Perché i cuscinetti si guastano e perché danno segnali premonitori
I cuscinetti a rulli si guastano principalmente attraverso due meccanismi: la scheggiatura da fatica (le superfici degli elementi volventi e delle piste di rotolamento sviluppano microfratture a causa dello stress ciclico che alla fine provocano il distacco di materiale, creando superfici di rotolamento ruvide) e il cedimento della lubrificazione (il film lubrificante tra gli elementi volventi e le piste di rotolamento diventa troppo sottile per impedire il contatto tra i metalli, generando calore da attrito che accelera il danneggiamento della superficie). Entrambi i meccanismi generano calore al di sopra della normale temperatura di esercizio del cuscinetto, e tale calore è rilevabile da giorni a settimane prima che il cuscinetto raggiunga un guasto catastrofico.
L'aspetto fondamentale è che un cuscinetto che funziona a 30°F (1,75°C) sopra la temperatura ambiente si trova in una fase di allarme precoce. Un cuscinetto che funziona a 60°F (16°C) sopra la temperatura ambiente ha raggiunto la soglia di sostituzione urgente. Un cuscinetto che funziona a 90°F (32°C) o più sopra la temperatura ambiente è nelle sue ultime ore di vita prima del grippaggio o della rottura della gabbia. Queste soglie di temperatura offrono una finestra temporale predittiva per la sostituzione che un approccio di manutenzione reattiva, ovvero aspettare che il cuscinetto emetta rumori di sfregamento o che la macchina vibri, non riesce a rilevare.
+30°F
Allerta precoce
Pianificare la sostituzione durante la stagione in corso; monitorare a ogni intervallo
+60°F
Urgente
Sostituire prima del prossimo giorno di imballaggio; la durata del cuscinetto si misura in ore
+90°F
Critico
Arrestare immediatamente; guasto catastrofico imminente; non proseguire l'operazione
Dove si trova ogni cuscinetto e quali si usurano più velocemente
Comprendere quali cuscinetti sono presenti e quali si guastano per primi consente di dare priorità ai tempi di ispezione e di concentrare il budget pre-stagionale sulle posizioni che hanno maggiori probabilità di generare guasti durante la stagione.
Massima usura: sostituire ogni 2-4 stagioni.
Cuscinetti dell'albero a rulli principale per la formazione delle balle — I 3-6 grandi rulli che formano la camera di pressatura ruotano continuamente con una cinghia ad alta tensione. Ogni cuscinetto sopporta sia il carico radiale dovuto alla tensione della cinghia, sia il carico assiale dovuto alle variazioni di pressione del prodotto. Questi sono i cuscinetti che richiedono la massima priorità di ispezione sulla macchina.
Cuscinetti a rulli di trasmissione — Il/I rullo/i azionato/i che riceve/ricevono potenza dalla presa di forza sopportano il carico di coppia aggiuntivo del sistema di trasmissione, oltre alla tensione della cinghia. Spesso sono i primi a mostrare sintomi di surriscaldamento in condizioni di pressatura ad alta densità.
Usura media - Ispezionare annualmente
Cuscinetti dell'albero del mulinello di prelievo — L'elevata velocità di rotazione, combinata con l'esposizione a residui di colture e polvere, accelera l'usura delle guarnizioni. I detriti aggirano le guarnizioni usurate e agiscono come abrasivo nel lubrificante. Verificare ogni intervallo di manutenzione di 50 ore.
Cuscinetti folli e tenditori — Carico sostenuto inferiore rispetto ai rulli principali, ma soggetti a vibrazioni ad alta frequenza dovute alle fluttuazioni della tensione della cinghia. Le guarnizioni dei cuscinetti folli sono spesso più piccole e meno robuste rispetto alle guarnizioni dei rulli principali.
Minore usura: monitorare e sostituire quando necessario.
Cuscinetti delle cerniere del portellone posteriore — Elevato numero di cicli (un'apertura e chiusura completa per balla) ma basso carico per ciclo. La ritenzione del grasso è il principale requisito di manutenzione. Il guasto si manifesta spesso con uno stridio durante il movimento del portellone posteriore piuttosto che con il surriscaldamento.
cuscinetti di rotazione del braccio di avvolgimento della rete — Carico intermittente, bassa velocità. Durata di vita tipica più lunga della macchina. Monitorare la rigidità; sostituire quando il bloccaggio impedisce il movimento completo del braccio.
