Che suono hanno i cuscinetti difettosi? Segni e suoni spiegati

I cuscinetti difettosi producono più comunemente a rumore stridente, rimbombante o ronzante che cambia in tono o intensità con la velocità. Nei cuscinetti delle ruote, questo suono diventa generalmente più forte quando il veicolo gira in una direzione. Nei cuscinetti dei motori industriali o elettrici potresti sentire strilli, clic o colpi ritmici che prima non c'erano. Questi suoni non sono casuali: ognuno racconta una storia specifica su come e dove il rilevamento sta cedendo.

Catturare cuscinetto il rumore in anticipo è la differenza tra una parte di $ 30 e una riparazione di $ 3.000. Un cuscinetto che inizia con un debole ronzio può progredire fino al grippaggio completo in poche settimane, causando danni secondari a mandrini, mozzi, alberi e alloggiamenti. I suoni descritti in questa guida si applicano allo stesso modo ai cuscinetti delle ruote automobilistiche, ai cuscinetti del motore, ai cuscinetti dei macchinari industriali e ai cuscinetti degli elettrodomestici: la fisica del guasto è la stessa per tutti loro.

I suoni fondamentali di un cuscinetto ceduto

I cuscinetti si guastano in più fasi e ciascuna fase ha una firma sonora associata. Comprendere questi suoni consente di stimare quanta vita rimane nel cuscinetto e quanto urgentemente necessita di attenzione.

Rumore stridente o stridente

Questo è il sintomo più riconosciuto di un cuscinetto gravemente usurato. La macinazione avviene quando gli elementi volventi, sfere o rulli, hanno perso la loro superficie liscia a causa di usura, corrosione o contaminazione. Il metallo essenzialmente raschia contro il metallo all'interno della corsa. Nel cuscinetto della ruota, questo rumore è costante durante la guida e diventa più forte all'aumentare della velocità. Se si sente un rumore stridente proveniente da una ruota che peggiora notevolmente sopra i 30 mph, il cuscinetto è in avanzato stato di guasto. Non ritardare la sostituzione in questa fase.

Rumore ronzante o ringhiante

Un ronzio o un ringhio a bassa frequenza è in genere un suono del cuscinetto di stadio iniziale o medio. Assomiglia al suono della guida su un marciapiede accidentato anche quando la strada è liscia. Per i cuscinetti delle ruote, il ronzio spesso cambia quando si sposta leggermente il peso, ad esempio quando si cambia corsia o si affronta un'ampia curva autostradale. Se il ronzio aumenta quando si sterza leggermente a sinistra e diminuisce quando si sterza a destra, il sospetto è il rilevamento sul lato destro. Questa qualità direzionale è uno degli indizi diagnostici più affidabili specificamente per il rumore dei cuscinetti delle ruote.

Rumore stridente o cigolante

Lo stridio di un cuscinetto solitamente indica uno di questi due problemi: lubrificazione inadeguata o fasi iniziali di affaticamento della superficie delle piste. Un cuscinetto asciutto, ovvero uno in cui il grasso si è seccato, è stato lavato via o non è mai stato applicato correttamente, striderà sotto carico. Questo è spesso il primo segnale di avvertimento udibile, che appare prima che si sviluppi qualsiasi macinazione. Nei motori elettrici e nei ventilatori, un cuscinetto che stride potrebbe essere confuso con un problema alla cinghia, ma il suono persiste anche dopo aver controllato le cinghie. I cuscinetti che stridono in elettrodomestici come le lavatrici spesso segnalano che la guarnizione ha ceduto e che l'acqua ha contaminato il grasso.

Rumore di clic o di scatto

I ticchettii provenienti da un cuscinetto sono spesso associati ai cuscinetti dei giunti omocinetici nei veicoli a trazione anteriore, ma si verificano anche in altri tipi di cuscinetti quando un elemento volvente ha subito un appiattimento o quando dei detriti sono entrati nel gruppo del cuscinetto. Il clic tende ad essere ritmico, ripetendosi ad una velocità proporzionale alla velocità di rotazione dell'albero o della ruota. Un ticchettio proveniente dal cuscinetto di una ruota che diventa più veloce man mano che si accelera è un indicatore affidabile di danni fisici alla superficie del cuscinetto.

Rumore battente o sordo

I colpi di un cuscinetto indicano un gioco interno eccessivo: gli elementi volventi hanno troppo spazio per muoversi e colpiscono con forza le piste. Ciò accade spesso quando il precarico del cuscinetto è andato perso a causa dell'usura o quando il cuscinetto è stato installato in modo errato. Nei cuscinetti dell'asse posteriore e dei differenziali, un sintomo comune è il rumore di colpi durante l'accelerazione o la decelerazione. Si tratta di un cedimento del cuscinetto in fase avanzata e rappresenta un vero problema di sicurezza, in particolare sull'asse posteriore dove il collasso del cuscinetto può portare alla separazione delle ruote.

Come i suoni dei cuscinetti differiscono in base all'applicazione

Le stesse modalità di guasto fondamentali producono segnali acustici leggermente diversi a seconda di cosa sta facendo il cuscinetto e di ciò che lo circonda. Il contesto è importante quando si diagnostica il rumore dei cuscinetti.

Cuscinetti delle ruote

I cuscinetti delle ruote supportano l'intero peso di un veicolo consentendo alla ruota di ruotare liberamente. Sono costantemente esposti allo sporco stradale, all'acqua e alle forze laterali delle curve. Un cuscinetto della ruota difettoso produce quasi sempre un ronzio o un ringhio direzionale che aumenta con la velocità del veicolo. Il test distintivo è una manovra delicata di cambio di corsia a velocità autostradale: se il rumore cambia quando si sposta il peso del veicolo a sinistra o a destra, hai identificato il rilevamento. Gli studi sui cedimenti dei cuscinetti delle ruote mostrano che la contaminazione dovuta all’intrusione di acqua rappresenta circa il 55% dei cedimenti prematuri dei cuscinetti , in particolare su veicoli guidati in climi umidi o lavati frequentemente con tubi ad alta pressione puntati sul mozzo.

Asta del motore e cuscinetti principali

I cuscinetti del motore sono cuscinetti piani (a manicotto) - non cuscinetti a rotolamento - ma si guastano in modo udibile e immediatamente riconoscibile. Un cuscinetto dell'asta usurato produce un colpo secco e ritmico che aumenta con l'aumentare dei giri del motore ed è più evidente sotto carico. I cuscinetti principali producono un colpo più profondo e più pesante, più coerente e meno dipendente dalla velocità. Il battito dell'asta al minimo che scompare man mano che il numero di giri aumenta è un segnale di avvertimento; Il battito dell'asta presente a tutti i regimi significa che il gioco dei cuscinetti ha superato i limiti di sicurezza e che il guasto del motore è imminente. La carenza di petrolio è la causa principale, motivo per cui i cambi regolari dell'olio sono così importanti: l'olio sporco e impoverito non può mantenere lo spessore del film necessario per impedire ai cuscinetti del motore di entrare in contatto metallo con metallo.

Cuscinetti per cestello della lavatrice

Quando il cuscinetto della lavatrice si guasta, il cestello inizia a suonare come un motore a reazione durante la centrifuga. Un forte ruggito o rimbombo, in particolare nelle macchine a caricamento frontale, è il segnale rivelatore. Il tamburo potrebbe anche oscillare visibilmente e la macchina potrebbe vibrare sul pavimento. L'acqua è quasi sempre la colpevole: la guarnizione del tamburo si deteriora nel tempo, consentendo all'acqua e al detergente di contaminare il cuscinetto. La sostituzione del cuscinetto in un caricatore frontale richiede in genere lo smontaggio quasi completo della macchina , motivo per cui molti tecnici riparatori consigliano di valutare se la sostituzione dell'intera macchina sia più conveniente in termini di costi una volta che il cuscinetto si è guastato.

Cuscinetti per motori industriali ed elettrici

Negli ambienti industriali, il rumore dei cuscinetti viene preso sul serio come fattore di manutenzione. I motori che utilizzano cuscinetti guasti si surriscaldano, consumano più energia e alla fine si bloccano, causando tempi di fermo macchina non pianificati che costano molto di più di una sostituzione programmata. I suoni comuni includono stridii acuti dovuti a problemi di lubrificazione, ticchettii ciclici dovuti allo sfaldamento (scheggiatura) della superficie della pista e un aumento del rumore ad ampio spettro che gli strumenti di analisi delle vibrazioni possono rilevare molto prima che l'orecchio umano possa farlo. Molte strutture industriali utilizzano stetoscopi portatili o sensori a ultrasuoni posizionati direttamente sugli alloggiamenti dei motori per ascoltare il rumore dei cuscinetti senza spegnere l'apparecchiatura.

Perché i cuscinetti fanno rumore: le cause principali

Comprendere le cause del rumore dei cuscinetti aiuta non solo a diagnosticare il guasto attuale, ma anche a prevenire quello successivo. I cuscinetti non fanno rumore senza motivo: ogni rumore ha una causa fisica.

Perdita di lubrificazione

Grasso o olio creano una pellicola sottile tra i componenti mobili del cuscinetto. Quando questo film si rompe, a causa del calore, dell'età, della contaminazione o del dilavamento dell'acqua, il metallo entra in contatto con il metallo e l'attrito aumenta notevolmente. Un cuscinetto che funziona senza un'adeguata lubrificazione può rompersi in pochi minuti sotto carico , mentre un cuscinetto dello stesso tipo adeguatamente lubrificato potrebbe durare un decennio. Lo stridio è solitamente il primo rumore di mancata lubrificazione; la rettifica segue rapidamente man mano che i danni superficiali si accumulano.

Contaminazione

Sporco, polvere, particelle metalliche e acqua sono i nemici dei cuscinetti. Anche le microscopiche particelle abrasive che entrano nell'alloggiamento del cuscinetto, nel tempo, rigano le superfici di rotolamento e le piste, producendo un rumore stridente o rimbombante. La contaminazione dell'acqua è particolarmente dannosa perché provoca corrosione sulle superfici rettificate di precisione all'interno del cuscinetto. La ricerca condotta dai produttori di cuscinetti ha dimostrato che la contaminazione rappresenta circa il 14% di tutti i guasti prematuri dei cuscinetti in ambienti industriali, anche se questo numero aumenta in modo significativo in applicazioni esterne o umide.

Sovraccarico e disallineamento

I cuscinetti sono classificati per capacità di carico specifiche. Far funzionare un cuscinetto oltre il suo coefficiente di carico dinamico o statico accelera l'usura e la deformazione degli elementi volventi e delle piste. Il disallineamento, ovvero il punto in cui l'albero non è centrato all'interno del cuscinetto, crea sollecitazioni irregolari su un lato della pista. Entrambe le condizioni producono rumore: il sovraccarico provoca tipicamente un rimbombo o uno stridore generale, mentre il disallineamento spesso causa un rumore ritmico ripetuto poiché lo stesso punto di contatto danneggiato attraversa la zona di carico ad ogni rotazione.

Spalling e cedimento per fatica

Anche i cuscinetti correttamente installati e lubrificati hanno una durata limitata. Il ciclo di sollecitazione ripetuto alla fine provoca la formazione di microfessure sotto la superficie della pista o degli elementi volventi. Queste crepe si propagano finché il materiale non si stacca, un processo chiamato scheggiatura. I cuscinetti scheggiati producono un suono caratteristico, irregolare o tintinnio poiché i frammenti rotti circolano attraverso il cuscinetto e colpiscono altre superfici. Si tratta di un cedimento per fatica a fine vita ed è normale dopo che un cuscinetto ha funzionato per molti milioni di rotazioni. La sostituzione del cuscinetto al primo rumore di scheggiatura impedisce ai frammenti di danneggiare l'alloggiamento o l'albero.

Installazione non corretta

Un nuovo cuscinetto può essere distrutto durante l'installazione. Premendo un cuscinetto in modo errato (applicando forza sulla pista sbagliata, utilizzando un martello direttamente sul cuscinetto o installandolo inclinato ad angolo) si danneggia immediatamente la geometria interna. Un cuscinetto appena installato che fa subito rumore è quasi certamente un cuscinetto danneggiato o installato in modo errato. È essenziale utilizzare gli strumenti corretti per la pressatura dei cuscinetti e applicare la forza solo attraverso la corsa corretta ; uno strumento da $ 200 si ripaga da solo la prima volta che impedisce di distruggere un gruppo mozzo cuscinetto ruota da $ 150.

Diagnosi di quale cuscinetto è difettoso

Una volta identificato il rumore dei cuscinetti, la sfida successiva è individuare esattamente quale cuscinetto sta cedendo. Il rumore dei cuscinetti può essere ingannevole: viaggia attraverso le strutture metalliche e può sembrare provenire da un luogo diverso rispetto alla fonte effettiva.

Il test di input del volante (cuscinetti delle ruote)

A una velocità autostradale costante di circa 60 mph, sterzare dolcemente il veicolo ripetutamente a sinistra e a destra, come se si cambiasse corsia lentamente. Guarda come cambia il rumore:

• Il rumore aumenta quando si sterza a sinistra → è probabile che la direzione del lato destro sia errata (il peso si trasferisce a destra)
• Il rumore aumenta quando si sterza a destra → è probabile che la direzione del lato sinistro sia errata (il peso viene trasferito a sinistra)
• Il rumore non cambia con l'input dello sterzo → potrebbe essere un cuscinetto posteriore, un problema ai pneumatici o una fonte di assenza di cuscinetti

Questo test funziona perché la sterzata sposta il carico laterale da una ruota all'altra. Un cuscinetto danneggiato sarà più silenzioso quando sopporta un carico maggiore e più rumoroso quando il carico viene trasferito – o in alcuni casi, il contrario, a seconda del tipo e dell’entità del danno.

Prova di Jack e Spin

Con il veicolo saldamente sui cavalletti, far girare ciascuna ruota a mano. Un cuscinetto della ruota sano girerà senza intoppi quasi senza resistenza e senza rumore. Un cuscinetto della ruota difettoso sembrerà ruvido, granuloso o intaccato mentre lo fai girare: spesso puoi sentire il danno attraverso la ruota. Qualsiasi rugosità, sensazione di sfregamento o rumore udibile durante un test di rotazione manuale conferma che il cuscinetto deve essere sostituito. Afferra anche la ruota nelle posizioni ore 12 e ore 6 e prova a farla oscillare: qualsiasi gioco o rumore metallico evidente indica un cuscinetto usurato.

Stetoscopio del meccanico

Per motori elettrici, apparecchiature industriali e altri macchinari rotanti, lo stetoscopio di un meccanico o un dispositivo di ascolto automobilistico consente di isolare il rumore dei cuscinetti con grande precisione. Posizionare la sonda direttamente sull'alloggiamento del cuscinetto e ascoltare. Il cuscinetto che suona più ruvido, rumoroso o irregolare è quello da sostituire. I cacciaviti lunghi in metallo funzionano in un attimo: tieni la maniglia vicino all'orecchio e posiziona la punta su vari alloggiamenti dei cuscinetti. Il suono si trasmette attraverso il metallo ed è sorprendentemente chiaro. Questa tecnica è utilizzata dai meccanici da oltre un secolo perché funziona.

Rilevazione ad ultrasuoni

Nella manutenzione industriale, gli strumenti di rilevamento a ultrasuoni possono identificare eventuali sollecitazioni sui cuscinetti molto prima che si sviluppi rumore udibile. I cuscinetti emettono segnali ultrasonici in gamme di frequenza specifiche quando le loro superfici iniziano ad affaticarsi. Il monitoraggio a ultrasuoni è in grado di rilevare i problemi dei cuscinetti fino a sei volte prima rispetto alla sola analisi delle vibrazioni , dando ai team di manutenzione il tempo di programmare la sostituzione durante i tempi di inattività pianificati anziché rispondere a un guasto non pianificato. Per le apparecchiature di alto valore, questa capacità di rilevamento precoce ripaga di molte volte il costo dello strumento.

Suoni spesso confusi con il rumore dei cuscinetti

Non tutti i ronzii o gli stridii provengono da un cuscinetto. Molti altri componenti producono suoni che possono imitare in modo convincente il rumore dei cuscinetti, portando a inutili sostituzioni dei cuscinetti o, peggio ancora, a ignorare il vero problema.

