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Secondo un vecchio detto della meccanica, tutto ciò che ruota fa sui cuscinetti. Ed è così che è. A volte questi componenti non si vedono nemmeno, ma ci sono; sono infatti ricavati direttamente nelle pareti dei supporti. Quelle su cui girano gli alberi a camme, ad esempio, sono molto spesso solidali alla struttura della testata (completa di coperchio). In questo caso si parla di cuscinetti a strisciamento oa strisciamento, e la soluzione descritta può essere attuata in quanto le velocità di rotazione sono relativamente basse, i carichi in gioco non sono molto elevati, la lubrificazione è adeguata e il metallo è di tipo idoneo. . Infatti, le leghe di alluminio hanno generalmente caratteristiche tribologiche più che buone.

Non è un caso che in passato si siano verificati anche casi in cui si utilizzavano bielle in alluminio che lavoravano direttamente sul perno dell'albero, senza alcuna boccola interposta. Questo accade ancora in alcuni piccoli motori ausiliari, in cui le potenze in gioco sono molto basse e i regimi del motore decisamente ridicoli (almeno per gli standard motociclistici). In tutti gli altri casi in cui si utilizzano cuscinetti a strisciamento, invece, si utilizzano boccole (in due parti o anulari, a seconda del tipo di applicazione). Il termine è un po' improprio, perché spesso di bronzo non c'è nemmeno traccia, ma ormai è entrato nell'uso comune. A rigor di termini, dovremmo parlare di cuscinetti e boccole a guscio sottile, o boccole. Questi ultimi sono spesso monometallici (e quindi il materiale utilizzato è generalmente bronzo): un uso tipico è nei piedi di molte bielle.

Del primo tipo sono invece i cuscinetti di banco e di biella utilizzati in molti motori motociclistici e in tutti quelli delle autovetture, costituiti da uno o due strati di materiale antifrizione a basso spessore applicati ad un sottile guscio di acciaio, che il più delle volte è diviso in due parti, cioè in due "mezze conchiglie". Durante il normale funzionamento, queste boccole sono separate dai perni dell'albero da uno strato di olio che impedisce il contatto tra le due superfici metalliche. Cioè, lavorano in un regime di lubrificazione idrodinamica. La resistenza al movimento è data solo dall'attrito interno del fluido, cioè dalla viscosità dell'olio.

L'altra grande famiglia di cuscinetti è costituita da cuscinetti volventi. La struttura di uno di essi prevede un anello esterno (montato nel supporto) ed uno interno (inserito sull'albero); tra loro sono interposti rulli o sfere. È evidente che le condizioni di lavoro sono molto diverse dalle boccole; l'attrito in gioco è infatti rotolante.

Il principio su cui lavorano è noto fin dall'antichità. Già gli Egizi, e dopo di loro i Greci, per trasportare le barche via terra mettevano sotto di loro grandi rulli di legno. Un sistema simile è stato utilizzato per spostare grandi massi destinati alla costruzione. Sul fondo del lago di Nemi è stata rinvenuta una nave romana, risalente al I secolo a.C., nella quale veniva utilizzata una grande ralla a sfere di legno. Fu Leonardo da Vinci a concepire i cuscinetti radiali a sfere in una versione che si può già definire moderna, completa di gabbia, intorno al 1500. Per arrivare alla produzione industriale di cuscinetti volventi fu però necessario attendere la fine del il XIX secolo.

Pertanto, un cuscinetto volvente è costituito da due anelli di acciaio tra i quali è posta una serie di sfere o rulli. Quasi sempre questi corpi volventi non sono liberi, ma sono separati, e sono guidati con cura da una "gabbia". In questo modo non strisciano l'uno contro l'altro e rimangono nella corretta posizione di lavoro. Se parliamo di rulli, questo significa che rimangono perfettamente paralleli tra loro e all'asse dell'albero. A questi cuscinetti "radiali" si aggiungono quelli che hanno la funzione di sopportare carichi assiali, ovvero i "cuscinetti assiali". Esistono inoltre diverse tipologie in grado di sopportare sia carichi radiali che assiali.

I cuscinetti volventi sono molto meno esigenti delle boccole in termini di lubrificazione. Nelle applicazioni motoristiche, anche in presenza di carichi cospicui e velocità elevate, sono adatti anche semplici sistemi di spruzzatura o nebbia. I motori a due tempi non possono essere dotati di sistemi di lubrificazione con circolazione dell'olio in pressione; per garantire che i loro cuscinetti di banco e di biella funzionino senza problemi per chilometraggi molto elevati, è sufficiente una modesta quantità di olio, che li raggiunge sotto forma di minuscole goccioline, trasportate nel carter insieme al carburante durante la fase di aspirazione.

Quando le velocità di rotazione non sono elevate è sufficiente ricorrere al grasso, che spesso viene introdotto nell'area di lavoro al momento della fabbricazione; in questo caso il cuscinetto è dotato di opportuni elementi di tenuta che impediscono l'ingresso di acqua e sporco e la fuoriuscita del grasso stesso. In questi cuscinetti sigillati la lubrificazione è quindi "a vita" (non necessita di manutenzione per tutta la loro vita utile!). Cuscinetti di questo tipo sono stati utilizzati per molti anni sui perni delle ruote delle moto. Recentemente il loro utilizzo si è esteso, almeno in larga misura, anche agli snodi della sospensione posteriore.

I cuscinetti volventi sono prodotti in una grande varietà di tipi. Quelli per carichi radiali possono essere rigidi o orientabili, a una o due file di sfere, oppure con rulli cilindrici oa botte. I cuscinetti a sfera possono anche essere di tipo “angolare” oa quattro contatti. Poi ci sono quelli per carichi assiali, sia a sfera che a rulli. I cuscinetti a rulli conici sono una classe a parte, in grado di sopportare carichi sia radiali che assiali e devono essere sempre utilizzati in coppia. Anche i classici cuscinetti radiali a sfere (che sono i più semplici ed economici) sono in grado di sopportare spinte assiali, purché non molto elevate. È per questo motivo che in molti motori con cuscinetti volventi di banco almeno uno è a sfere (ed in questo caso l'albero motore è saldamente vincolato al suo anello interno anche assialmente).

In campo motociclistico vengono spesso utilizzati cuscinetti volventi per supportare l'albero motore e gli alberi a camme; inoltre, hanno un uso universale per gli alberi del cambio. Su di essi oscillano talvolta anche i bilancieri, che in vari casi contattano la camma tramite un rullino. Su cuscinetti di questo tipo lavorano anche il fulcro del forcellone (l'eccezione sono solo le costruzioni molto economiche) e il perno del piantone dello sterzo. I cuscinetti di biella rientrano in una categoria a parte, quando sono del tipo a rotolamento: in questo caso si utilizzano rulli (ossia rulli di diametro molto piccolo, in relazione alla lunghezza) separati e guidati da una apposita gabbia, e non ci sono un anello interno ed uno esterno; le piste di rotolamento dei corpi volventi sono infatti ricavate direttamente nell'occhio della biella e nel perno di biella dell'albero, le cui superfici devono ovviamente avere una grande durezza e devono essere lavorate in modo da ottenere un finitura molto alta.

Moto.it Quotidiano d'informazione motociclistica Reg. Tribù. Di Milano Num. 680 del 26.11.2003 © 1997-2021 CRM Srl PIva 11921100159