I cuscinetti a rulli conici (nella letteratura tecnica internazionale: Tapered Roller Bearings - TRB) sono cuscinetti volventi radiali/assiali scomponibili costituiti da un anello interno con rulli e gabbia (Cono / Cone) e un anello esterno separabile (Coppa / Cup).
Il principio cinematico essenziale risiede nelle superfici coniche dei corpi volventi e delle piste di scorrimento, i cui assi e generatrici convergono tutti in un unico vertice geometrico comune situato sull'asse dell'albero. Questa geometria assicura un rotolamento puro dei rulli privo di qualsiasi momento d'attrito parassita o strisciamento radente.
Carichi combinati e accoppiamento: I rulli conici possono sopportare carichi radiali elevati contemporaneamente a carichi assiali agenti in un unico verso. Poiché il carico radiale genera per scomposizione geometrica una reazione assiale interna, questi componenti vengono montati quasi esclusivamente in coppia contrapposta (ad O oppure ad X).
Specifiche Tecniche & Parametri Operativi
La scelta della disposizione reciproca dei due cuscinetti definisce la rigidezza torsionale e la risposta alle deformazioni dell'albero sotto carico:
Le linee di carico divergono verso l'asse del cuscinetto, portando i centri di pressione all'esterno del supporto. La base d'appoggio geometrica è massimizzata: ideale per pignoni conici, coppie ipoidi, riduttori ad assi ortogonali e mozzi ruota dove occorre contrastare momenti flettenti e ribaltamenti.
Le linee di carico convergono verso l'interno, riducendo la distanza tra i centri di pressione. Questa conformazione è più elastica e tollera meglio eventuali inflessioni elastiche dell'albero o errori di allineamento delle sedi, con registrazione del gioco semplice tramite la coppa esterna.
La composizione del codice di designazione dei rulli conici metrici segue la norma ISO 355 / DIN 720 e il Catalogo Generale Schaeffler HR 1 (scarica PDF):
Specifiche dei suffissi tecnici per serie 302, 303, 313, 320, 322, 323 secondo il catalogo Schaeffler HR 1 ↗:
Serie speciale concepita per sopportare altissimi carichi assiali prevalenti. Indispensabile sui pignoni dei riduttori elicoidali e differenziali pesanti.
Rugosità micrometrica ridotta sul bordo guida del cono, profilo dei rulli a contatto logaritmico. Riduce la temperatura d'esercizio a regime fino a 15 °C.
DB = coppia montata ad 'O' con anello distanziale intermedio calibrato per precarico/gioco. DF = coppia montata ad 'X'.
Angolo di contatto superiore alla serie standard, per incrementare la componente di carico assiale ammissibile.
Tolleranze dimensionali e di eccentricità radiale/assiale dimezzate rispetto alla classe normale PN. Per mandrini di macchine utensili.
Cuscinetti rulli conici con quote imperiali per assali ruota, trasmissioni americane, macchine agricole e movimento terra.
| Serie Dimensionale Metrica | Codifica FAG (Schaeffler) | Codifica SKF | Caratteristiche & Impiego |
|---|---|---|---|
| Serie 302 Standard Metrica | 30205-A ... 30228-A | 30205 J2/Q ... 30228 J2 | Uso generale in riduttori e trasmissioni |
| Serie 303 Serie Media | 30305-A ... 30324-A | 30305 J2 ... 30324 J2 | Carichi radiali e assiali combinati elevati |
| Serie 313 Angolo Ripido (28°-30°) | 31308-A ... 31320-A | 31308 J2/DF ... 31320 J2 | Massima capacità di spinta assiale per pignoni |
| Serie 320 Sezione Compatta | 32005-X ... 32028-X | 32005 X/Q ... 32028 X | Ingombro radiale compatto per mozzi ruota |
| Serie 322 Serie Rinforzata | 32205-A-XL ... 32228-A-XL | 32205 J2 ... 32228 J2/QCL7C | Larghezza maggiorata ad altissima durata |
| Serie 323 Serie Pesante | 32305-A ... 32322-A | 32305 J2 ... 32322 J2 | Carichi d'urto pesanti in laminatoi e frantoi |
| Coppia montata ad "O" | Suffisso DB (es. 32014-X-DB) | Suffisso DB (es. 32014 X/DB) | Massima stabilità a ribaltamento |
| Coppia montata ad "X" | Suffisso DF (es. 32014-X-DF) | Suffisso DF (es. 32014 X/DF) | Maggiore tolleranza flessionale |
Un singolo cuscinetto a rulli conici sopporta il carico assiale in una sola direzione. Inoltre, ogni carico radiale genera automaticamente una forza assiale di scomposizione. Montandoli contrapposti a specchio (ad O oppure ad X), le forze assiali generate internamente vengono bilanciate dal cuscinetto opposto, garantendo stabilità geometrica e controllo perfetto del gioco operativo.
