Cuscinetti a contatto obliquo

[mgd966]

personalmente mi fido piu' di un cuscinetto made in MauroO che di uno made in fuffaland con certificato tarocco

[CARLINO]

[MauroO]

Facciamo un pochino di luce sull'argomento ultraleggeri.
Innanzitutto bisogna dire che vige una certa confusione tra la gente comune, ogni tanto si legge "incidente accorso a un ultraleggero" poi si scopre che era un Cesna da 6 posti che con gli ultraleggeri non aveva nulla a che vedere; un ultraleggero è un aereo al massimo biposto che rispetta determinati limiti di peso; l'utilizzo è soggetto a determinate limitazioni sulle zone di sorvolo e sulle quote di volo, gode di una gestione semplificata rispetto ad un altro tipo di aereo, la manutenzione è affidata alla responsabilità del proprietario che può farla in proprio (se ne è in grado) o farsi aiutare da meccanici di sua fiducia.
Esiste il DPR 133/2010 che negli allegati specifica quali caratteristiche deve rispettare un ultraleggero.
Rispettando i dettami del 133, anche l'autocostruzione è ammessa e con adeguata documentazione tecnica è possibile l'immatricolazione presso AEC.
Per il momento non sono richieste certificazioni di sorta, ed è un bene altrimenti sarebbe un settore dell'aviazione che verrebbe chiuso nel giro di pochi giorni con relativo danno a tutto l'indotto.
Sulle certificazioni mi sento obbligato ad aprire una parentesi, in quanto spesso si rivela essere un'emerita presa in giro, una certificazione non attesta la qualità ma la costanza di caratteristiche dei materiali, ovvero i materiali certificati "aeronautici" non hanno caratteristiche strutturali migliori di quelli commerciali, con la certificazione viene attestato che la percentuale di pezzi del lotto che non raggiungono le caratteristiche nominali è inferiore a determinati limiti. In merito ai lavori di installazione eseguiti, il meccanico che li esegue su richiesta del cliente e previo aumento molto significativo della tariffa, certifica che ha eseguito il lavoro secondo le prescrizioni del costruttore, altro controsenso perchè comunque li deve eseguire a regola d'arte è come ritenere che quando non li certifica li farà da cani.

In merito ai miei lavori, vi ricordo che sono un ingegnere e sono abilitato a certificare le mie realizzazioni, quando progetto un elemento costruttivo fondamentale non lavoro mai in modo approssimato con valutazioni esclusivamente ad occhio, ogni particolare viene verificato col calcolo; ciò in particolare se quell'elemento viene poi installato su un aereo su cui ci vado in volo, c'è in gioco la mia vita e vi posso garantire che ci presto una particolare attenzione.
C'è un motivo particolare per cui sto progettando un mozzo pvv, non è che non ce ne siano in  commercio, potrei ordinarne uno e installarlo e mi sarei tolto la voglia in modo molto semplice, ma presentano tutti chi più chi meno dei problemi, generalmente sono a comando elettrico o idraulico, quelli elettrici hanno nella testa un motore con riduttore epicicloidale (del tutto simile a quelli installati nei trapanini a batteria) che è soggetto a intoppi a fine corsa o di rottura degli ingranaggi (ne ho visti anche con ingranaggi in plastica o in zama ricavati per stampaggio), stesso vale per gli anelli e spazzole che trasmettono l'energia elettrica (ho già riparato alcuni mozzi a movimentazione elettrica); quelli idraulici possono perdere olio dalle guarnizioni in particolare da quella rotante che fa trasmette la pressione dal comando di cabina al mozzo in rotazione, inoltre sono delicati in quando per garantire la tenuta devono essere necessariamente costruiti con buona precisione così diventano sensibili alle variazioni di calore con possibilità di inceppamento (anche in questo caso mi è già capitato di vederne di bloccati); per cui voglio sperimentarne uno a controllo prettamente meccanico, a prova di blocco.

Comunque spero che con ciò l'argomento aereo sia definitivamente archiviato, lo rispolvereremo in un post ad ok; ripeto che questo post è finalizzato a valutare come realizzazione al meglio, in modo semplice, terra terra, con materiali reperibili facilmente e con mezzi abbordabili a tutti gli hobbisti evoluti, un cuscinetto a rotolamento di non elevate pretese in termini di velocità, nel caso che non esista nelle serie commerciali nulla di utilizzabile.

