE4), elettropompe, compressori e trasmissioni veloci.
Specifiche Tecniche & Parametri Operativi
La conformità geometrica della pista e la super-finitura superficiale FAG e SKF offrono tre vantaggi fondamentali:
Il contatto puntiforme puro sfera-pista genera la coppia di attrito più bassa tra tutti i cuscinetti volventi. Ideale per motori elettrici ad alta efficienza energetica (IE3 / IE4) e regimi di rotazione elevatissimi.
Le spalle profonde e ininterrotte permettono al cuscinetto di trasmettere forze assiali in entrambi i sensi fino al 50% del carico statico C0r, funzionando come cuscinetto fisso di posizionamento dell'albero.
Le lavorazioni di super-finitura FAG e SKF garantiscono rugosità superficiali speculari (Ra ≤ 0,02 μm), riducendo le vibrazioni acustiche ed eliminando il surriscaldamento locale.
A parità di diametro albero, la norma ISO stabilisce serie a diametro esterno e spessore crescenti per calibrare ingombro e capacità di carico:
| Serie ISO | Classificazione | Caratteristiche Sezione | Capacità di Carico | Velocità Massima | Applicazioni Tipiche |
|---|---|---|---|---|---|
| Serie 160 | Extra-sottile | Ingombro radiale minimo, spessore anello ridotto | Bassa / Media | Molto Alta | Mandrini compatti, snodi robotici, macchine tessili, riduttori piatti. |
| Serie 60 | Leggerissima | Diametro esterno compatto, sfere veloci | Media | Massima ammissibile | Elettroutensili, micromotori, alternatori, ventilatori centrifughi compatti. |
| Serie 62 | Leggera (Universale) | Equilibrio perfetto tra capacità di carico ed ingombro | Elevata | Standard industriale elevato | Motori elettrici standard IEC (B3, B5), elettropompe, trasmissioni generali. |
| Serie 63 | Media (Rinforzata) | Sfere maggiorate, anelli ad elevato spessore | Molto Elevata (+35-45% rispetto a 62) | Alta | Trasmissioni a cinghia trapezoidale, carichi a sbalzo, riduttori industriali. |
| Serie 64 | Pesante | Sezione massiccia ad altissima inerzia | Estrema | Media | Laminatoi siderurgici, macchinari pesanti da cartiera, motori da trazione ferroviaria. |
Nei motori elettrici azionati da inverter di frequenza (VFD/PWM), le tensioni capacitive sull'albero provocano micro-scariche attraverso il velo lubrificante. Questo passaggio continuo di corrente genera crateri di fusione microscopici, rapido degrado del grasso e le caratteristiche scanalature trasversali a lavatoio (fluting). I cuscinetti Schaeffler FAG Insutect A risolvono il problema applicando al plasma uno strato in ossido di alluminio (Al2O3) resistente fino a 3.000 V DC:
| Tipologia Costruttiva | Sigla FAG (Schaeffler) | Equivalente SKF | Spessore & Rigidità | Caratteristiche Tecniche & Impiego |
|---|---|---|---|---|
| Anello Esterno 120 μm (J20GA) | J20GA | VL0241 | 120 μm · 3.000 V DC | Esecuzione potenziata ad alte prestazioni, R ≥ 250 MΩ, sigillatura antiumidità (fino a 90% UR). Per motori industriali standard sotto inverter. |
| Anello Esterno 120 μm (J20AB) | J20AB | VL0241 | 120 μm · 1.000 V DC | Esecuzione standard diffusa e in regolare fornitura a magazzino, R ≥ 50 MΩ. Ideale per motori industriali standard, ventilatori e pompe. |
| Anello Esterno Rinforzato 200 μm (J20GB) | J20GB | VL0241 (rinforzato) | 200 μm · 3.000 V DC | Spessore maggiorato per carichi elettrici severi, R ≥ 400 MΩ, −25% capacità parassita C. Per forti armoniche VFD e trazione. |
| Anello Esterno Rinforzato 200 μm (J20AA) | J20AA | VL0241 (rinforzato) | 200 μm · 3.000 V DC | Esecuzione rinforzata ampiamente presente a magazzino, già dotata di rigidità 3000 V DC e R ≥ 50 MΩ, elevata impedenza HF per grandi macchine e generatori. |
