Lubrificazione. Lubrificazione a grasso 123. Lubrificazione ad olio 131. Generalità 122 Scelta del tipo di lubrificazione 122

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1 Generalità 122 Scelta del tipo di lubrificazione 122 Lubrificazione a grasso 123 Caratteristiche dei grassi 123 Messa in opera 124 Scelta del grasso 125 Quantità 128 Lubrificazione ad olio 131 Sistemi di lubrificazione 132 Quantità 134

2 Generalità La lubrificazione è un elemento essenziale per il buon funzionamento del. Il 70% delle avarie dei cuscinetti è dovuto a problemi di lubrificazione. senso di rotazione carico La lubrificazione ha come obiettivo di interporre una pellicola di lubrificante (detta film d olio) tra i corpi volventi e la pista di scorrimento, al fine di evitare l usura ed il grippaggio degli elementi in contatto. Diagramma di pressione spessore del film lubrificante Inoltre, il lubrificante garantisce una protezione contro l ossidazione e l inquinamento esterno e nel caso dell olio, un raffreddamento. s1 s2 La durata di vita del è direttamente legata all efficacia del film d olio, il quale dipende: dalla natura del lubrificante e quindi, dalle sue capacità a resistere in termini di temperatura, di velocità... dal carico e dalla velocità del. L influenza della lubrificazione sulla durata di vita può essere stimata secondo quanto indicato a pagina 77. Scelta del tipo di lubrificazione Vantaggi Inconvenienti Lubrificazione ad olio Buona penetrazione nel Buona stabilità fisico-chimica Raffreddamento Controllo agevolato del lubrificante: stato e livelli Tenuta stagna necessaria In caso di arresto prolungato, cattiva protezione contro l ossidazione e l umidità Ritardo in fase di avviamento, quando è necessario un ricircolo autonomo preliminare alla rotazione Lubrificazione a grasso Pulizia del meccanismo Tenuta stagna più facile da realizzare Effetto barriera di protezione Semplicità dei montaggi Facilità di manipolazione Riduzione o eliminazione della lubrificazione ausiliaria Possibilità di utilizzare cuscinetti preingrassati Coefficiente di attrito più elevato rispetto all olio Raffreddamento meno efficiente La sostituzione (se necessaria) richiede lo smontaggio del ed il suo lavaggio Nessuna possibilità di verificare il livello del grasso, di conseguenza necessità di tenuta di grasso affidabile, oppure di un apporto periodico per compensare eventuali perdite, l inquinamento o l invecchiamento 122

3 a grasso Caratteristiche dei grassi Un grasso è un prodotto di consistenza da semifluida a solida, ottenuto tramite dispersione di un agente addensante (sapone) in un liquido lubrificante (olio minerale o sintetico). Per ottenere determinate proprietà particolari, è possibile che siano inclusi additivi specifici. L utilizzo crescente di cuscinetti lubrificati a grasso, associato allo sviluppo del concetto di lubrificazione a vita, fa del grasso un componente del a tutti gli effetti. La durata di vita del, il suo comportamento in vari ambienti, sono ampiamente condizionati dalle proprietà del grasso utilizzato. Caratteristiche fisico - chimiche Gradi Penetrazione Consistenza NLGI lavorata Consistenza Gradi NLGI (National Lubrication Grease Institute) corrispondenti ad un valore di penetrazione nel grasso lavorato (secondo la specifica di prova ASTM/D217). Per i cuscinetti, la consistenza generalmente accettata è il grado semifluida molto molle molle media semidura Viscosità dell olio di base: generalmente definita in cst (mm2/s) a 40 C. Densità: dell ordine di 0,9. Punto di goccia: temperatura alla quale cade la prima goccia di un grasso liquefatto per riscaldamento di un campione. Ordine di grandezza: 180 C/260 C secondo i componenti del grasso. La temperatura massima di utilizzo del grasso è sempre molto inferiore al punto di goccia. Caratteristiche funzionali Le condizioni di lavoro imposte al lubrificante (laminazione, miscelatura) richiedono grassi speciali per cuscinetti che non possono essere selezionati soltanto a partire dalle loro caratteristiche fisico - chimiche. Il Centro di Ricerca e di Prove SNR procede costantemente all esecuzione di prove di omologazione su cuscinetti che ci permettono di consigliare il grasso più idoneo per l applicazione. La specifica di omologazione verte sui criteri di base seguenti: resistenza in a sfere resistenza in a rulli tenuta all acqua tenuta ad alta e bassa temperatura aderenza (centrifugazione) resistenza alle vibrazioni (falso Brinelling) tenuta a velocità elevata ecc. Questi criteri possono essere completati in funzione del risultato ricercato dal cliente. La selezione per un applicazione è un compromesso realizzato a partire dalla specifica dell applicazione. 123