[MDS]

Condivido ogni parola che hai scritto .

Però quando disassemblo un cuscinetto , mi chiedo se potrei essere in grado di eseguire lavorazioni "casalinghe" e raggiungere precisione , finitura  e trattamento paragonabili ad un prodotto industriale .

[mgd966]

ottima puntualizzazione, mi spiace che siamo partiti un po' per la tangente divagando un tantino.
Talvolta sui forum succede

[MauroO]

Se ci si limita alla costruzione di un cuscinetto tipo quello che ho proposto ritengo sia fattibile senza macchine specifiche; i cuscinetti a contatto obliquo o quelli assiali non richiedono una elevata precisione di lavorazione in quanto nelle loro applicazioni solitamente il posizionamento anello interno - anello esterno ammette delle tolleranze; una volta tagliate le piste si possono seguire due linee operative:
-1) a materiale ancora tenero non temprato si può assemblare il cuscinetto utilizzando delle sfere di diametro leggermente superiore a quelle previste in opera per formare le piste con una certa osculazione (per esempio: utilizzare delle 5.57 nella fase di rullatura mentre quelle definitive avranno diametro 5.5)  e farlo girare con un carico non eccessivo provocando una sorta di rullatura/lucidatura delle piste, poi si procede alla tempra e se proprio necessario (solo se le deformazioni indotte dal trattamento termico sono eccessive) a una rettifica delle piste con un mandrino ad alto numero di giri;
-2) si può procedere direttamente con tempra e successiva rettifica delle piste con un mandrino ad alto numero di giri;
- nel caso sia prevista la rettifica finale bisogna anche lasciare un pochino di sovrametallo nella fase di taglio delle piste per compensare lo strato che verrà asportato dalla mola;
- nel caso si proceda con la rettifica necessita anche fare una lappatura della superficie delle piste con pietra a granulometria molto fine per eliminare le tracce lasciate dalla moda di rettifica;
- se la tempra viene fatta in acqua necessita un successivo trattamento di rinvenimento per ridurre l'eccessiva fragilità, se viene fatta in olio probabilmente il post trattamento è evitabile;
- si potrebbe anche procedere con la cementazione che fornirebbe si una superficie delle piste molto dura, ma essendo protratta per lungo tempo ad elevata temperatura indurrebbe certamente notevoli deformazioni rendendo inevitabile la rettifica finale seguita da lappatura.
- li intendo tutti a corona completa di sfere in quanto la realizzazione della gabbia comporterebbe alcuni problemi realizzativi, non che non sia fattibile è realizzabile alla fresatrice partendo da un anello di materiale plastico o di bronzo e ricavando le sedi delle sfere, ma pensando di utilizzare un materiale non eccessivamente performante quale il C40-C45 è meglio avere un numero massimo di sfere in tal modo aumenta il numero punti di contatto riducendo l'entità dei carichi nei punti di contatto sfera-pista

A livello hobbistico eviterei di tentare la costruzione la costruzione di un cuscinetto classico radiale che non essendo a posizionamento registrabile (la pista interna, le sfere e la pista esterna sono vincolate su posizioni prefissate in farse di assemblaggio) deve rispettare determinate tolleranze dimensionali nella costruzione degli anelli e tali tolleranze crescono in funzione della classe che si vuole raggiungere, per esempio un cuscinetto diametro 60 mm in classe normale PN deve avere un gioco radiale massimo di 10 micron (1 centesimo) mentre se saliamo ad una classe P5 la tolleranza scende a 6 micron (0.6 centesimi)

[CARLINO]

Come progettista e realizzatore di cuscinetti a sfere ( di dimensioni molto diverse da quelle di cui discutiamo ) confermo in pieno tutto quello che ha scritto MauroO : posso solo aggiungere che nei cuscinetti che progettavamo e dei quali seguivamo la costruzione , le piste dei cuscinetti erano indurite con processo di tempra ad induzione che lasciava il metallo sotto lo spessore della tempra con caratteristiche meno fragili : la lavorazione finale con asportazione del sovrametallo e configurazione finale della pista delle sfere non era ottenuta con la rettifica ma con tornitura cnc mediante utensili ceramici in grado di asportare truciolo anche da materiali di durezza 63 HRC. Naturalmente sarebbe molto difficile applicare queste tecniche ai cuscinetti che vuole realizzare MauroO per via delle dimensioni molto contenute rispetto a quelle realizzazioni di cui ho accennato che arrivavano anche al peso di 900 kg.