| Su Anello Interno | J20GI (o J20C) | VL2071 | 120 μm · 3.000 V DC | Rivestimento su foro e facce dell'anello interno (d ≥ 70 mm). Minima area geometrica A → massima impedenza protettiva alle altissime frequenze. |
La scelta della protezione integrata è determinante per la durata del cuscinetto e per la velocità limite ammissibile:
| Caratteristica Tecnica | Schermi in Lamiera 2Z / ZZ | Tenute in Gomma 2RSR (FAG) / 2RS1 (SKF) |
|---|---|---|
| Tipo di Protezione | Non strisciante (traferro microscopico sagomato) | Strisciante (labbro in elastomero NBR con interferenza) |
| Attrito Addizionale & Coppia | Zero attrito supplementare, rotazione fluidissima | Attrito radente del labbro (leggero riscaldamento a regime) |
| Velocità Limite Ammissibile | Pari al cuscinetto aperto (100% della velocità da catalogo) | Ridotta del 30% - 40% rispetto al 2Z |
| Tenuta ad Acqua e Umidità | Solo contro schizzi grossolani (non ermetica) | Ermetica al 100% contro spruzzi d'acqua, getti e fanghi |
| Tenuta a Polveri Sottili | Buona contro trucioli e polveri grossolane | Eccellente anche contro polveri abrasive e sabbiatura |
| Temperatura d'Esercizio | Da -30 °C a +150 °C (fino a 200 °C con grasso per alte temp.) | Da -30 °C a +110 °C (limite continuo elastomero NBR) |
La composizione del codice di designazione dei cuscinetti radiali rigidi a sfere segue la norma DIN 623-1 / DIN 625-1 e il Catalogo Generale Schaeffler HR 1 (scarica PDF):
Significato delle sigle speciali secondo il catalogo Schaeffler HR 1 ↗:
Due schermi protettivi non striscianti in lamiera profilata. Protezione ideale contro particolato secco ad altissime velocità di rotazione.
Guarnizioni in elastomero acrilnitrile-butadiene vulcanizzate su armatura metallica. Massima tenuta contro acqua, condensa e polveri fini.
C3: indispensabile per motori elettrici e accoppiamenti forzati. C4: per forni, rulli caldi e forti differenziali di temperatura.
Gabbia stampata a scatto in poliammide 66 rinforzata con fibra di vetro. Ultra-silenziosa, leggera, resistente fino a 120 °C continui.
Gabbia lavorata di macchina utensile guidata sulle sfere (M) o sull'anello esterno (MA). Per forti vibrazioni, carichi d'urto e temperature fino a 250 °C.
Cuscinetto provvisto di scanalatura anulare esterna e anello elastico Seeger premontato per il bloccaggio assiale rapido nella scatola ingranaggi.
Tenuta sfiorante in gomma che unisce i vantaggi di velocità dello schermo 2Z all'efficacia di protezione dalle polveri della tenuta 2RSR.
Stabilizzazione termica degli anelli in acciaio fino a 250 °C, gioco allargato C5 e lubrificazione con grasso speciale ad alto punto di goccia.
Rivestimento ceramico in ossido di alluminio (Al2O3) applicato al plasma per motori sotto inverter VFD. J20GB e J20AA: spessore maggiorato 200 μm con rigidità dielettrica di 3000 V DC (già caratteristica nativa di J20AA) ad altissima impedenza HF per trazione e carichi severi. J20GA e J20AB: spessore standard 120 μm (3000 V per J20GA e 1000 V DC per J20AB). Entrambe le serie sono codifiche attive a catalogo e di regolare produzione/fornitura a magazzino, reciprocamente intercambiabili a parità di spessore isolante.
Rivestimento ceramico 120 μm sul foro e facce dell'anello interno (per fori albero d ≥ 70 mm). Minore area superficiale geometrica, minima capacità parassita C e massima impedenza protettiva alle altissime frequenze.