La prova del calore: due metodi, una sola decisione
Il test termico è lo strumento principale per la valutazione delle condizioni dei cuscinetti perché misura ciò che conta davvero: se il cuscinetto genera più calore del dovuto in condizioni operative normali. Sono disponibili due metodi a seconda dell'accessibilità dell'apparecchiatura.
Metodo A — Preferibile
Termometro a infrarossi
Attrezzatura necessaria: Termometro a infrarossi senza contatto ($25–$60 reperibile in qualsiasi ferramenta). Funzionamento semplice e immediato; sicuro da usare anche con la pressa in funzione.
Procedura: Dopo 30 minuti di normale funzionamento della pressa, arrestare la pressa (disinserire la presa di forza e attendere che la rotazione si arresti). Puntare il termometro su ciascun alloggiamento del cuscinetto e registrare la temperatura. Effettuare le misurazioni entro 60 secondi dall'arresto: il calore si dissipa rapidamente una volta che la rotazione si ferma.
Temperatura di riferimento: Misurare inoltre la temperatura dell'aria ambiente e la temperatura di un cuscinetto sicuramente funzionante (che non ha mostrato alcun sintomo). Utilizzare come riferimento il cuscinetto sicuramente funzionante sottoposto al carico maggiore, non l'aria ambiente, poiché tutti i cuscinetti funzionano a temperature superiori a quella ambiente durante l'esercizio.
Risultato: qualsiasi cuscinetto con una temperatura superiore di oltre 30°F rispetto al cuscinetto funzionante = allarme precoce; superiore di 60°F = sostituzione urgente.
Metodo B — Backup sul campo
Test del tatto sul dorso della mano
Attrezzatura necessaria: Niente. Usa il dorso della mano (non il palmo), che è in grado di rilevare la temperatura con maggiore precisione rispetto al palmo.
Procedura: Dopo 30 minuti di pressatura, arrestare la pressa e attendere 60 secondi. Toccare ciascun alloggiamento del cuscinetto con il dorso della mano per 2 secondi. Confrontare la sensazione con quella dei cuscinetti adiacenti. Utilizzate sempre il dorso della mano: la sensibilità del palmo è inferiore.
Guida alla calibrazione: Un cuscinetto a 90-100 °F (32-38 °C) risulta caldo ma piacevole al tatto (temperatura dell'acqua del bagno). A 120 °F (49 °C) è sensibilmente caldo e bisogna allontanarlo entro 2 secondi. A 140 °F (60 °C) o più non è più possibile mantenere il contatto: questa è la soglia di sostituzione immediata.
Limitazioni: non è possibile distinguere tra temperatura "calda" (accettabile) e "segnale di allarme" (30 °F al di sopra della temperatura di riferimento). In caso di dubbio, utilizzare il termometro a infrarossi.
Quando eseguire il test
Pre-stagione: Azionare la pressa a vuoto alla massima velocità della presa di forza per 10 minuti, quindi testare tutte le posizioni dei cuscinetti accessibili con il termometro a infrarossi. In questo modo si stabilisce la temperatura di riferimento per ogni cuscinetto all'inizio della stagione.
Intervallo di 50 ore: Ripetere il test termico su tutti i cuscinetti a rulli principali e sui cuscinetti dell'albero di prelievo durante l'intervallo di manutenzione stagionale. Confrontare il valore con il valore di riferimento pre-stagionale: qualsiasi cuscinetto che abbia registrato un aumento di temperatura superiore a 15 °F rispetto al valore di riferimento dall'ultimo test presenta un problema.
In seguito a eventi insoliti: Ogni volta che la pressa subisce un sovraccarico (carico eccessivo, rottura del bullone di sicurezza, arresto improvviso), testare i cuscinetti su entrambi i lati del percorso di carico entro le successive 50 balle: i carichi d'impatto creano picchi di stress nelle piste di rotolamento dei cuscinetti che possono innescare la scheggiatura.