[MauroO]

Direi che un cuscinetto di quel tipo non sia alla portata di un hobbista; quale hobbista della domenica dispone di un tornio verticale su cui caricare una ralla da 900 Kg?
Io faccio riferimento a cosine decisamente piccole, ciò non significa che non vadano calcolate/verificate se da utilizzarsi in applicazioni critiche.

[MDS]

Leggo ed imparo .....

[MauroO]

Salve ragazzi;

sono calato giù dai monti abbandonando i lavori di falegnameria ed ora ho nuovamente a disposizione le mie macchinette per metallo.

Mentre ero sui monti le sere che non avevo voglia di impolverarmi in falegnameria le ho passate progettando nei minimi particolari il mozzo di cui avevo accennato, a questo punto dispongo delle misure precise dei pezzi incluse quelle dei cuscinetti.

Nel primo video che avevo postato si vedeva un vecchio cuscinetto ciclistico e un secondo di mia realizzazione come prova di fattibilità, sbozzato in modo grezzo mediante dei semplici utensili di forma le piste il risultato non era stato eccezionale sopratutto perchè il mio BV20 non sopporta lavorazioni su superficie ampia ed entra in vibrazione ma l'esperienza era stata positiva dimostrando che era possibile; ora il discorso si fa più serio, ho cominciato preparando i mandrini per pinzare su coni gli anelli dall'interno o dall'esterno; poi ho messo a punto i programmini per il taglio delle piste in cnc, infine il vero e proprio lavoro sugli anelli.

Vi inserisco i link ai video che ho girato quando mi ricordavo di impostare la camera, non c'è tutto ma penso sia sufficiente per rendere l'idea delle lavorazioni, mancano le lavorazioni dei mandrini conici perchè per errore li ho cancellati dalla memoria della camera prima di scaricarli su Pc, comunque penso non siano importati.



Sono 8 video delle varie fasi, dal taglio degli anelli alla pesatura finale, vedrete anche che ho realizzato degli anelli di prova in plastica  senza poi riportare i video delle lavorazioni su acciaio tanto sono esattamente le stesse a parte la velocità di taglio (quello di fare una prova preliminare in plastica degli oggetti delicati è una mia abitudine in quanto quando si programma in Gcode ci vuole un niente a commettere un piccolo errore e fare dei danni, la plastica è tenera e dà il tempo di fermare tutto prima delle rotture).

Come acciaio ho utilizzato il commerciale C45 (sopratutto perchè dalle mie parti è già difficile reperire quello)



https://youtu.be/9focBd38-yo

https://youtu.be/yTGbM-Bl9WE

https://youtu.be/CCNNkZvQWsA

https://youtu.be/-fACuJ3_hqs

https://youtu.be/enqS-0fNCQM

https://youtu.be/-Outsan4llw

https://youtu.be/EiGPpeWxVfc

https://youtu.be/4bshIpIRHlU



ora vedo se riesco ad inserirli anche in visione diretta

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Come avrete letto sul display della bilancia sono risultati dei pesi molto contenuti, il cuscinetto normale è di soli 120g. incluse le sfere mentre quello a ralla filettata è 250g.; nella mia ricerca preliminare di un tipo di cuscinetto commerciale, quello che più si avvicinava alle mie misure ha una massa di 800g e in una applicazione aeronautica il peso è sempre dannoso.
Avrete notato che ho optato per le fasi di tempra e rinvenimento, senza ulteriore rettifica in quanto fatti girare gli anelli sotto comparatore le deformazioni sono risultate contenute entro i 2 centesimi su tutti gli anelli, è una variazione dimensionale più che tollerabile per la mia applicazione, una pala ruota al massimo di 120° (dalla posizione di bandiera al revers di massima frenatura) con una velocità di soli 2 RPM
Ho anche sottoposto a collaudo un cuscinetto montato: sono andato sul tornio di un mio amico (un Graziano Sag 14) e lo abbiamo fatto girare caricandolo con la contropunta, abbiamo stimato di averlo sollecitato con circa 1000 DN, senza rilevare fratture o deformazioni delle piste.