4 Lubrificazione a grasso (seguito) Messa in opera I cuscinetti a tenuta stagna e protetti sono muniti di grasso in origine. Per gli altri, la collocazione del grasso deve essere effettuata con molta cura, per non penalizzare le prestazioni del. Metodo di apporto del grasso La pulizia è essenziale Qualunque corpo estraneo che si trovi nel grasso può indurre una distruzione prematura del. Pulire accuratamente la zona di montaggio del Proteggere i recipienti del grasso dall inquinamento L utilizzo del tubo o della cartuccia del grasso è una garanzia di pulizia È necessario che il grasso sia collocato il più vicino possibile alle parti attive del (piste e corpi volventi) Far penetrare il grasso tra la gabbia e la pista dell anello interno, in particolare per i cuscinetti a contatto obliquo ed i cuscinetti orientabili. Per ciascun supporto, annotare la data delle lubrificazioni eseguite e da eseguire, il tipo ed il peso di grasso Supporti e cuscinetti con ingrassatore Pulire la testa dell ingrassatore Eliminare tutte le impurità Verificare e pulire il beccuccio della pompa del grasso Introdurre il grasso Prestare particolare cura nel verificare la quantità introdotta Eliminare il grasso usato ogni 4 o 5 apporti Nel momento in cui gli intervalli di rilubrificazione sono brevi, prevedere un dispositivo per l evacuazione del grasso usato Supporti e cuscinetti senza dispositivo di ingrassaggio Pulire accuratamente il supporto prima dell apertura Rimuovere il grasso usato con una spatola non metallica Introdurre il grasso tra i corpi volventi, da entrambi i lati Ingrassare i deflettori e le guarnizioni. 124

5 Dispositivi di ingrassaggio Riempimento manuale Ingrassaggio tramite ingrassatore Valvola di grasso Lubrificatore automatico SNR Scelta del grasso La scelta del grasso si basa sulla conoscenza delle condizioni di funzionamento che devono essere definite nel modo più preciso possibile: temperatura, velocità, carico, ambiente, vibrazioni, vincoli specifici dell applicazione. Scegliere il grasso da utilizzare chiedendo consiglio al Vostro interlocutore SNR. La tabella riportata alla pagina seguente fornisce un primo orientamento. Si distinguono due tipi di funzionamento Condizioni normali di funzionamento SNR suggerisce due grassi per cuscinetti: SNR LUB MS: per i supporti delle macchine, macchine agricole, motori elettrici, attrezzature di manipolazione, pompe; SNR LUB EP: per i cuscinetti molto caricati (siderurgia, lavori pubblici). Condizioni particolari di funzionamento La specifica dell applicazione sarà studiata in stretta collaborazione con SNR in caso di: Temperatura superiore a C o inferiore a - 30 C in modo continuo Velocità superiore alla velocità limite del Ambiente umido Centrifugazione (anello esterno rotante) o vibrazioni Coppia debole Presenza di idrocarburi Radiazioni nucleari La viscosità dell olio di base è molto importante per l efficacia della lubrificazione. Il diagramma a pagina 78 permette di verificare l efficacia della lubrificazione per la Vostra applicazione. La maggior parte dei grassi di uso comune sono miscibili tra di loro. Tuttavia, per ottenere il miglior risultato, evitare la miscelazione (proibita per certi grassi d uso particolare). Per i cuscinetti stagni e protetti, SNR può fornire il prelubrificato con un grasso idoneo all applicazione (con riserva di quantità minime di ordinativi). 125

