Cuscinetti del motore elettrico: codice del cuscinetto, momento della sostituzione e sintomi di rumore

Un motore elettrico ha di solito due cuscinetti: uno nello scudo anteriore lato albero, l'altro nello scudo posteriore lato ventola. Su molti motori il codice del cuscinetto è riportato in targa; in caso contrario si legge sull'anello esterno del cuscinetto o sullo schermo di tenuta. Il momento della sostituzione lo indicano più i sintomi che il calendario: se il carattere del rumore è cambiato, se la zona del cuscinetto è nettamente più calda del resto della carcassa o se le vibrazioni sono aumentate, occorre cercarne la causa prima di smontare il motore.

Cuscinetto anteriore e posteriore: dove si trovano e quale carico sopportano?

Nella documentazione tecnica il lato albero è abbreviato DE (drive end) e il lato ventola NDE (non-drive end). Il cuscinetto lato albero sopporta la maggior parte della forza che arriva da puleggia, giunto o pignone; per questo, negli azionamenti a cinghia, è di solito il primo a usurarsi. Il cuscinetto lato ventola lavora con un carico più leggero, ma contribuisce a mantenere la posizione assiale del rotore. In molti progetti, su questo lato una molla a tazza (rondella ondulata) precarica leggermente il cuscinetto recuperando il gioco.

I cuscinetti alloggiano in sedi lavorate all'interno degli scudi. Il componente che in officina viene chiamato comunemente «coperchio» è in realtà lo scudo che porta questa sede. Se l'anello esterno ha iniziato a ruotare nella sede, la sede diventa lucida e si ovalizza; anche un cuscinetto nuovo montato su uno scudo di questo tipo farà in breve tempo la stessa fine. Per questo, durante la sostituzione, controllare se la sede è rigata, lucida o lasca è importante almeno quanto il cuscinetto stesso.

Come si legge il codice del cuscinetto?

Il codice si cerca in tre punti: la targa del motore (alcuni costruttori riportano su righe separate il cuscinetto anteriore e quello posteriore), il cuscinetto stesso e il catalogo del costruttore. In HEM Motor i tipi di cuscinetto sono elencati separatamente per lato albero e lato ventola, in base a grandezza e numero di poli, nel catalogo tecnico e prodotti 2026. Anche se la targa è cancellata, grandezza IEC e numero di poli sono un punto di partenza sufficiente per consultare il catalogo.

Per illustrare la lettura consideriamo un codice come «6205-2Z C3». È solo un esempio, non il cuscinetto di un modello specifico:

• 6: cuscinetto radiale rigido a sfere a una corona. È il tipo più comune nei motori di piccola e media potenza.
• 2: serie dimensionale. Con lo stesso diametro interno esistono cuscinetti delle serie 62 e 63; la serie 63 è più robusta e ha una capacità di carico maggiore. Entrambi si montano sull'albero, ma nella sede entra solo la serie corretta.
• 05: codice del diametro interno. Come regola generale, per i codici da 04 in su il diametro interno in millimetri si ottiene moltiplicando per 5.
• 2Z o 2RS: cuscinetto schermato su entrambi i lati. Z indica lo schermo metallico, RS la guarnizione in gomma. Questi cuscinetti sono ingrassati in fabbrica e non accettano grasso dall'esterno.
• C3: gioco interno maggiorato rispetto al normale. È diffuso nei cuscinetti dei motori che lavorano a temperatura elevata; sostituire un cuscinetto C3 con uno senza suffisso di gioco può causare problemi di surriscaldamento e rumore.

L'errore più frequente è omettere i suffissi e indicare solo le quattro cifre. Un ricambio richiesto come «6205» può risultare aperto, con tenuta diversa o con gioco diverso. Nell'ordine scriva il codice completo di tutti i suffissi, lettera per lettera.

Rumore, calore e vibrazioni: quando va sostituito il cuscinetto?

La vita del cuscinetto non si esaurisce in ore, ma in base a carico, giri, temperatura e stato della lubrificazione. Lo stesso cuscinetto può durare anni su una pompa che lavora tranquilla e affaticarsi molto prima su un ventilatore con cinghia troppo tesa. Per questo la decisione di sostituirlo si basa sui sintomi. Orecchio, mano e un semplice termometro a infrarossi sono spesso sufficienti per una prima diagnosi.