Specifiche e intervalli di lubrificazione: come ottenere entrambi i risultati desiderati
Il grasso è l'unica barriera lubrificante tra gli elementi volventi e le superfici di rotolamento. L'utilizzo di un grasso non idoneo (incompatibile con il riempimento originale, con viscosità errata o con un pacchetto di additivi non adatto) è dannoso quanto l'assenza totale di lubrificazione. Inoltre, un'eccessiva lubrificazione (forzando una quantità eccessiva di grasso oltre la superficie di tenuta) è una delle principali cause di guasto delle guarnizioni dei cuscinetti, consentendo ai residui di coltivazione di penetrare nel cuscinetto dall'esterno mentre la guarnizione dislocata non è più in sede.
| Posizione del cuscinetto |
Tipo di grasso |
Grado NLGI |
Intervallo |
Importo per zerk |
| Cuscinetti dell'albero a rulli principale |
EP a complesso di litio |
NLGI #2 |
Ogni 25 ore |
2–3 pompate |
| Cuscinetti dell'albero di prelievo |
EP a complesso di litio |
NLGI #2 |
Ogni 8 ore |
2–3 pompate |
| Perni delle cerniere del portellone posteriore |
EP al litio complesso o molibdeno |
NLGI #2 |
Ogni 25 ore |
2–4 pompe |
| Giunti cardanici e supporti dell'albero della presa di forza |
EP al litio complesso (a basso dilavamento da parte dell'acqua) |
NLGI #2 |
Ogni 8 ore |
3–4 pompate |
| Cuscinetti dell'albero folle e dell'albero tenditore |
EP a complesso di litio |
NLGI #2 |
Ogni 50 ore |
1–2 pompate |
Attenzione all'eccessiva lubrificazione: Se si pompa troppo grasso, questo penetra nel cuscinetto e deve fuoriuscire attraverso la guarnizione. Quando il grasso si fa strada dall'interno oltre la guarnizione, ne sposta il labbro verso l'esterno, disallineandolo parzialmente. Il risultato: la guarnizione non è più a contatto completo con l'albero o l'alloggiamento, e polvere e detriti possono entrare dall'esterno. Interrompere la lubrificazione quando si avverte un netto aumento della resistenza alla pompa: questo è il punto in cui l'alloggiamento del cuscinetto è pieno e il grasso inizia a premere contro la guarnizione. 2-3 pompate sono sufficienti per la maggior parte dei cuscinetti delle presse; non forzare mai più di 5 pompate in un cuscinetto piccolo senza fermarsi e controllare la presenza di grasso visibile sulla superficie di tenuta.
Test del gioco radiale: verifica manuale dell'usura dei cuscinetti
Il test di gioco radiale è un metodo complementare al test termico, utilizzato specificamente quando il cuscinetto è freddo o quando l'accesso per la misurazione della temperatura è limitato. Misura il gioco fisico che si sviluppa con l'usura degli elementi volventi e delle piste di rotolamento ed è il metodo più affidabile per individuare cuscinetti con usura avanzata che non hanno ancora iniziato a generare calore significativo.
Procedura di prova del gioco radiale
1
Arrestare la pressa e disinnestare completamente la presa di forza. Attendere che tutte le rotazioni si arrestino. Il test viene eseguito con la macchina ferma.
2
Accedere all'estremità dell'albero in corrispondenza di ciascuna posizione del cuscinetto. Afferrare l'albero il più vicino possibile all'alloggiamento del cuscinetto. Nel caso di alberi a rulli, ciò significa raggiungere l'interno della macchina dopo aver rimosso le protezioni: assicurarsi sempre che la macchina sia completamente arrestata prima di accedere ai componenti interni.
3
Applicare la forza radiale (perpendicolare all'asse dell'albero) e percepire eventuali movimenti. Provare a muovere l'albero su e giù e lateralmente. In un cuscinetto nuovo o in buone condizioni, l'albero dovrebbe risultare stabile e privo di movimenti percepibili. Un movimento di 0,5 mm (circa 1/64 di pollice) indica un'usura iniziale. Un movimento di 1 mm (1/32 di pollice) o superiore indica un'usura tale da richiedere la sostituzione.