Corrispondenza immediata dei codici commerciali standard a magazzino Brescia:
| Tipologia Costruttiva | Codice Ufficiale FAG | Equivalente Diretto SKF | Note Applicative |
|---|---|---|---|
| Standard Aperto | 6205 | 6205 | 100% intercambiabile dimensionalmente |
| Doppio Schermo Lamiera | 6205-2Z-C3 | 6205-2Z/C3 | Lubrificato a vita per alte velocità |
| Doppia Tenuta Gomma Stagna | 6205-2RSR-C3 | 6205-2RS1/C3 (o 2RSH) | Ermetico contro acqua, fango e polveri |
| Gabbia Poliammide PA66 | 6308-TVP-C3 | 6308-TN9/C3 | Bassa rumorosità, fino a 120 °C |
| Gabbia Ottone Massiccio | 6312-M-C3 | 6312-M/C3 | Per forti vibrazioni e regimi gravosi |
| Con Anello Elastico Seeger | 6206-NR | 6206-NR | Bloccaggio assiale in alloggiamenti passanti |
| Alte Temperature (200-250 °C) | 6204-W203B | 6204-2Z/VA201 | Forni industriali e carrelli di verniciatura |
| Isolato Anello Esterno (J20GA · 120 μm) | 6214-2RSR-J20GA-C3 | 6214-2RS1/VL0241/C3 | Rigidità 3000 V DC da inverter VFD ad alta frequenza PWM |
| Isolato Anello Esterno (J20AB · 120 μm) | 6214-2RSR-J20AB-C3 | 6214-2RS1/VL0241/C3 | Rigidità 1000 V DC, esecuzione standard 120 μm attiva e diffusa |
| Isolato Anello Esterno Rinforzato (J20GB · 200 μm) | 6316-M-J20GB-C3 | 6316-M/VL0241/C3 | Spessore 200 μm, rigidità 3000 V DC per carichi elettrici severi e trazione |
| Isolato Anello Esterno Rinforzato (J20AA · 200 μm) | 6316-M-J20AA-C3 | 6316-M/VL0241/C3 | Spessore 200 μm rinforzato, rigidità 3000 V DC nativa, serie attiva per motori pesanti |
| Isolato Anello Interno (J20GI · 120 μm) | 6330-M-J20GI-C4 | 6330-M/VL2071/C4 | Strato ceramico su foro e spallamenti, minima capacità parassita C |
Gli schermi in lamiera 2Z (o ZZ) sono elementi protettivi non striscianti aggraffati sull'anello esterno. Rimane un minuscolo traferro rispetto allo spallamento dell'anello interno. Non generano alcun attrito supplementare, non producono surriscaldamento alle alte velocità e consentono di raggiungere i regimi limite massimi del cuscinetto, resistendo a temperature fino a 150-200 °C.
Le tenute striscianti 2RSR (FAG) o 2RS1 (SKF) sono guarnizioni con labbro in gomma nitrilica (NBR) vulcanizzato su anima metallica che preme con interferenza continua sullo spallamento dell'anello interno. Assicurano una tenuta ermetica completa contro acqua, condensa e polveri sottili, ma la frizione del labbro riduce la velocità limite di circa il 30-40% e la temperatura d'esercizio è limitata a 110 °C.
Il gioco radiale C3 (15 ÷ 35 μm a seconda della dimensione) offre uno spazio interno maggiore rispetto al gioco normale standard CN (5 ÷ 20 μm). È raccomandato quando:
1) Accoppiamenti forzati: quando l'anello interno viene piantato con interferenza sull'albero (es. tolleranze k5, m5), l'anello si espande elasticamente assorbendo fino all'80% del gioco iniziale.
2) Differenziale termico rotante: nei motori elettrici, ventilatori e pompe, l'albero interno lavora a temperature tipicamente di 15-30 °C superiori rispetto all'alloggiamento esterno, provocando una dilatazione differenziale che causerebbe il precarico negativo e il grippaggio di un cuscinetto a gioco normale.