Per individuare l'origine del rumore esiste un metodo semplice: con il motore in rotazione tolga l'alimentazione e ascolti mentre rallenta. Se il rumore scompare nell'istante in cui si toglie tensione, la causa è con ogni probabilità elettrica; si pensa a squilibrio di fase o rumore magnetico. Se il rumore persiste mentre il motore gira libero per inerzia, la causa è meccanica: cuscinetto, ventola o macchina collegata. Scolleghi poi il motore dal carico e ruoti l'albero a mano; una sensazione ruvida, di impuntamento o di gioco indica il cuscinetto.

Nei motori alimentati da inverter si può riscontrare anche l'erosione elettrica, che lascia righe regolari sulla superficie degli anelli. In questo caso sostituire solo il cuscinetto non è una soluzione definitiva; vanno esaminati anche cavo, schermatura e messa a terra.

Effetto della tensione della cinghia e del carico assiale

Negli azionamenti a cinghia il peggior nemico del cuscinetto lato albero è la tensione eccessiva. Serrare a fondo la vite tendicinghia per evitare che la cinghia slitti scarica sul cuscinetto una forza laterale continua. Montare la puleggia spostata verso l'estremità dell'albero allunga il braccio di questa forza e aumenta il carico sul cuscinetto. La puleggia deve stare il più vicino possibile alla battuta dell'albero e la cinghia va mantenuta alla tensione raccomandata dal suo costruttore.

Il carico assiale è la forza diretta lungo l'albero. Lo generano gli ingranaggi elicoidali, alcune giranti di pompa e, nel montaggio verticale, il peso stesso del rotore. Il cuscinetto radiale rigido a sfere sopporta un carico assiale limitato; se la macchina esercita una spinta o una trazione marcata sull'albero, questo dato va segnalato nell'ordine. Negli azionamenti con giunto, anche il mancato allineamento dei due alberi crea sollecitazioni sia radiali sia assiali. Dopo la sostituzione dei cuscinetti, collegare il motore misurando l'allineamento determina direttamente quanto durerà il nuovo cuscinetto.

Nei motori con ingrassatore, dove si trova l'intervallo di lubrificazione?

I motori con cuscinetti schermati su entrambi i lati sono considerati lubrificati a vita; il cuscinetto si sostituisce quando si affatica. Nei motori di grandezza elevata con ingrassatore sullo scudo, invece, l'intervallo di lubrificazione e la quantità di grasso da immettere ogni volta sono indicati sulla targa del motore, su una targhetta di lubrificazione separata o nel catalogo. Non modifichi questi valori a occhio; il grasso insufficiente secca il cuscinetto, quello in eccesso riempie la sede e, sbattuto, produce calore.

• Annoti data e quantità di lubrificazione su una scheda di manutenzione accanto al motore; solo così si può seguire l'intervallo.
• Se deve cambiare tipo di grasso, faccia rimuovere il grasso vecchio; grassi non compatibili, se mescolati, possono perdere consistenza.
• Se è presente una bocca di scarico per il grasso esausto, si assicuri che non sia ostruita.
• Se la lubrificazione va eseguita con la macchina in funzione, la esegua solo nel rispetto delle norme di sicurezza e delle istruzioni del costruttore.

Nei motori di scorta rimasti a lungo a scaffale lo stato di grasso e cuscinetto ha un'importanza particolare; abbiamo trattato l'argomento nel nostro articolo sulla conservazione a scaffale del motore di scorta.

Accorgimenti nella sostituzione dei cuscinetti

• Smontare con l'estrattore: le griffe dell'estrattore devono fare presa sull'anello interno, calettato sull'albero. Forzare il cuscinetto dall'anello esterno o colpirlo con il martello può danneggiare albero e sede.
• Montare a caldo: il nuovo cuscinetto viene dilatato con un riscaldatore a induzione e si calza sull'albero scorrendo da solo. La fiamma libera danneggia grasso e guarnizione. Se il montaggio a freddo è inevitabile, la forza va applicata solo sull'anello interno con un tubo adatto.
• Controllare sede e albero: se la sede nello scudo è usurata o la superficie di appoggio del cuscinetto sull'albero è rigata, il nuovo cuscinetto resta lasco. In questo caso occorre prima riparare scudo o albero.
• Non dimenticare molla a tazza e anello di tenuta: se la rondella lato ventola non viene rimontata, il rotore ha gioco assiale; un anello di tenuta indurito apre la strada a polvere e umidità.
• Misurare l'avvolgimento: se il cuscinetto si è disintegrato e il rotore ha strisciato sullo statore, anche l'avvolgimento può essere danneggiato. Il motore non va rimesso in tensione senza aver misurato la resistenza di isolamento.