4
Verificare anche il gioco assiale. (spinta-trazione lungo l'asse dell'albero). Un certo gioco assiale è normale e previsto nella maggior parte dei cuscinetti agricoli (in genere fino a 0,5 mm). Un gioco assiale superiore a 1 mm su un cuscinetto con anello di ritegno o anello elastico indica che l'anello di ritegno si è rotto o che il cuscinetto è usurato a tal punto che l'elemento volvente si muove lateralmente nella pista di rotolamento.
Identificazione e ordinazione del cuscinetto di ricambio corretto
I cuscinetti a rulli per le presse rotopresse agricole sono quasi esclusivamente cuscinetti della serie dimensionale standard AFBMA/ISO, gli stessi tipi di base utilizzati in tutti i macchinari industriali. Il codice del ricambio originale (OEM) presente nell'elenco dei ricambi per presse rimanda a un codice standard di cuscinetto reperibile presso qualsiasi distributore di cuscinetti, spesso a un costo inferiore rispetto all'acquisto tramite il rivenditore di attrezzature, a parità di qualità (codice 30-50%).
Lettura del numero del cuscinetto
La maggior parte dei cuscinetti agricoli riporta un numero stampato sull'anello esterno. Formati comuni: 6205 (cuscinetto a sfere a gola profonda, foro da 25 mm, diametro esterno 52 mm, larghezza 15 mm); 6305 (stesso diametro, sezione trasversale più pesante); 30205 (cuscinetto a rulli conici). La prima o le prime cifre indicano il tipo di cuscinetto; le ultime due cifre indicano il diametro interno in mm (moltiplicare per 5 per diametri interni superiori al codice 04).
Annota i numeri di serie su un'etichetta all'interno del pannello di accesso della pressa. Ti serviranno per effettuare l'ordine alle 7 del mattino, prima della giornata di pressatura.
Cuscinetti sigillati vs. cuscinetti aperti
I cuscinetti a rulli delle presse sono specificati come aperti (che richiedono una nuova lubrificazione tramite ingrassatori) o sigillati (pre-lubrificati, senza ingrassatori). I cuscinetti aperti durano più a lungo se lubrificati correttamente, ma richiedono manutenzione; i cuscinetti sigillati non richiedono manutenzione, ma hanno una durata limitata del lubrificante. Quando si sostituisce un cuscinetto aperto, installare sempre un cuscinetto aperto: i cuscinetti sigillati di ricambio, in una posizione progettata per la lubrificazione tramite ingrassatori, non consentiranno l'iniezione di grasso e si guasteranno prematuramente quando il lubrificante di fabbrica si esaurirà.
Il programma completo di sostituzione delle parti soggette ad usura, che comprende i cuscinetti nel contesto degli altri elementi soggetti ad usura della pressa, tra cui cinghie, catene e denti, e il quadro decisionale per stabilire quando la sostituzione dei cuscinetti rispetto alla sostituzione dell'intero gruppo albero è più conveniente, è trattato nel guida ai ricambi per presse imballatrici. Quando il guasto del cuscinetto produce sintomi operativi durante la pressatura — rumore dell'albero, problemi di tracciamento o formazione di balle insolite — il processo di individuazione della causa principale per identificare il cuscinetto guasto specifico è nel Guida alla risoluzione dei problemi della pressa per ballePer le specifiche dei cuscinetti sulle posizioni dell'albero di ingresso e di uscita del cambio che si collegano alla trasmissione della presa di forza, vedere Specifiche dei componenti del cambio agricolo e della presa di forza.
Installazione di un cuscinetto di ricambio: i quattro errori che ne riducono la durata
Un cuscinetto di ricambio installato in modo errato si guasterà in una frazione della sua vita utile nominale. Questi quattro errori di installazione sono responsabili della maggior parte dei guasti prematuri dei cuscinetti di ricambio.
Errore 1: martellare l'anello esterno
Spingere il cuscinetto nella sua sede colpendo l'anello esterno trasmette la forza attraverso gli elementi volventi, creando segni di brinellatura (ammaccature) sulla pista di rotolamento. Premere sempre separatamente l'anello esterno per l'accoppiamento con la sede e l'anello interno per l'accoppiamento con l'albero: non forzare mai attraverso gli elementi volventi.
