EO_469

- ELETTRONICA OGGI 469 - APRILE 2018

zia qualche svantaggio. In primo luo-

go, lo spazio esistente tra l’interno del

manicotto e l’albero deve essere il più

ridotto possibile al fine di minimizzare

l’oscillazione del rotore. Più stretto è il

manicotto, maggiore sarà l’attrito da

vincere per avviare e far girare il roto-

re. Ne consegue che i cuscinetti raden-

ti possono essere più lenti da avviare

e richiedere una maggiore quantità di

energia per funzionare.

Nel caso dei cuscinetti radenti, un ul-

teriore problema legato all’attrito è

ascrivibile proprio all’anello di lubrifi-

cazione e alle rondelle in Mylar alle due estremità del

foro del cuscinetto. Questi elementi trattengono il lu-

brificante necessario per garantire una rotazione flui-

da e silenziosa dell’albero, ma la loro stessa presenza

contribuisce ad aumentare l’attrito. Essi inoltre intrap-

polano parte del gas generato dall’attrito rotazionale.

Quando questo gas non può fuoriuscire, si solidifica in

particelle di nitruro che ostruiscono il cuscinetto, osta-

colando la rotazione dell’albero e contribuendo quindi

a diminuirne la durata.

L’altro svantaggio dei cuscinetti radenti è una conse-

guenza del fatto che il manicotto da solo deve mante-

nere il rotore in posizione. In altre parole, l’intero peso

del rotore grava all’interno del manicotto del cuscinet-

to. Nel momento in cui il rotore gira, a causa della gra-

vità, l’albero usurerà gradualmente l’interno del ma-

nicotto. Nel caso la ventola operi sempre nella stessa

posizione, il manicotto tenderà ad assumere una forma

ovale, contribuendo in tal modo ad aumentare il rumo-

re e l’oscillazione del rotore. Nel caso invece la ventola

operi secondo più angolazioni, l’interno del cuscinet-

to si usurerà in direzione diverse, dando così origine

a una forma irregolare che contribuirà a peggiorare

ulteriormente i problemi legati al rumore e all’oscilla-

zione. Sul lungo periodo tutti questi fenomeni di usura

si rifletteranno negativamente sulla durata del cusci-

netto e, potenzialmente, anche su quella della ventola.

Benché economico e robusto, il cuscinetto radente

evidenzia alcuni svantaggi intrinseci che spingono i

progettisti ad andare alla ricerca di soluzioni alterna-

tive. La più comune di queste è rappresentata dai cu-

scinetti a sfera.

Cuscinetti a sfera: maggior durata ma costo

più elevato

I cuscinetti a sfera sono formati da un anello di sfere di

acciaio intorno all’albero del rotore. Quando sono uti-

lizzati nei motori delle ventole, solitamente è prevista

una coppia di cuscinetti separati da un anello formato

da molle (Fig. 2). Nel caso delle ventole, un approccio

di questo tipo presenta un certo numero di vantaggi ri-

spetto a quello che prevede l’uso di cuscinetti radenti.

In primo luogo, i cuscinetti a sfera permettono di ri-

durre l’attrito che è necessario vincere durante l’av-

viamento e il funzionamento della ventola. In secondo

luogo, le molle interposte tra i due cuscinetti a sfera

aiutano a compensare ogni oscillazione provocata dal

peso del rotore. La riduzione dell’usura del cuscinetto

si traduce nel fatto che l’utilizzo dei cuscinetti a sfera

comporta un aumento dell’MTBF (Mean Time Between

Failure) rispetto a quello conseguibile con i cuscinetti

radenti. Nonostante questi vantaggi, anche nel caso

dei cuscinetti a sfera esistono alcune controindica-

zioni. Il fatto che essi possano essere utilizzati con

qualsiasi angolazione li rende particolarmente adatti

per l’uso con dispositivi portatili rispetto ai cuscinet-

ti radenti. I cuscinetti a sfera, per contro, sono meno

robusti e devono essere trattati con maggior cura. I

cuscinetti a sfera, benché meno rumorosi rispetto ai

cuscinetti radenti, sono più costosi a causa della loro

maggior complessità e del più elevato numero di com-

ponenti richiesto.

omniCOOL: una valida alternativa

Come accennato in precedenza, sia i cuscinetti radenti

sia quelli a sfera evidenziano alcuni difetti che costrin-

gono i progettisti a ricercare qualche compromesso.

Questo è il motivo per il quale CUI ha sviluppato un

nuovo tipo di ventola che colma il divario tra i progetti

basati su cuscinetti a sfera e quelli che utilizzano cu-

scinetti radenti e permette di eliminare molti dei com-

promessi finora segnalati. Noto come “sistema omni-

COOL”, questo nuovo progetto di ventola utilizza una

struttura magnetica per bilanciare il rotore, unitamente

Fig. 2 – Sezione trasversale di un cuscinetto a sfera

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