Sostituire il cuscinetto o il motore?

Su un motore con il solo cuscinetto usurato e l'avvolgimento integro, la sostituzione del cuscinetto è spesso una riparazione sensata. Se il rotore ha strisciato sullo statore, l'avvolgimento ha subito un surriscaldamento o le sedi degli scudi si sono ovalizzate, costo della riparazione e tempo di fermo si avvicinano a quelli di un motore nuovo. In una situazione simile si può valutare il passaggio a un motore nuovo con la stessa potenza, gli stessi giri e la stessa grandezza. Consulti i modelli HEM Motor adatti e i prezzi aggiornati.

Modelli di esempio di diverse potenze (trifase, carcassa in ghisa, IP55, classe di isolamento F, 50 Hz; prezzo aggiornato nella pagina prodotto):

• 3 kW, 4 poli, 1450 giri/min, grandezza IEC 100L – 100L2-4: 230/400 V (Δ/Y), corrente nominale a 400 V 6,02 A.
• 11 kW, 4 poli, 1465 giri/min, grandezza IEC 160M – 160M-4: 400/690 V (Δ/Y), corrente nominale a 400 V 20,4 A.
• 30 kW, 4 poli, 1475 giri/min, grandezza IEC 200L – 200L-4: 400/690 V (Δ/Y), coppia nominale 194,2 Nm.

L'intera serie è visibile nella pagina dei modelli con carcassa in ghisa.

Conclusioni: correggere anche le condizioni che affaticano il cuscinetto

Il guasto del cuscinetto nasce spesso non dal cuscinetto stesso, ma dalle condizioni che lo affaticano: tensione eccessiva della cinghia, giunto disallineato, quantità di grasso errata o un ricambio acquistato senza suffisso. Legga il codice per intero, monitori regolarmente rumore e temperatura, esegua la sostituzione con l'attrezzatura corretta. Se intende rinnovare il motore, tenga pronti i dati di potenza, giri, forma costruttiva, tensione e settore di impiego; se possibile, la foto della targa.

Consulti i modelli adatti e i prezzi aggiornati nel negozio. Ci invii la foto della targa, i giri e i dati di montaggio del Suo motore attuale dalla pagina di invio della targa e richieda un'offerta per il modello adatto.

Domande frequenti

Se il codice del cuscinetto non è in targa, dove si trova?

Sull'anello esterno o sullo schermo del cuscinetto è stampigliato un codice. Se non è leggibile, si consulta la tabella cuscinetti nel catalogo del costruttore in base a grandezza IEC e numero di poli.

I cuscinetti 2Z e 2RS sono intercambiabili?

Hanno le stesse dimensioni; la differenza è nel sistema di tenuta. Il 2RS con guarnizione in gomma trattiene meglio la polvere ma ha più attrito; nei motori ad alta velocità è più corretto restare sul tipo indicato dal costruttore del motore.

Un motore con il cuscinetto rumoroso può continuare a lavorare?

Un rumore leggero e costante si può monitorare per breve tempo. Se il rumore aumenta o diventa un ticchettio, il cuscinetto è vicino a disintegrarsi; poiché un cuscinetto disintegrato può far strisciare il rotore sullo statore e danneggiare anche l'avvolgimento, programmare la sostituzione in una fermata pianificata costa meno.

I cuscinetti anteriore e posteriore vanno sostituiti insieme?

Poiché il motore è comunque smontato, sostituire entrambi i cuscinetti insieme è una prassi diffusa. Se uno si è usurato, anche l'altro ha accumulato un periodo di servizio simile, e si evita di dover fare a breve una seconda fermata.