Nel montaggio ad "O" le linee di forza convergono verso l'esterno dell'albero: la base di appoggio tra i centri di pressione è molto più ampia della distanza fisica tra i cuscinetti, offrendo altissima rigidezza a ribaltamento (obbligatorio per pignoni a sbalzo di coppie coniche e mozzi ruota). Nel montaggio ad "X" i centri di pressione sono ravvicinati, fornendo maggiore flessibilità elastica e tolleranza ad inflessioni d'albero.
La serie 313 è ingegnerizzata con un angolo di contatto ripido compreso tra 28° e 30°, rispetto ai circa 12°-16° delle serie 302 o 322. Questa inclinazione geometrica le consente di reggere carichi assiali eccezionalmente elevati, rendendola il componente cardine negli ingranaggi conici e negli alberi d'entrata dei riduttori pesanti.
Il gioco non è fisso all'origine: si registra in fase di montaggio mediante spessori calibrati posizionati dietro la coppa esterna, ghiere filettate KM con rosetta di sicurezza MB sul cono interno, oppure misurando la resistenza alla rotazione (coppia d'attrito a vuoto con dinamometro) per garantire il corretto precarico elastico prescritto dal costruttore.
Tabella Dimensionale Serie 302, 303, 313, 320, 322, 323 (Disponibili a Magazzino Brescia)
La seguente tabella riporta le principali referenze dimensionali FAG (Schaeffler) di cuscinetti a rulli conici fornite con disponibilità immediata a magazzino a Brescia, con dimensioni d'ingombro metriche ISO (d, D, spessore totale T) e capacità di carico dinamico/statico.
| Codice FAG | d (mm) | D (mm) | T (mm) | B (mm cono) | C (mm coppa) | Dinamico Cr (kN) | Statico C0r (kN) | Peso (kg) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 30205-A | 25 | 52 | 16,25 | 15 | 13 | 31,5 | 33,5 | 0,15 |
| 30206-A | 30 | 62 | 17,25 | 16 | 14 | 43,0 | 47,5 | 0,23 |
| 30207-A | 35 | 72 | 18,25 | 17 | 15 | 56,0 | 63,0 | 0,33 |
| 30208-A | 40 | 80 | 19,75 | 18 | 16 | 67,0 | 75,0 | 0,42 |
| 30209-A | 45 | 85 | 20,75 | 19 | 16 | 73,5 | 85,0 | 0,48 |
| 30210-A | 50 | 90 | 21,75 | 20 | 17 | 80,0 | 96,5 | 0,53 |
| 30211-A | 55 | 100 | 22,75 | 21 | 18 | 98,0 | 116 | 0,70 |
| 30212-A | 60 | 110 | 23,75 | 22 | 19 | 114 | 134 | 0,91 |
| 30213-A | 65 | 120 | 24,75 | 23 | 20 | 132 | 156 | 1,15 |
| 30214-A | 70 | 125 | 26,25 | 24 | 21 | 146 | 176 | 1,30 |
| 30215-A | 75 | 130 | 27,25 | 25 | 22 | 156 | 193 | 1,40 |
| 30216-A | 80 | 140 | 28,25 | 26 | 22 | 176 | 216 | 1,70 |
| 30305-A | 25 | 62 | 18,25 | 17 | 15 | 48,0 | 46,5 | 0,26 |
| 30306-A | 30 | 72 | 20,75 | 19 | 16 | 62,0 | 63,0 | 0,39 |
| 30307-A | 35 | 80 | 22,75 | 21 | 18 | 80,0 | 80,0 | 0,53 |
| 30308-A | 40 | 90 | 25,25 | 23 | 20 | 102 | 104 | 0,73 |
| 30310-A | 50 | 110 | 29,25 | 27 | 23 | 146 | 156 | 1,25 |
| 30312-A | 60 | 130 | 33,50 | 31 | 26 | 196 | 216 | 1,95 |
| 31308-A | 40 | 90 | 25,25 | 23 | 17 | 88,0 | 90,0 | 0,75 |
| 31309-A | 45 | 100 | 27,25 | 25 | 18 | 106 | 112 | 1,00 |
| 31310-A | 50 | 110 | 29,25 | 27 | 19 | 129 | 137 | 1,30 |
| 31312-A | 60 | 130 | 33,50 | 31 | 22 | 176 | 193 | 2,05 |
| 31314-A | 70 | 150 | 38,00 | 35 | 25 | 232 | 260 | 3,00 |
| 32008-X | 40 | 68 | 19,00 | 19 | 14,5 | 51,0 | 65,5 | 0,28 |
| 32010-X | 50 | 80 | 20,00 | 20 | 15,5 | 65,5 | 88,0 | 0,38 |
| 32012-X | 60 | 95 | 23,00 | 23 | 17,5 | 88,0 | 125 | 0,60 |
| 32208-A-XL | 40 | 80 | 24,75 | 23 | 19 | 86,5 | 100 | 0,54 |
| 32210-A-XL | 50 | 90 | 24,75 | 23 | 19 | 98,0 | 120 | 0,62 |
| 32212-A-XL | 60 | 110 | 29,75 | 28 | 24 | 146 | 180 | 1,20 |
| 32214-A-XL | 70 | 125 | 33,25 | 31 | 27 | 186 | 236 | 1,75 |
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