3) Alti regimi di rotazione: dove le forze centrifughe richiedono gioco libero per consentire la formazione ottimale del meato idrodinamico di lubrificazione.
La gabbia in poliammide 66 rinforzata con fibra di vetro (TVP / TVH) è sensibilmente più leggera, riduce le forze d'inerzia nelle partenze e inversioni brusche, garantisce una notevole silenziosità acustica ed ha eccellenti proprietà di scorrimento d'emergenza fino a 120 °C continui.
La gabbia in ottone massiccio (M o MA) lavorata di macchina utensile è la scelta insostituibile in presenza di forti vibrazioni violente (vibrovagli, motocompressori alternativi), accelerazioni centrifughe elevate, lubrificanti con additivi aggressivi o temperature operative continuative fino a 200-250 °C.
I codici base ISO sono identici per entrambi i marchi (es. 6005, 6208, 6310, 16012). Le corrispondenze dei suffissi principali sono:
2Z = SKF 2Z (oppure ZZ).2RSR = SKF 2RS1 (o 2RSH a tenuta rinforzata).TVP = SKF TN9.M = SKF M.C3 = SKF /C3.Sì. Grazie alla profondità ininterrotta delle gole e all'elevata conformità tra sfere e piste, un cuscinetto radiale a sfere ad una corona può sopportare carichi assiali agenti in entrambi i sensi fino a circa il 25-50% del carico statico nominale C0r, consentendo di realizzare supporti compatti ed economici ad albero fisso o mobile.
I suffissi identificano la tecnologia FAG Insutect A di Schaeffler per cuscinetti a sfere con isolamento elettrico ceramico, progettati per bloccare le correnti parassite generate da inverter a modulazione di larghezza di impulso (PWM / VFD):
Questi cuscinetti prevengono la formazione di crateri da microarco elettrico (EDM), il degrado precoce del grasso e le tipiche rigature a lavatoio (fluting), garantendo massima affidabilità e durata di esercizio.
Tabella Dimensionale Serie 60, 62, 63, 64 e 160 (Disponibili a Magazzino Brescia)
Dimensioni d'ingombro, pesi, capacità di carico dinamico (Cr), statico (C0r) e velocità limite estratte dal catalogo Schaeffler HR 1 ↗ fornite da Cantoni Cuscinetti con disponibilità immediata a magazzino a Brescia:
| Codice Ufficiale FAG | Serie | d (mm) | D (mm) | B (mm) | Cr (kN) | C0r (kN) | Velocità Lim. (rpm) | Massa (kg) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 6000-2RSR | Serie 60 | 10 | 26 | 8 | 4,90 | 1,96 | 20.000 | 0,019 |
| 6002-2RSR-C3 | Serie 60 | 15 | 32 | 9 | 6,10 | 2,85 | 16.000 | 0,030 |
| 6004-2RSR-C3 | Serie 60 | 20 | 42 | 12 | 10,0 | 5,00 | 12.000 | 0,069 |
| 6005-2Z-C3 | Serie 60 | 25 | 47 | 12 | 11,9 | 6,55 | 18.000 | 0,080 |
| 6006-2RSR-C3 | Serie 60 | 30 | 55 | 13 | 14,3 | 8,30 | 9.500 | 0,120 |