6 Funzionamento predominante Uso corrente Carico elevato Temperatura elevata Temperatura bassa Velocità elevata Umidità Scelta di un grasso in funzione dell applicazione Limiti di utilizzo Temp. in C Velocità da -30 a +120 da -30 a +110 da -30 a +130 da -20 a +150 da -20 a +220 da -20 a +250 fino a -50 da -20 a +120 da -30 a +120 < velocità < 2/3 velocità < 2/3 velocità 1/3 velocità < 1/5 velocità 2/3 velocità 4/3 velocità 2/3 velocità Raccomandazione generale Olio minerale Sapone tradizionale (litio, calcio ) Consistenza: generalmente grado 2, grado 3 per cuscinetti di grandi dimensioni o con particolarità di funzionamento Calo delle prestazioni a partire da 80 C in modo continuo; certe applicazioni possono richiedere una scelta più idonea Analogo ai grassi di uso corrente con additivazione EP Sapone tradizionale con olio di base minerale a viscosità elevata oppure sintetico Grassi totalmente sintetici I grassi con olio a base di silicone presentano una tenuta ridotta sotto carico Prodotti di sintesi che si presentano sotto forma solida o pastosa Prodotti difficilmente miscibili Olio di base a viscosità molto ridotta. Prestare attenzione alla ritenzione del grasso se la temperatura è superiore a 80 C Olio con viscosità molto ridotta Grasso tradizionale fortemente additivato con anticorrosivi Esempio di applicazioni Macchine agricole Meccanica generale Attrezzatura di manipolazione Apparecchiatura elettrica Auto Siderurgia Attrezzature per lavori pubblici Motori elettrici classe E Motori elettrici classe F Alternatori Apparecchiature per forni Motori elettrici classe H Accoppiatori Apparecchiature per forni Carrelli per forni Aviazione Attrezzi speciali Mandrini di macchine utensili Macchine per il legno Mandrini tessili Lavatrici Raccomandazioni SNR LUB LUB MS LUB EP LUB HT LUB THT Consultare SNR LUB GV + LUB MS LUB EP Centrifugazione Vibrazioni Anello esterno rotante da -20 a /3 velocità Grasso di consistenza (grado 2) con aderenza elevata Alternatori Attrezzature per lavori pubblici Pulegge folli LUB VX Uso alimentare da -30 a /3 velocità Compatibile ad uso alimentare Industria agroalimentare LUB AL1 Carico elevato e velocità ridotta da -5 a Idoneo ad un funzionamento a velocità molto ridotta e con carico molto elevato Industria pesante: siderurgia, industria cartaria, cave LUB FV NB: La scelta del grasso deve essere effettuata in collaborazione con SNR. 126

7 Caratteristiche della gamma SNR LUB MS EP HT GV + VX THT AL1 FV Colore Ambra Ambra Marrone Bianco Biondo Bianco chiaro Composizione Olio minerale Sapone di litio Olio minerale Pressione estrema Sapone di litio Olio sintetico Sapone a base poliurea Olio diestere Sapone di litio Olio minerale paraffinico Sapone di litio Fluido perfluorato ispessente Teflon Giallastro trasparente Olio minerale paraffinico Sapone complesso di alluminio Olio minerale Litio + calcio Viscosità olio di base Consistenza Grado NLGI Temperatura di utilizzo C Carichi medi P < C / 5 B TB B B B TB B Carichi elevati P > C / 5 NR TB NR NR TB TB NR B Velocità ridotta N.Dm < B B NR NR TB TB B Velocità elevata N.Dm > B B B TB NR B B B Umidità, Presenza d acqua TB TB B TB B B B Oscillazioni, ampiezza ridotta B TB B TB TB B Vibrazioni all arresto NR NR NR TB NR NR NR Aderenza B B TB B TB TB B Coppia ridotta B B B TB NR NR B Silenziosità B B B TB NR NR NR Protezione anticorrosione Resistenza agli agenti chimici TB B TB B B B NR NR NR NR TB NR Pompabilità TB TB TB TB TB TB TB Osservazioni B TB NR la durata di vita del grasso dipende dalla temperatura di utilizzo Prestare particolare attenzione: - alla quantità - al mantenimento - alla vicinanza delle parti attive - alla tenuta del grasso * Conforme alle raccomandazioni US Food and Drug Administration Classe H B TB TB NR B B NR TB NR NR B NR B N.Dm: Prodotto del numero di giri/minuto per il diametro medio TB: Ottime prestazioni B: Buone prestazioni NR: Non raccomandato 127 * Sotto carico ridotto, il grasso THT resiste fino a C. Sotto carico più importante, la resistenza è limitata a C.

