I cuscinetti a rulli cilindrici (nella terminologia tecnica internazionale: Cylindrical Roller Bearings - CRB) sono cuscinetti radiali ad altissima capacità di carico e straordinaria rigidezza. Il contatto lineare tra i corpi volventi cilindrici e le piste consente di trasmettere carichi radiali notevolmente superiori rispetto ai cuscinetti radiali a sfere a parità di ingombro ISO.
I rulli sono guidati assialmente dai bordi di scorrimento (spallamenti) ricavati su uno o entrambi gli anelli. La caratteristica saliente è la scomponibilità dei componenti: l'anello con il gruppo gabbia-rulli e l'anello privo di bordi possono essere montati e smontati indipendentemente, semplificando la manutenzione e l'installazione su interferenze forzate.
Cinematica di spostamento assiale: Nelle configurazioni senza bordi (serie NU ed N), il cuscinetto assorbe liberamente le dilatazioni termiche dell'albero all'interno del supporto, funzionando da perfetto cuscinetto libero senza generare tensioni parassite.
Specifiche Tecniche & Parametri Operativi
La posizione e il numero dei bordi fissi determinano la capacità del cuscinetto di vincolare assialmente l'albero o di consentirne lo scorrimento di dilatazione:
Due bordi fissi sull'anello esterno, anello interno liscio senza bordi. Consente lo spostamento assiale bidirezionale dell'albero rispetto all'alloggiamento. È la configurazione più diffusa nei motori elettrici e riduttori industriali.
Due bordi fissi sull'anello interno, anello esterno cilindrico liscio senza bordi. Permette anch'esso lo scorrimento assiale in entrambe le direzioni, ideale quando l'alloggiamento richiede facilità di inserimento assiale.
Due bordi fissi sull'anello esterno e un bordo fisso sull'anello interno. Guida l'albero assialmente in una sola direzione (supporto di spinta unidirezionale). Accoppiabile ad anello d'angolo HJ per vincolo bidirezionale.
Due bordi fissi su esterno, un bordo fisso su interno e un anellino di spallamento sciolto (Loose Rib). Vincola l'albero assialmente in entrambe le direzioni, sopportando carichi assiali combinati ridotti ma continui.
La designazione dei cuscinetti a rulli cilindrici FAG segue la norma DIN 623-1 e il Catalogo Generale Schaeffler HR 1 (scarica PDF):
Identificazione dei materiali della gabbia, giochi radiali interni e trattamenti superficiali secondo il catalogo Schaeffler HR 1 ↗:
Gabbia monoblocco a finestrelle stampata ad iniezione con fibra di vetro. Silenziosa, a bassissimo attrito volvente e resistente a forti accelerazioni rotazionali (fino a 120 °C continui).
Gabbia in ottone fresato, guidata sui corpi volventi (M1) o sull'anello esterno (M1A). Indispensabile per velocità estreme, forti urti, vibrazioni e lubrificanti sintetici aggressivi.
Capacità di carico massimizzata e profilo logaritmico di contatto che previene le concentrazioni di sollecitazione sui bordi fino a lievi inflessioni di 2'-4'.
Anello a sezione a L montato a ridosso dell'anello interno NJ per creare un secondo bordo di spallamento, trasformando il supporto in cuscinetto fisso bidirezionale.
Giuoco interno superiore al normale (CN). Obbligatorio in presenza di calettamenti forzati sia su albero sia su sede o elevate differenze termiche albero/alloggiamento.
Esecuzioni senza gabbia con il massimo numero possibile di rulli. Capacità di carico statico e dinamico imbattibile a basse e medie velocità (pulegge, gru, argani).
Rivestimento ceramico in ossido di alluminio (Al2O3) applicato al plasma. J20GB e J20AA: spessore maggiorato 200 μm con rigidità dielettrica di 3000 V DC (già caratteristica nativa di J20AA), standard di riferimento per rulli cilindrici in motori di trazione ferroviaria e grandi generatori eolici soggetti ad armoniche HF da inverter VFD. J20GA e J20AB: spessore standard 120 μm (3000 V per J20GA e 1000 V DC per J20AB) per azionamenti industriali standard. Entrambe le serie sono codifiche attive a catalogo e di regolare fornitura, pienamente intercambiabili a parità di spessore isolante.
