A boccola in acciaio agisce come una superficie di usura sacrificale e sostituibile. Il suo compito principale è proteggere i costosi fori degli alloggiamenti e gli alberi da attrito, vibrazioni e corrosione. Scegliere quello sbagliato porta a tempi di inattività prematuri, ma selezionare la variante corretta di acciaio temprato può prolungare la durata utile Dal 300% al 500% rispetto a una parte in acciaio dolce non temprato in un giunto girevole ad alto numero di cicli.
Selezione del grado e della durezza del materiale
La metallurgia della boccola determina direttamente dove può sopravvivere. L'acciaio dolce (come il 1018) è lavorabile a macchina ma si usura rapidamente sotto carichi eccessivi 10.000PSI . Per i giunti rotanti sono standard gli acciai da cementazione o da tempra.
- AISI4140/4142: Pre-indurito a Rockwell C 28-32. Eccellente per perni con movimento oscillatorio e carichi d'urto moderati. Comune nei punti di articolazione delle attrezzature pesanti.
- AISI 52100: Temprato a Rockwell C 60-64. Ideale per piste esterne di cuscinetti a rullini di alta precisione. Fornisce la massima resistenza alla brinellatura sotto carico statico.
- 8620 temperato: Offre una superficie dura (Rockwell C 58-62) con un nucleo duttile. Resiste alle fessurazioni in applicazioni con carichi pesanti come rulli cingolati e frantoi da roccia.
Design flangiati e cilindrici diritti
La geometria della boccola in acciaio determina il modo in cui gestisce i carichi di spinta assiale. Una boccola diritta gestisce carichi radiali puri, mentre una boccola flangiata assorbe carichi combinati.
| Tipo di progetto | Supporto del carico primario | Applicazione tipica |
|---|---|---|
| Manica dritta | Solo radiale | Ruote con puleggia, perni cerniera con anelli elastici |
| Flangiato (Tipo F) | Spinta assiale radiale | Pulegge di trasportatore, perni di articolazione, collegamenti del cambio |
La flangia elimina la necessità di una rondella reggispinta separata, semplificando il montaggio. Tuttavia, gli angoli con raggio stretto della flangia devono essere sottosquadro o l'alloggiamento deve avere uno smusso per evitare che gli aumenti di sollecitazione causino fessurazioni sotto carico laterale.
Strategia di lubrificazione: compositi autolubrificanti contro scanalature per grasso
Le solide boccole in acciaio con tappi in grafite eliminano la necessità di rilubrificazione manuale in punti inaccessibili. Queste boccole incorporate in grafite, spesso realizzate con una matrice in acciaio massiccio o con supporto in bronzo ad alta resistenza, mantengono un coefficiente di attrito di da 0,15 a 0,25 in condizioni di funzionamento a secco. Per le boccole standard in acciaio temprato, le scanalature interne per il grasso sono fondamentali.
Modelli di scanalature per una lubrificazione efficace
Se si utilizza una boccola in acciaio lubrificata, la geometria della scanalatura determina il tempo di ritenzione del grasso. I seguenti modelli sono standard e devono essere selezionati in base al tipo di movimento:
- Modello Figura-8: Distribuisce il grasso in modo uniforme su 360 gradi. Ideale per un movimento rotatorio completo, ma indebolisce la struttura della boccola se tagliata troppo in profondità; la profondità massima non deve essere superata 30% dello spessore della parete.
- Gole assiali con battuta: Ideale per il movimento oscillatorio. Assicurarsi che le scanalature si fermino prima dei bordi della boccola per evitare che il lubrificante venga pompato fuori dalle estremità del giunto sotto pressione.
Best practice per l'adattamento alle interferenze di installazione
La ritenzione della boccola in acciaio si basa rigorosamente su un accoppiamento a pressione. L'interferenza deve essere sufficientemente elevata da impedire la rotazione sotto carichi di coppia di picco. Un accoppiamento a pressione standard consigliato per una boccola in acciaio in un alloggiamento in acciaio è Da 0,001 a 0,002 pollici per pollice di diametro del foro .
Una boccola con diametro esterno di 2 pollici richiede un'interferenza compresa tra 0,002 e 0,004 pollici. Durante l'installazione, l'ID della boccola si chiuderà proporzionalmente. Dopo la pressatura, il diametro interno deve essere ridimensionato mediante lucidatura o alesatura per ottenere il gioco di funzionamento finale con l'albero. Una vestibilità standard dopo l'installazione è 0,0015 pollici per pollice di diametro dell'albero per applicazioni con grasso. Saltare la fase di dimensionamento post-installazione è la causa più comune di grippaggio immediato nelle boccole in acciaio ad alto numero di giri.
Trattamento superficiale e resistenza alla corrosione
Sebbene 4140 e 52100 offrano un'elevata resistenza, sono soggetti alla ruggine rossa in ambienti marini o sottoposti a lavaggio. Un trattamento di zincatura del Spessore minimo 0,0002 pollici può raddoppiare la durata in condizioni umide fornendo una protezione sacrificale. Per ambienti chimicamente aggressivi, la nichelatura chimica preserva le strette tolleranze dimensionali del diametro interno della boccola fornendo al contempo una superficie dura e lubrificante.