8 Lubrificazione a grasso (seguito) Quantità Ingrassaggio iniziale La quantità di grasso necessaria al buon funzionamento del deve occupare un volume pari a circa il 20-30% del volume libero interno di quest ultimo. Ordine di grandezza della quantità di grasso da introdurre nel aperto G = 0,005 D. B G: Quantità di grasso in grammi o cm 3 D: Diametro esterno del in mm B: Larghezza del in mm La quantità può essere incrementata del 20% per i supporti muniti di un orifizio di evacuazione del grasso usato. Un rotante a bassissima velocità tollera un riempimento totale, condizione favorevole alla sua protezione in ambiente molto inquinato (rotelle di movimentazione ). È molto importante che questa quantità sia mantenuta nel ; verificare che gli elementi adiacenti (dispositivi di tenuta, deflettori) siano in grado di limitare la fuori uscita di grasso. Se esiste un volume adiacente libero, riempirlo al 50% di grasso. Si accerta che la quantità di grasso è idonea quando la temperatura del si stabilizza ad un livello superiore da 10 a 30 C, a quello della temperatura ambiente, dopo un regime transitorio inferiore ad un ora, durante il quale la temperatura passa da una punta più elevata. 128

9 Rilubrificazione Frequenza di rilubrificazione La tabella riportata di seguito permette di determinare la frequenza di base in ore, in funzione del tipo di e della velocità di rotazione. Frequenza di base (in ore) Cuscinetto a sfere Cuscinetto a rulli cilindrici Cuscinetto a rulli conici Cuscinetto orientabile a rulli Velocità d utilizzo Velocità limite Correzione della frequenza di rilubrificazione La frequenza di base (Fb) deve essere corretta tramite i coefficienti estrapolati dalla tabella di seguito, in funzione delle condizioni di funzionamento particolari del meccanismo, secondo la relazione: Fc = Fb. Te. Ta. Tt Coefficiente Condizioni Livello Valore del coefficiente Te Ta Tt Ambiente - polvere - umidità - condensazione Applicazione - con urti - con vibrazioni - con albero verticale Temperature - medio - forte - molto forte - medio - forte - molto forte 75 C da 75 a 85 C da 85 a 120 C da 120 a 170 C 0,8 0,5 0,3 con grasso standard 0,8 0,5 0,3 0,8 0,5 0,3 0,8 0,5 0,3 con grasso a temperatura elevata 129

10 Lubrificazione a grasso (seguito) Peso del grasso La tabella riportata di seguito permette di determinare il coefficiente c da applicare, in funzione della frequenza corretta in ore, per ottenere il peso del grasso da rinnovare tramite la relazione. P = D x B x c Frequenza corretta (in ore) 276 0,0028 Coefficiente c Esempio Un EA, ingrassato con un grasso standard, che gira a giri/min in ambiente polveroso, a 90 C senza altri vincoli di applicazione: Cuscinetto orientabile a rulli Velocità di utilizzo / Velocità limite = giri/min / giri/min = 0,38 da cui la frequenza di base: Fb = ore (vedi grafico a pagina precedente) Coefficienti Te = 0,5 polveri Ta = 0,8 normale Tt = 0,3 90 C c = 0,028 Diametro D = 110 Larghezza B = 28 Peso del grasso: P = ,0028 = 9 grammi Fréquence Frequenzacorrigée corretta: : Fc Fc = Fb Fb.. Te Te.. Ta Ta.. Tt Tt = ,5 0,5.. 0,8 0,8.. 0,3 0,3 = ore Heures 130