Errore 2: Installazione contaminata
Qualsiasi particella di polvere, residuo vegetale o scheggia metallica introdotta nel cuscinetto durante l'installazione agisce immediatamente come abrasivo. Pulire la sede dell'albero e l'alloggiamento con un solvente e un panno privo di lanugine prima dell'installazione. Maneggiare il nuovo cuscinetto nella sua confezione fino al momento dell'installazione.
Errore 3: nessuna carica iniziale di grasso
Anche i cuscinetti aperti nuovi hanno solo una minima quantità di olio anticorrosione, non una lubrificazione di esercizio. Prima dell'installazione, iniettare 2-3 dosi del grasso appropriato attraverso l'ingrassatore, oppure riempire manualmente la cavità del cuscinetto se si tratta di un cuscinetto aperto senza ingrassatore. I primi minuti di funzionamento sono quelli in cui il film lubrificante è più critico.
Errore 4: Non viene eseguito un nuovo controllo dopo la prima operazione
Un nuovo cuscinetto su un albero che presenta una leggera conicità o bava dovuta alla scanalatura di usura del cuscinetto precedente potrebbe spostarsi leggermente durante le prime 50 balle di funzionamento. Eseguire una prova termica sul nuovo cuscinetto dopo le prime 50 balle e serrare nuovamente il fermo del cuscinetto (collare di bloccaggio, anello elastico o vite di fermo) prima che la macchina riprenda il funzionamento a pieno regime.
Domande frequenti sui cuscinetti a rulli
La mia pressa per balle emette un rumore sordo e ritmico che aumenta di intensità con la formazione delle balle. Quale problema ai cuscinetti può causare questo rumore?+
Un tonfo ritmico sincronizzato con la rotazione della balla (un tonfo per ogni giro della balla, che diventa più forte man mano che la balla si appesantisce) è il classico sintomo di un danno da scheggiatura su un cuscinetto a rulli principale. L'area scheggiata sulla pista di rotolamento crea un leggero impatto ogni volta che un elemento volvente vi passa sopra. Con l'aumentare del peso della balla, la tensione della cinghia aumenta per mantenere la stessa forza di compressione, il che incrementa il carico sul cuscinetto e l'impatto diventa proporzionalmente più forte. La frequenza del tonfo indica la velocità di rotazione del rullo interessato, restringendo il campo per individuare il rullo responsabile. Se è possibile abbinare la frequenza del tonfo alla velocità di rotazione dell'albero di uno specifico rullo, si è identificato il cuscinetto. La sequenza diagnostica per l'identificazione del cuscinetto basata sul suono è descritta nella guida alla risoluzione dei problemi della pressa.
Posso usare il grasso per cuscinetti delle ruote delle automobili nei cuscinetti della mia pressa per balle?+
I grassi per cuscinetti delle ruote automobilistiche sono in genere grassi al litio o al litio complesso NLGI #2, generalmente compatibili con la specifica EP per il litio complesso utilizzata nella maggior parte dei cuscinetti agricoli. La compatibilità dipende dalla viscosità dell'olio base e dagli additivi. La miscelazione di grassi incompatibili, ad esempio un grasso automobilistico addensato con poliurea e un grasso agricolo al litio complesso, può causare un'interazione tra i sistemi di addensamento e ridurre la resistenza del film lubrificante. Se si sa che la pressa è riempita con grasso al litio complesso e che anche il grasso automobilistico utilizzato è al litio complesso (verificare la scheda tecnica del prodotto), è possibile utilizzarli in sicurezza per un singolo intervallo di manutenzione. Per la manutenzione successiva, effettuare un lavaggio e un riempimento con un unico prodotto per evitare gli effetti a lungo termine della miscelazione. Evitare di miscelare grassi di qualsiasi tipo a meno che non si possa confermare la compatibilità degli addensanti consultando le schede tecniche dei prodotti.
La mia pressa è rimasta in deposito per tre anni. Devo sostituire tutti i cuscinetti prima di utilizzarla?+
Dopo tre anni di inattività, non è consigliabile sostituire tutti i cuscinetti a scopo preventivo senza prima ispezionarli: si tratterebbe di una spesa inutile. È invece opportuno eseguire un'accurata ispezione pre-stagionale, concentrandosi su due problematiche specifiche legate al periodo di inattività: corrosione e degrado del grasso. Ispezionare ciascun cuscinetto ruotando manualmente l'albero: un cuscinetto corroso risulterà ruvido al tatto e potrebbe presentare un rumore di sfregamento. Pulire gli ingrassatori iniettando diverse volte grasso fresco per rimuovere l'eventuale grasso degradato o contaminato dall'umidità che potrebbe essersi accumulato. Successivamente, far funzionare la macchina a vuoto alla massima velocità della presa di forza per 15 minuti ed eseguire la prova termica su tutti i cuscinetti principali. Qualsiasi cuscinetto che si surriscaldi durante questa prova a vuoto deve essere sostituito immediatamente. Un cuscinetto che supera la prova termica a vuoto entro la soglia standard difficilmente si guasterà nella stagione successiva, a meno che non presentasse già usura prima del periodo di inattività.
Come faccio a sapere su quale lato dell'albero a rulli si trova il cuscinetto guasto?+
Eseguire una prova termica su entrambe le posizioni dei cuscinetti sullo stesso albero e confrontare le temperature. Il cuscinetto guasto risulterà notevolmente più caldo del suo omologo sull'estremità opposta dell'albero, spesso con una differenza di 30-50 °F (15-20 °C). Se entrambi i cuscinetti sullo stesso albero si surriscaldano (con una differenza di temperatura entro 10 °F, ovvero circa 5 °C), entrambi sono guasti, probabilmente perché l'albero stesso ha subito una leggera curvatura a causa di un precedente sovraccarico, che carica entrambi i cuscinetti in modo asimmetrico. In questo caso, sostituire entrambi i cuscinetti e verificare la rettilineità dell'albero facendolo rotolare su una superficie piana prima di reinstallarlo. Un albero che oscilla quando viene fatto rotolare è piegato e continuerà a danneggiare i cuscinetti di ricambio finché non verrà raddrizzato.
Vale la pena acquistare cuscinetti di marca di alta qualità rispetto a quelli economici?+
Per i cuscinetti a rulli principali per la formazione delle balle, ovvero quelli che sopportano il carico maggiore e le cui conseguenze più critiche si verificano in caso di guasto sul campo, i cuscinetti di marca premium (SKF, FAG, NSK o produttori equivalenti di primo livello) giustificano il loro prezzo più elevato. Questi cuscinetti hanno tolleranze interne più strette, acciaio di qualità superiore e un trattamento termico più uniforme rispetto alle importazioni economiche, il che si traduce direttamente in una maggiore durata a fatica sotto il carico ciclico della formazione delle balle. Per le posizioni con carico inferiore (rulli folli, cerniere del portellone posteriore, perni dell'avvolgitore della rete), i cuscinetti economici di distributori affidabili offrono prestazioni adeguate e la differenza di costo rappresenta un risparmio più evidente. La regola generale è: investire nella qualità per le due o tre posizioni con il carico maggiore per albero; accettare la qualità economica per tutto il resto.
Quanto dura in genere un cuscinetto a rulli di una pressa per balle rotonde prima di dover essere sostituito?+
I cuscinetti a rulli principali di una rotopressa, se correttamente manutenuta e utilizzata in un tipico impiego commerciale per la fienagione, durano in genere dalle 5.000 alle 12.000 balle prima di mostrare sintomi di surriscaldamento che indicano la necessità di sostituirli. In condizioni di manutenzione ottimali (lubrificazione programmata, grasso del tipo corretto, protezione dalla contaminazione), alcuni cuscinetti raggiungono oltre 15.000 balle. In condizioni scadenti (mancata lubrificazione, grasso errato, contaminazione dovuta a una guarnizione difettosa), lo stesso cuscinetto potrebbe dover essere sostituito dopo 2.000-3.000 balle. Monitorare il numero di balle e assegnare un "budget di sostituzione dei cuscinetti" di uno o due cuscinetti a rulli principali ogni 5.000 balle rappresenta un quadro di pianificazione pratico per le attività commerciali ad alta intensità di manutenzione. I cuscinetti in posizioni di carico inferiore (rulli folli, albero di raccolta) durano in genere dalle 50 alle 1000 volte più a lungo dei cuscinetti a rulli principali in condizioni di manutenzione equivalenti.
Redattore: Cxm