| Caratteristica Costruttiva | Codifica FAG (Schaeffler) | Codifica SKF | Funzione & Note Meccaniche |
|---|---|---|---|
| Cuscinetto Libero (2 bordi esterni) | NU (es. NU216-E-XL) | NU (es. NU 216 ECP) | Piena intercambiabilità ISO 15 |
| Cuscinetto Libero (2 bordi interni) | N (es. N216-E-XL) | N (es. N 216 ECP) | Spostamento assiale bidirezionale dell'albero |
| Guida Assiale Unidirezionale | NJ (es. NJ216-E-XL) | NJ (es. NJ 216 ECP) | Un bordo fisso su anello interno |
| Cuscinetto Fisso Bidirezionale | NUP (es. NUP216-E-XL) | NUP (es. NUP 216 ECP) | Anellino di spallamento libero (Loose Rib) |
| Anello d'Angolo per serie NJ | HJ (es. HJ216-E) | HJ (es. HJ 216 EC) | Accoppiato a NJ crea vincolo fisso NUP |
| Gabbia Poliammide 66 con fibra vetro | TVP2 | ECP / TN9 | Basso attrito, silenziosa (fino a 120 °C) |
| Gabbia Massiccia in Ottone | M1 / M1A / MP | ECM / ML / M | Per alte velocità, urti e vibrazioni |
| Design Rinforzato di Alta Capacità | E / XL (X-life) | E / Explorer | Profilo logaritmico dei corpi volventi |
| Giuoco Radiale Aumentato | C3 / C4 | C3 / C4 | Compensazione interferenze e dilatazioni |
| Isolamento Elettrico Anello Esterno (J20GA · 120 μm) | J20GA es. NU214-E-XL-TVP2-J20GA-C3 |
VL0241 (es. NU 214 ECP/VL0241/C3) | Protezione 3000 V DC da correnti circolari VFD ad alta frequenza PWM |
| Isolamento Elettrico Anello Esterno (J20AB · 120 μm) | J20AB es. NU214-E-XL-TVP2-J20AB-C3 |
VL0241 (es. NU 214 ECP/VL0241/C3) | Protezione 1000 V DC, serie standard 120 μm diffusa e attiva |
| Isolamento Elettrico Rinforzato (J20GB · 200 μm) | J20GB es. NU1018-XL-MP-F1-J20GB-C4 |
VL0241 (es. NU 1018 ECM/VL0241/C4) | Spessore 200 μm, rigidità 3000 V DC per motori di trazione e grandi generatori |
| Isolamento Elettrico Rinforzato (J20AA · 200 μm) | J20AA es. NU316-E-XL-M1-J20AA-C3 |
VL0241 (es. NU 316 ECM/VL0241/C3) | Spessore 200 μm rinforzato, rigidità 3000 V DC nativa, serie attiva a magazzino per carichi gravosi |
La differenza risiede unicamente nella conformazione dei bordi di guida:
Sebbene entrambe le soluzioni forniscano un supporto fisso bidirezionale, l'accoppiamento NJ + HJ offre un'accessibilità di montaggio superiore e consente una superficie di contatto dello spallamento più solida e resistente sotto forti carichi assiali intermittenti o urti rispetto al collare sciolto del NUP.
Nei cuscinetti a rulli cilindrici convenzionali, una seppur minima inflessione dell'albero concentra tutto il carico sugli spigoli vivi dei rulli (Edge Stresses). Il profilo logaritmico FAG X-life ottimizza la curvatura alle estremità dei rulli e delle piste, distribuendo uniformemente la pressione di contatto hertziana ed estendendo la durata a fatica fino al 200%.
La gabbia in poliammide TVP2 è eccellente per la maggior parte delle applicazioni standard fino a 120 °C. La gabbia massiccia in ottone M1 / M1A diventa obbligatoria quando:
Nei motori elettrici industriali di grossa taglia (altezza d'asse > 100 mm), nei generatori eolici e nei motori di trazione ferroviaria azionati da convertitori di frequenza (inverter VFD/PWM), le asimmetrie magnetiche e i rapidi fronti di salita della tensione (du/dt) inducono tensioni sull'albero che generano correnti circolari.
Senza protezione, la corrente scarica attraverso il velo d'olio del cuscinetto provocando microarchi elettrici (> 1.500 °C), crateri di fusione microscopici e la tipica rigatura a lavatoio (fluting), che distrugge il cuscinetto in poche centinaia di ore. L'adozione del rivestimento ceramico al plasma FAG Insutect A (serie J20GB / J20AA con spessore maggiorato a 200 μm per trazione/generatori, oppure J20GA / J20AB da 120 μm per azionamenti industriali) applicato sull'anello esterno interrompe il circuito elettrico, offre rigidità dielettrica fino a 3.000 V DC e azzera il rischio di guasto elettrico. Entrambe le serie con isolamento standard e rinforzato sono codici attivi e intercambiabili a catalogo.