| 6008-2Z-C3 | Serie 60 | 40 | 68 | 15 | 19,3 | 11,5 | 13.000 | 0,190 |
| 6010-2RSR-C3 | Serie 60 | 50 | 80 | 16 | 23,6 | 15,6 | 6.000 | 0,260 |
| 6012-2Z-C3 | Serie 60 | 60 | 95 | 18 | 32,0 | 23,2 | 8.500 | 0,410 |
| 6015-2RSR-C3 | Serie 60 | 75 | 115 | 20 | 43,5 | 34,5 | 4.500 | 0,640 |
| 6018-2Z-C3 | Serie 60 | 90 | 140 | 24 | 64,0 | 53,0 | 6.000 | 1,15 |
| 6200-2Z-C3 | Serie 62 | 10 | 30 | 9 | 5,40 | 2,36 | 28.000 | 0,032 |
| 6202-2RSR-C3 | Serie 62 | 15 | 35 | 11 | 8,00 | 3,75 | 15.000 | 0,045 |
| 6203-2RSR-C3 | Serie 62 | 17 | 40 | 12 | 10,1 | 4,75 | 13.000 | 0,065 |
| 6204-2Z-C3 | Serie 62 | 20 | 47 | 14 | 13,5 | 6,55 | 19.000 | 0,110 |
| 6205-2RSR-C3 | Serie 62 | 25 | 52 | 15 | 14,9 | 7,80 | 9.500 | 0,130 |
| 6206-2Z-C3 | Serie 62 | 30 | 62 | 16 | 20,7 | 11,2 | 14.000 | 0,200 |
| 6207-2RSR-C3 | Serie 62 | 35 | 72 | 17 | 27,0 | 15,3 | 7.500 | 0,290 |
| 6208-2RSR-C3 | Serie 62 | 40 | 80 | 18 | 32,5 | 19,0 | 6.700 | 0,370 |
| 6209-2Z-C3 | Serie 62 | 45 | 85 | 19 | 35,0 | 21,6 | 10.000 | 0,410 |
| 6210-2Z-C3 | Serie 62 | 50 | 90 | 20 | 37,5 | 23,2 | 9.500 | 0,460 |
| 6212-2RSR-C3 | Serie 62 | 60 | 110 | 22 | 56,0 | 36,5 | 4.500 | 0,780 |
| 6214-2Z-C3 | Serie 62 | 70 | 125 | 24 | 66,0 | 44,0 | 6.700 | 1,07 |
| 6216-M-C3 | Serie 62 | 80 | 140 | 26 | 76,0 | 53,0 | 7.000 | 1,43 |
| 6303-2RSR-C3 | Serie 63 | 17 | 47 | 14 | 14,3 | 6,55 | 12.000 | 0,120 |
| 6304-2RSR-C3 | Serie 63 | 20 | 52 | 15 | 16,8 | 7,80 | 11.000 | 0,140 |
| 6305-2Z-C3 | Serie 63 | 25 | 62 | 17 | 23,6 | 12,2 | 15.000 | 0,230 |
| 6306-2RSR-C3 | Serie 63 | 30 | 72 | 19 | 29,0 | 16,0 | 8.000 | 0,350 |
| 6307-2Z-C3 | Serie 63 | 35 | 80 | 21 | 35,5 | 19,3 | 11.000 | 0,460 |
| 6308-2Z-C3 | Serie 63 | 40 | 90 | 23 | 43,0 | 24,0 | 9.500 | 0,630 |
| 6309-2RSR-C3 | Serie 63 | 45 | 100 | 25 | 56,0 | 31,5 | 5.600 | 0,830 |
| 6310-2RSR-C3 | Serie 63 | 50 | 110 | 27 | 65,0 | 38,0 | 5.000 | 1,07 |
| 6312-M-C3 | Serie 63 | 60 | 130 | 31 | 85,0 | 52,0 | 7.500 | 1,72 |
| 6314-2Z-C3 | Serie 63 | 70 | 150 | 35 | 110 | 68,0 | 5.600 | 2,52 |
| 6406 | Serie 64 | 30 | 90 | 23 | 46,5 | 25,5 | 9.000 | 0,730 |
| 6408 | Serie 64 | 40 | 110 | 27 | 67,0 | 40,0 | 7.500 | 1,23 |
| 16008 | Serie 160 | 40 | 68 | 9 | 13,5 | 8,65 | 13.000 | 0,120 |
| 16010 | Serie 160 | 50 | 80 | 10 | 16,0 | 11,4 | 11.000 | 0,170 |
| 16012 | Serie 160 | 60 | 95 | 11 | 20,0 | 15,3 | 9.000 | 0,280 |
Clicca su qualsiasi codice per filtrare istantaneamente la tabella dimensionale. Disponibili a magazzino aperti, con schermi in lamiera (2Z), tenute stagne (2RSR), gioco maggiorato (C3) e gabbie speciali: