Perni fulcro/pin del cuscinetto a sbalzo - design e applicazione

I perni fulcro/pin del cuscinetto a sbalzo sono elementi di fissaggio essenziali utilizzati in numerosi sistemi meccanici per conservare e collegare i componenti rotanti. Agiscono come punti di rotazione e contribuiscono alla stabilità e alla precisione nelle applicazioni di ingegneria meccanica e automazione. Questo articolo presenta vari design ed esempi di applicazioni di perni fulcro e pin del cuscinetto a sbalzo.

Cosa sono i perni fulcro?

Gli assali e i bulloni sono componenti meccanici di base utilizzati in molte applicazioni, in particolare nell’ingegneria meccanica. Un assale è un componente che in genere funge da punto di rotazione per ruote, rulli o altre parti in movimento. D’altra parte, un bullone è un elemento di connessione cilindrico che viene utilizzato per fissare i componenti. I bulloni sono disponibili in varie versioni, come i bulloni con testa e i perni filettati, prodotti in conformità a DIN 1445. Questi bulloni sono utilizzati principalmente come cuscinetti fissi e perni fulcro a velocità circonferenziali moderate, ad es. per funi e rulli tenditori. DIN 1445 definisce i requisiti specifici per il materiale, la forma e l’applicazione di tali bulloni.

Un perno fulcro combina le proprietà di un asse e di un bullone, cioè combina le funzioni del punto di rotazione e del fissaggio. I perni fulcro vengono pertanto usati per fissare componenti rotanti come ruote o rulli a un oggetto vettore fisso e fungono contemporaneamente da asse rotante per queste parti. Grazie a questa doppia funzione, i perni fulcro vengono utilizzati in molti sistemi meccanici in cui sono necessari un fissaggio stabile e un movimento rotatorio a basso attrito.

Cosa distingue i perni fulcro dagli altri bulloni?

Oltre ai perni fulcro, esistono altri tipi specifici di bulloni, come i perni di cerniera e le viti per cuscinetti assiali. Sono progettati per vari requisiti meccanici e differiscono per funzione e applicazione. Come già menzionato, i perni fulcro fungono principalmente da asse di rotazione per i componenti rotanti e li collegano a un supporto fisso. Sono progettati per trasferire sia i carichi derivanti dalla rotazione dei componenti che per fornire un fissaggio stabile. Tuttavia, i perni fulcro non si limitano solo alla funzione di punto di rotazione per i componenti rotanti. In alcune applicazioni, i perni fulcro vengono utilizzati anche in un design a tensione di trazione. Questo design speciale mira a trasmettere e assorbire le forze di trazione che agiscono lungo l’asse del bullone.

I perni di cerniera, invece, sono utilizzati principalmente in applicazioni in cui si verificano carichi trasversali e forze di taglio, come cerniere di porte o alette. Generalmente collegano due componenti mediante diversi fori e consentono a queste parti di muoversi l’una rispetto all’altra. La funzione principale dei perni di cerniera è creare una connessione stabile che fornisca simultaneamente la flessibilità necessaria per consentire movimenti come la rotazione. In porte, finestre e alette, fungono da asse rotante che facilita l’apertura e la chiusura, garantendo al contempo la sicurezza e la stabilità della connessione.

I bulloni per cuscinetti assiali sono progettati specificamente per supportare alberi o assali. Questi bulloni sono parte integrante dei sistemi di cuscinetti e fungono da supporti per cuscinetti per garantire una guida dell’albero e cuscinetti di precisione. I bulloni per cuscinetti assiali sono progettati per supportare sia il carico radiale dal cuscinetto che i momenti flettenti creati dall’allineamento dell’albero. I bulloni a spalla come sottoforma di bulloni per cuscinetti assiali sono viti speciali particolarmente adatte a supportare i componenti rotanti e a collegarli allo stesso tempo grazie al loro adattamento preciso e all’elevata precisione dimensionale. Queste viti sono progettate per adattarsi saldamente ai fori dei componenti da collegare. Ciò garantisce un allineamento preciso e un’elevata stabilità della connessione. Le viti con spallamento sono un’altra area di applicazione per i bulloni per cuscinetti assiali. Il fissaggio in tali viti funge da distanziatore, punto di cuscinetto o punto di fermo per il componente collegato.