Tabella Dimensionale Serie NU & NJ 2, 3, 22, 23 (Disponibili a Magazzino Brescia)
La seguente tabella riporta le principali referenze dimensionali FAG (Schaeffler) delle serie NU 2, NU 3, NU 22 e NU 23 gestite da Cantoni Cuscinetti con disponibilità immediata a Brescia, complete di specifiche per anelli d'angolo HJ e gabbie TVP2 o M1.
| Codice FAG (NU / NJ / NUP) | d (mm) | D (mm) | B (mm) | Anello d'angolo HJ | Dinamico Cr (kN) | Statico C0r (kN) | Peso (kg) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| NU205-E-XL (-TVP2 / -M1) | 25 | 52 | 15 | HJ 205-E | 34,5 | 27,0 | 0,14 |
| NU206-E-XL (-TVP2 / -M1) | 30 | 62 | 16 | HJ 206-E | 46,5 | 37,5 | 0,21 |
| NU207-E-XL (-TVP2 / -M1) | 35 | 72 | 17 | HJ 207-E | 58,0 | 48,0 | 0,31 |
| NU208-E-XL (-TVP2 / -M1) | 40 | 80 | 18 | HJ 208-E | 68,0 | 58,0 | 0,39 |
| NU209-E-XL (-TVP2 / -M1) | 45 | 85 | 19 | HJ 209-E | 76,0 | 67,0 | 0,44 |
| NU210-E-XL (-TVP2 / -M1) | 50 | 90 | 20 | HJ 210-E | 82,0 | 75,0 | 0,49 |
| NU211-E-XL (-TVP2 / -M1) | 55 | 100 | 21 | HJ 211-E | 101 | 93,0 | 0,65 |
| NU212-E-XL (-TVP2 / -M1) | 60 | 110 | 22 | HJ 212-E | 118 | 112 | 0,83 |
| NU213-E-XL (-TVP2 / -M1) | 65 | 120 | 23 | HJ 213-E | 140 | 134 | 1,05 |
| NU214-E-XL (-TVP2 / -M1) | 70 | 125 | 24 | HJ 214-E | 149 | 146 | 1,15 |
| NU215-E-XL (-TVP2 / -M1) | 75 | 130 | 25 | HJ 215-E | 160 | 160 | 1,25 |
| NU216-E-XL (-TVP2 / -M1) | 80 | 140 | 26 | HJ 216-E | 180 | 183 | 1,50 |
| NU217-E-XL (-TVP2 / -M1) | 85 | 150 | 28 | HJ 217-E | 212 | 216 | 1,90 |
| NU218-E-XL (-TVP2 / -M1) | 90 | 160 | 30 | HJ 218-E | 245 | 255 | 2,35 |
| NU220-E-XL (-TVP2 / -M1) | 100 | 180 | 34 | HJ 220-E | 310 | 325 | 3,40 |
| NU306-E-XL (-TVP2 / -M1) | 30 | 72 | 19 | HJ 306-E | 61,0 | 49,0 | 0,38 |
| NU307-E-XL (-TVP2 / -M1) | 35 | 80 | 21 | HJ 307-E | 76,0 | 63,0 | 0,50 |
| NU308-E-XL (-TVP2 / -M1) | 40 | 90 | 23 | HJ 308-E | 95,0 | 80,0 | 0,68 |
| NU309-E-XL (-TVP2 / -M1) | 45 | 100 | 25 | HJ 309-E | 118 | 102 | 0,91 |
| NU310-E-XL (-TVP2 / -M1) | 50 | 110 | 27 | HJ 310-E | 140 | 125 | 1,15 |
| NU312-E-XL (-TVP2 / -M1) | 60 | 130 | 31 | HJ 312-E | 196 | 176 | 1,85 |
| NU314-E-XL (-TVP2 / -M1) | 70 | 150 | 35 | HJ 314-E | 255 | 240 | 2,80 |
| NU316-E-XL (-TVP2 / -M1) | 80 | 170 | 39 | HJ 316-E | 325 | 310 | 4,00 |
| NU318-E-XL (-M1 / -MP) | 90 | 190 | 43 | HJ 318-E | 390 | 380 | 5,50 |
| NU320-E-XL (-M1 / -MP) | 100 | 215 | 47 | HJ 320-E | 490 | 480 | 7,70 |
| NU2210-E-XL (-TVP2) | 50 | 90 | 23 | HJ 2210-E | 98,0 | 95,0 | 0,58 |
| NU2212-E-XL (-TVP2) | 60 | 110 | 28 | HJ 2212-E | 153 | 156 | 1,15 |
| NU2216-E-XL (-TVP2) | 80 | 140 | 33 | HJ 2216-E | 228 | 250 | 1,95 |
| NU2312-E-XL (-TVP2) | 60 | 130 | 46 | HJ 2312-E | 285 | 290 | 2,80 |
| NU2316-E-XL (-TVP2) | 80 | 170 | 58 | HJ 2316-E | 475 | 500 | 6,00 |
Cantoni Cuscinetti gestisce a magazzino l'intera gamma metrica di cuscinetti a rulli cilindrici FAG ed SKF nelle esecuzioni NU (cuscinetto libero), NJ (semivincolato), NUP (fisso) e N, con gabbia in poliammide (TVP2) o ottone massiccio (M1 / MP), anelli d'angolo HJ e pieno riempimento INA SL. Clicca su una sigla per filtrarla immediatamente nella tabella sopra:
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