Rumore dei pneumatici

L'usura irregolare dei pneumatici, in particolare la formazione di coppe o smerlature causate da ammortizzatori usurati o gonfiaggio improprio, produce un ronzio ritmico che suona quasi identico a un cuscinetto della ruota difettoso. La differenza fondamentale: il rumore degli pneumatici rimane generalmente costante indipendentemente dall'input dello sterzo, mentre il rumore dei cuscinetti cambia. Inoltre, ruotare gli pneumatici in posizioni diverse e vedere se il suono si muove con essi è un test definitivo. Gli pneumatici con usura a coppa sono uno dei falsi positivi più frequenti nella diagnosi dei cuscinetti delle ruote e molti cuscinetti vengono sostituiti inutilmente perché i pneumatici non sono stati prima controllati.

Rumore del giunto omocinetico

I giunti omocinetici, che collegano l'albero dell'asse al mozzo della ruota nei veicoli a trazione anteriore e AWD, contengono piccoli cuscinetti all'interno di un gruppo sfera-e-scanalatura. Un giunto omocinetico difettoso produce un clic che è più evidente durante le curve strette e lente, come in un parcheggio. Questo è diverso dal rumore dei cuscinetti delle ruote, che è costante e dipendente dalla velocità. Un giunto omocinetico con la cuffia rotta e grasso secco e contaminato emette un clic udibile durante la svolta, ma potrebbe essere silenzioso a velocità autostradale.

Componenti dei freni

Le pastiglie dei freni usurate sono dotate di indicatori di usura, piccole linguette metalliche, che stridono contro il rotore per avvisare il conducente. Questo stridio dipende dalla velocità e può essere confuso con un rilevamento. Tuttavia, il rumore dei freni in genere cambia drasticamente quando vengono applicati i freni, mentre il rumore dei cuscinetti non viene in gran parte influenzato dalla frenata. Una pinza bloccata può anche produrre un rumore simile a quello di un cuscinetto, ma in questo caso la ruota si surriscalda notevolmente anche dopo la guida.

Cuscinetti della pompa del servosterzo e dell'alternatore

I componenti accessori azionati dalla cinghia a serpentina - l'alternatore, la pompa del servosterzo, le pulegge tendicinghia e il tenditore - utilizzano tutti i propri piccoli cuscinetti. Quando questi si guastano, producono suoni stridenti, stridenti o cinguettanti presenti al minimo e cambiano con il regime del motore anziché con la velocità del veicolo. Se il rumore sospetto è presente mentre il veicolo è fermo con il motore acceso, si tratta quasi certamente di un problema con il cuscinetto accessorio o con la cinghia piuttosto che con il cuscinetto della ruota.

Per quanto tempo puoi guidare con un cattivo rilevamento?

Questa è una delle domande più comuni una volta diagnosticato il guasto di un cuscinetto e la risposta onesta è: dipende da quanto è difettoso il cuscinetto, ma non dovresti ritardare la sostituzione.

Un cuscinetto che produce solo un debole ronzio a velocità autostradale può durare diverse settimane se guidato con attenzione e limitato a viaggi più brevi. Tuttavia, il tasso di deterioramento è imprevedibile. Il cedimento dei cuscinetti non è un processo lineare: un cuscinetto può resistere per un mese e poi rompersi improvvisamente nel giro di un solo giorno di guida intensa. Un cuscinetto della ruota completamente guasto può causare il grippaggio o il distacco della ruota dal veicolo durante il movimento. A velocità autostradali, questo è catastrofico.

Come guida pratica:

• Debole ronzio solo ad alta velocità: recarsi in un'officina, evitare le autostrade quando possibile
• Forte stridore o ringhio a qualsiasi velocità: ripara il prima possibile: questa settimana, non il mese prossimo
• Vibrazioni attraverso il volante o il sedile: non guidare in autostrada; richiedere una riparazione immediata
• Gioco evidente della ruota durante la prova su roccia: smettere di guidare; il veicolo non è sicuro

I colpi sui cuscinetti del motore seguono una scala di urgenza simile. Qualsiasi colpo sull'asta presente al minimo rappresenta un cuscinetto che potrebbe guastarsi completamente, causando la perforazione della biella nel blocco motore, in qualsiasi momento. Il battito dell'asta del motore è una situazione in cui si ferma la guida, non una situazione in cui si guida con attenzione.

Costi previsti per la sostituzione dei cuscinetti

I costi variano considerevolmente a seconda del veicolo e se il cuscinetto può essere riparato separatamente o integrato in un gruppo mozzo.

Queste sono stime basate sulle tariffe tipiche dei negozi statunitensi. I prezzi variano in base alla regione, alla complessità del veicolo e alla necessità di sostituire contemporaneamente componenti aggiuntivi (come gli anelli del sensore ABS integrati nel mozzo del cuscinetto). Vale la pena considerare la sostituzione di entrambi i lati contemporaneamente quando un cuscinetto ha ceduto , poiché il cuscinetto opposto ha vissuto la stessa vita ed è spesso vicino al proprio punto di cedimento.

Prevenire i guasti dei cuscinetti prima che inizino

La maggior parte dei cedimenti prematuri dei cuscinetti sono evitabili. Le condizioni che distruggono precocemente i cuscinetti – contaminazione, lubrificazione inadeguata, sovraccarico – possono essere gestite con abitudini di manutenzione di base.

Tenere l'acqua lontana dai cuscinetti

Durante il lavaggio del veicolo, evitare di dirigere il tubo ad alta pressione direttamente nella zona del mozzo della ruota. La pressione dell'acqua può superare la guarnizione e spingere l'acqua nel cuscinetto, eliminando il grasso. Lo stesso vale per i cuscinetti delle apparecchiature di lavaggio a pressione: proteggere sempre gli alloggiamenti dei cuscinetti dall'esposizione diretta all'acqua ad alta pressione.

Mantenere il corretto gonfiaggio dei pneumatici e l'allineamento delle ruote

Un allineamento improprio comporta un carico laterale costante su un lato del cuscinetto della ruota. I pneumatici sgonfi aumentano la resistenza al rotolamento e trasferiscono più carico sul cuscinetto. Mantenere i pneumatici gonfiati secondo le specifiche e allineare il veicolo ogni 25.000-30.000 miglia prolunga significativamente la durata dei cuscinetti. I veicoli guidati su strade accidentate o che colpiscono frequentemente cordoli o buche dovrebbero essere allineati più spesso.

Utilizzare cuscinetti di ricambio di qualità

Il mercato dei cuscinetti offre un’ampia gamma di qualità e la differenza di prezzo tra un cuscinetto importato a buon mercato e un’unità di qualità di un produttore affermato (SKF, Timken, NSK, FAG) è spesso solo di 20-40 dollari. La manodopera per installare un cuscinetto costa lo stesso indipendentemente dalla qualità del componente. Un cuscinetto scontato che si guasta in 18 mesi costa due serie di manodopera, mentre un cuscinetto di qualità può durare per tutta la vita rimanente del veicolo. Questo non è il posto giusto per ottimizzare la parte più economica possibile.

Reimballare o sostituire i cuscinetti riparabili nei tempi previsti

I veicoli più vecchi con cuscinetti delle ruote anteriori riparabili (non sigillati) richiedono un reimballaggio periodico con grasso fresco. Questo è generalmente consigliato ogni 30.000 miglia o quando viene eseguito un lavoro sui freni che richiede la rimozione del mozzo. Molti gruppi mozzo sigillati più recenti sono progettati come unità a vita, ma nei veicoli ad alto chilometraggio che operano in condizioni difficili, la durata di servizio progettata del cuscinetto potrebbe essere inferiore alla durata di servizio effettiva del veicolo.

Affrontare tempestivamente altri problemi correlati

Gli ammortizzatori e i montanti usurati provocano salti delle ruote e carichi da impatto che colpiscono i cuscinetti molto più duramente rispetto alla guida su strada liscia. Ruote piegate, pneumatici sbilanciati e boccole delle sospensioni usurate creano vibrazioni e carichi irregolari che accelerano l'usura dei cuscinetti. Prendersi cura di questi componenti correlati non significa solo qualità di guida, ma prolunga direttamente la durata dei cuscinetti.