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Un’altra caratteristica distintiva è il modo in cui i componenti sono fissati al perno fulcro. A seconda delle proprietà delle parti da collegare e delle condizioni ambientali presenti, si differenziano i seguenti design:

I perni fulcro possono avere un collare di centraggio. Questo collare o spalla funge da fermo per facilitare il posizionamento e prevenire il movimento assiale. Allo stesso tempo, il collare di centraggio viene utilizzato come ausilio per l’installazione di strumenti, come le chiavi.

Perni fulcro e bulloni per cuscinetti assiali nelle braccia articolate

Nei sistemi meccanici, le braccia articolate garantiscono una connessione flessibile tra diversi componenti. Sono spesso utilizzati in robot, macchine e strumenti per consentire il movimento in direzioni diverse. I perni fulcro svolgono un ruolo centrale nella funzionalità delle braccia articolate agendo come punti di rotazione e collegando insieme le varie parti del braccio.

Perni fulcro e bulloni per cuscinetti assiali nei rulli a camme

I rulli a camme sono speciali elementi della macchina utilizzati nei sistemi meccanici per controllare con precisione i movimenti lungo un percorso predeterminato. Sono spesso utilizzati in nastri trasportatori, sistemi di automazione e altre applicazioni. Un componente essenziale dei rulli a camme è il perno fulcro. Consente al rullo di ruotare con poco attrito e di mantenere il contatto con il binario a camme o il binario di guida. Inoltre, il perno fulcro trasporta i carichi meccanici causati dal movimento del rullo a camme.

Perni fulcro e bulloni per cuscinetti assiali nei meccanismi rotanti

I perni fulcro sono comunemente utilizzati anche in sistemi e macchine automatizzati che richiedono movimenti lineari e rotanti. Un esempio di applicazione sono le macchine utensili con le quali i pezzi in lavorazione sono posizionati e lavorati con precisione. La combinazione di movimento lineare e rotazione consente di spostare e contemporaneamente ruotare i pezzi in lavorazione lungo gli assi per eseguire varie fasi di lavorazione. I perni fulcro garantiscono una connessione stabile tra i componenti lineari e rotanti, nonché una trasmissione efficiente delle forze risultanti.

Cosa è necessario osservare quando si installano e si utilizzano perni fulcro e bulloni per cuscinetti assiali?

È necessario osservare diversi aspetti importanti durante il montaggio e l’uso di perni fulcro e bulloni per cuscinetti assiali per garantire il funzionamento sicuro ed efficiente dei componenti collegati. Come già spiegato, i perni fulcro e i bulloni per cuscinetti assiali sono elementi di connessione significativi che possono fungere da punti di articolazione per i componenti rotanti e da elementi di supporto nelle applicazioni a tensione di trazione. Pertanto, la loro installazione richiede cura e precisione particolari.

Innanzitutto, il perno fulcro deve soddisfare i requisiti specifici dell’applicazione, compresi i requisiti dei materiali e i carichi meccanici. Fattori quali diametro, lunghezza e spessore del materiale sono decisivi per le prestazioni del bullone. Inoltre, quando si selezionano e si utilizzano perni fulcro, è necessario prestare attenzione alle condizioni corrette e al corretto allineamento e alle dimensioni delle chiavi piatte per consentire un’efficace trasmissione della forza e impedire che lo strumento scivoli. I danni alle chiavi piatte possono rendere il bullone inutilizzabile o allentato, il che a sua volta potrebbe compromettere la manutenzione e la sicurezza della connessione.

È altrettanto importante che il perno fulcro si inserisca con precisione nei fori o nei cuscinetti forniti. È fondamentale garantire il giusto grado di gioco, in quanto ciò influisce sia sulla mobilità che sulla stabilità della connessione. Un gioco eccessivo può causare vibrazioni indesiderate e una maggiore usura dei componenti, e quindi danni o guasti alla connessione nel lungo termine. D’altra parte, un gioco troppo ridotto può aumentare l’attrito e sollecitare il bullone. Ciò può causare il surriscaldamento dei componenti e bloccare il movimento.