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Quando sono stati utilizzati i primi cuscinetti a sfera?

Febbraio 25, 2020

Sebbene i primi cuscinetti a sfere siano tipicamente attribuiti a inventori dell'antichità europea, ci sono forti prove a sostegno del fatto che i principi dei cuscinetti a rulli siano stati impiegati molto prima in altre civiltà. L'antica Cina, ad esempio, avrebbe fatto uso di sfere armillari meccanizzate tra il II e l'VIII secolo. Ciò non sarebbe stato possibile senza la tecnologia dei cuscinetti in metallo. Esistono anche prove per dimostrare che un armillare di osservazione montato eclitticamente utilizzando cuscinetti in acciaio fu costruito da I-Hsing e Liang Ling-Tsan nell'anno 720 d.C. Nel 1088 d.C., Su Sung fece costruire una torre dell'orologio che utilizza cuscinetti di ferro. Vale la pena ricordare che nessuno di questi esempi era nemmeno all'avanguardia durante il loro tempo, essendo stato predatato dall'uso del cuscinetto di Chang Heng nella realizzazione di proto-orologi.

I reperti del villaggio di Hsueh-Chia-Yai del II secolo sembrano indicare l'uso di oggetti anulari in bronzo costruiti con scanalature interne divise in quattro o otto scomparti da piccole partizioni trasversali, ognuna delle quali conteneva ruggine granulare. Con questi oggetti in bronzo sono stati trovati anche diversi oggetti simili a cuscinetti a rulli. Se la ruggine trovata all'interno delle scanalature provenisse da oggetti simili a cuscinetti a rulli, sarebbero considerati i cuscinetti a sfere più antichi conosciuti fino ad oggi.

Poiché tale prova non è conclusiva, la prima documentazione sarebbe stata data ai romani, che costruirono navi tra il 44 e il 54 d.C. realizzate con bizzarri cuscinetti a perno all'interno dei loro argani. Alcuni puristi potrebbero ancora non assegnare loro un titolo, visto che non erano veri cuscinetti a sfera poiché le loro sfere potevano ruotare solo su un piano.

Sebbene molti dei primi esempi possano aver impiegato rulli in linea retta, nei mozzi dei carri celtici scoperti in Danimarca intorno al 1883 furono usati veri cuscinetti a rulli, con ogni mozzo che mostrava circa 32 scanalature trasversali. Hub simili sono stati trovati in altre località europee risalenti già al I secolo. Leonardo da Vinci è spesso accreditato di aver disegnato il primo cuscinetto a rulli vero e proprio intorno al 1500 d.C., con Agostino Ramelli che è stato il primo a pubblicare cuscinetti a rulli e reggispinta.

I cuscinetti a sfera adeguati furono infine utilizzati da Cellini nel XVI secolo. Nel 1770 l'imperatrice di Russia ordinò ai suoi ingegneri di trasferire pesanti blocchi di pietra su palle di cannone che rotolavano tra sbarre di ferro. Si dice che questo esempio abbia fornito ispirazione a Varlo nel 1772 per testare gare di palla anulari su veicoli stradali. È interessante notare che ci sono voluti quasi 2000 anni per sviluppare veri cuscinetti a sfere dai loro lontani antenati cuscinetti a rulli.

Galileo descrisse il primo cuscinetto a sfere con gabbia nel XVII secolo, che impedisce l'attrito aggiuntivo causato dallo sfregamento dei cuscinetti a sfera l'uno contro l'altro. Il montaggio di tali cuscinetti in un set non avvenne fino a quasi duecento anni dopo, quando il primo pratico cuscinetto a rulli con gabbia fu inventato da John Harrison per il suo cronometrista marino. Poco dopo, il primo brevetto per una corsa con la palla fu rilasciato a Philip Vaughan nel 1794.

In questo periodo i cuscinetti iniziarono a vedere un uso frequente per trattenere ruote e assi, utilizzati per ridurre significativamente l'attrito rispetto al semplice trascinamento di un oggetto facendo agire l'attrito su una distanza più breve mentre la ruota girava. Erano realizzati con una varietà di materiali che andavano da bronzo, ceramica, vetro, zaffiro, acciaio e persino legno. Non vale nulla che anche i vecchi materiali come il legno siano ancora in uso oggi nei vecchi mulini ad acqua, purché l'acqua possa fornire un raffreddamento e una lubrificazione adeguati.

Jules Suriray ottenne un brevetto sui cuscinetti a sfera nell'agosto del 1869. I suoi cuscinetti a sfera furono montati su una bicicletta che finì per vincere la prima corsa ciclistica su strada nel novembre 1869. Cuscinetti di questo tipo sono i diretti antenati di quelli ancora utilizzati nelle biciclette e altre applicazioni basate su ruote oggi.

Per ulteriori informazioni ed esempi di applicazioni attuali, visitare il sito NMB all'indirizzo http://www.nmbtc.com/bearings/


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