11 ad olio La lubrificazione ad olio è generalmente impiegata, quando il è integrato in un meccanismo già lubrificato ad olio (riduttore, scatola del cambio di velocità), oppure quando può beneficiare di un sistema di lubrificazione centralizzato in cui l olio è anche utilizzato come refrigerante. Tipo di olio Principali tipi di oli utilizzati per la lubrificazione dei cuscinetti. Osservazioni Densità Viscosità Punto di congelamento Punto di fiamma Indice Variazione con la temperatura Resistenza all ossidazione Stabilità termica Compatibilità con gli elastomeri Livello di prezzo Oli minerali Utilizzo standard 0, importante da -40 a -15 C < 240 C media media buona 1 Oli sintetici estere perfluorato Utilizzo speciale generalmente ad alta o bassa temperatura 0, ridotto da -70 a -30 C da 200 a 240 C buona buona da verificare , ridotto da -70 a -30 C non infiammabile eccellente eccellente buona 500 Viscosità La scelta della viscosità dell olio è molto importante per l efficacia della lubrificazione. Può essere effettuata con l ausilio del diagramma riportato a pagina 78. È possibile osservare tramite questo diagramma, che la durata di vita aumenta con la viscosità del lubrificante. Tuttavia, questo guadagno è ridotto, poiché un lubrificante più viscoso incrementa la temperatura di funzionamento del. Additivi Gli additivi più utilizzati sono gli EP (Estrema Pressione), antiusura ed anticorrosione. La scelta di un additivo avviene prestando molta attenzione. È necessario accertarsi presso il produttore del lubrificante riguardo alla sua influenza sul comportamento del. Estrema Pressione Protegge le superfici metalliche dalle micro-saldature Necessaria quando il è molto caricato P > C / 5 131

12 Lubrificazione ad olio (seguito) Antiusura Riduce l usura delle superfici metalliche tramite la formazione di uno strato di superficie protettrice. Anticorrosione Protegge contro gli attacchi corrosivi sulle superfici metalliche. Inquinamento L olio di lubrificazione deve essere pulito. Lubrificanti speciali In certi montaggi, il può essere lubrificato dal liquido veicolato nel montaggio (olio idraulico, gasolio). In questo caso e per tutti i problemi di lubrificazione evocati nel presente capitolo, consultare SNR. Sistemi di lubrificazione Bagno d olio Utilizzato nei meccanismi chiusi e stagni. Livello d olio a livello dei corpi volventi inferiori dei cuscinetti più bassi. Velocità moderata, essendo la dissipazione di calore limitata. Senza recupero d olio Albero rotante a velocità elevata. Evacuazione necessaria dell olio usato. 132

13 Recupero e proiezione Spruzzi provenienti generalmente dagli ingranaggi. Alcune canalizzazioni possono dirigere l olio verso il. Circolazione dell olio Una pompa assicura una portata costante, una riserva permette di attendere l innesco della pompa all avviamento. L olio può essere filtrato e raffreddato in uno scambiatore per ottenere migliori prestazioni. È possibile che la circolazione dell olio sia talvolta, intermittente. Nebbia d olio Si tratta di una modalità di lubrificazione senza recupero d olio a consumo ridotto. La nebbia d olio sotto pressione raggiunge tutte le parti del, impedisce l ingresso di corpi estranei ed assicura il raffreddamento. Utilizzata per i cuscinetti di precisione che ruotano a velocità elevata. Consultare il catalogo «SNR, cuscinetti ad alta precisione per mandrino di macchina utensile». Importante: La maggior parte dei dispositivi di lubrificazione ad olio non consente di ottenere un film sufficiente durante i primi cicli di rotazione del. Pertanto, si raccomanda vivamente di oliare i cuscinetti nuovi dopo il montaggio. 133

14 Lubrificazione ad olio (seguito) Quantità d olio Il diagramma riportato di seguito fornisce un ordine di grandezza di una portata minima di sicurezza in condizioni normali di utilizzo dei cuscinetti. Quantità minima di olio (in cm 3 /min.) Diametro medio del (in mm) 134