Lubrificazione dei Cuscinetti
Tutti i cuscinetti richiedono un lubrificante. I lubrificanti riducono l'attrito, diminuendo così il calore e l'usura. Inoltre, proteggono le superfici dei cuscinetti dalla corrosione e dalla contaminazione da particelle estranee.
I lubrificanti per cuscinetti lisci possono includere aria compressa, azoto compresso, metalli fusi, acqua, cherosene, refrigeranti liquidi, oli o grassi. I lubrificanti per cuscinetti antifrizione possono includere olio minerale, grasso e oli di origine vegetale.
Prima di esaminare i tipi di lubrificanti per cuscinetti disponibili, è fondamentale comprendere le proprietà desiderate dei lubrificanti. Una lubrificazione inadeguata (troppo o troppo poco) è una causa comune di guasto dei cuscinetti.
Viscosità
La viscosità determina la resistenza al flusso di un lubrificante; è la caratteristica più importante di un lubrificante. Il miele ha un'alta viscosità mentre l'acqua ha una bassa viscosità. In generale, i lubrificanti ad alta viscosità sono usati per carichi elevati e velocità basse. I lubrificanti a bassa viscosità sono usati per carichi bassi e velocità elevate.
Suggerimento: Se non ricordi se i liquidi più densi hanno alta o bassa viscosità, sostituisci 'viscosità' con 'resistenza al flusso', ad esempio 'il miele ha un'alta viscosità' diventa 'il miele ha un'alta resistenza al flusso'.
Applicazioni dei Lubrificanti
Indice di Viscosità (VI)
L'indice di viscosità (VI) descrive la relazione tra la viscosità di un lubrificante e la temperatura.
- Un alto indice di viscosità indica che il lubrificante è poco influenzato dai cambiamenti di temperatura.
- Un basso indice di viscosità indica che il lubrificante è molto influenzato dalla temperatura.
Punto di Infiammabilità, Punto di Fuoco e Punto di Scorrimento
Altri fattori importanti per i lubrificanti sono il punto di infiammabilità, il punto di fuoco e il punto di scorrimento.
- Punto di infiammabilità – la temperatura più bassa alla quale i vapori di un materiale si accendono.
- Punto di fuoco – la temperatura più bassa alla quale i vapori di un materiale continuano a bruciare anche dopo la rimozione della fonte di accensione.
- Punto di scorrimento – la temperatura alla quale un liquido cessa di fluire sotto gravità.
Il punto di infiammabilità e il punto di fuoco sono particolarmente importanti nella selezione di lubrificanti per applicazioni a alta temperatura. Un lubrificante inappropriato per applicazioni ad alta temperatura può comportare un rischio di incendio.
Il punto di scorrimento è cruciale nella selezione di lubrificanti per applicazioni a bassa temperatura. Un lubrificante inappropriato per applicazioni a bassa temperatura può causare il congelamento del lubrificante, bloccando le pompe e danneggiando i componenti privi di lubrificazione.
Tipi di Lubrificanti (animale, vegetale, olio e sintetico)
Il lubrificante tradizionale per cuscinetti era il grasso animale. Il grasso di animali come bovini, suini e capre veniva utilizzato per molte applicazioni, inclusa la lubrificazione degli assi dei carri. Successivamente, i lubrificanti a base vegetale, come palma, ricino, girasole, colza e soia, sono stati utilizzati. Oggi, quasi tutti i lubrificanti moderni sono a base di olio minerale o sintetici.
Esistono molti tipi di lubrificanti a causa della varietà di apparecchiature e sistemi che richiedono lubrificazione. Pressione, temperatura, velocità e carico sono solo alcuni dei fattori che influenzano la scelta dei lubrificanti. La velocità potrebbe non sembrare un fattore ovvio, ma le forze centrifughe generate da una macchina in funzione possono spostare il lubrificante, causando attrito e usura.
I lubrificanti a base di olio minerale sono i più comuni grazie alla loro economicità e versatilità. I lubrificanti sintetici sono generalmente più costosi e quindi meno diffusi. I lubrificanti a base di grasso animale non sono praticabili per molte applicazioni a causa della loro disponibilità limitata e delle restrizioni religiose su alcuni grassi animali, come il grasso di maiale.
Gli oli vegetali stanno guadagnando popolarità grazie ai progressi tecnologici. Offrono molti vantaggi rispetto ai lubrificanti a base di olio minerale, tra cui:
- Un alto livello di lubrificazione.
- Un alto indice di viscosità.
- Punti di infiammabilità più elevati.
- Punti di fuoco più elevati.
Gli oli vegetali sono anche biodegradabili, un fattore sempre più rilevante a causa delle normative ambientali. Un comune utilizzatore di lubrificanti a base vegetale sono gli impianti industriali nel settore alimentare, dove il rischio di contaminazione del prodotto richiede l'uso di lubrificanti a base vegetale.
Uno dei principali svantaggi degli oli vegetali è la loro rapida ossidazione ad alte temperature rispetto agli oli minerali, che riduce le loro proprietà lubrificanti.
Stati dei Lubrificanti (gas, liquido, semi-solido e solido)
I lubrificanti possono essere gas, liquidi, semi-solidi o solidi.
- I lubrificanti gassosi comuni includono aria, azoto e elio.
- I lubrificanti liquidi comuni includono oli minerali e vegetali.
- I lubrificanti semi-solidi comuni includono vari tipi di grassi (con agenti addensanti a base di sapon o non-sapon).
- I lubrificanti solidi comuni includono grafite e alcuni polimeri come il PTFE.
Lubrificanti Gassosi
I lubrificanti gassosi sono utilizzati per applicazioni a carico molto basso con spazi di separazione molto ridotti tra le superfici di contatto. Sebbene manchino delle capacità di raffreddamento e lubrificazione di altri lubrificanti, possono operare su un ampio intervallo di temperature e non si vaporizzano, cavitano o decompongono. A causa delle tolleranze molto strette richieste, sono necessari progettisti e produttori specializzati.
Lubrificanti Liquidi
I lubrificanti liquidi possono sopportare carichi elevati e offrono buone proprietà di raffreddamento e lubrificazione. Possono essere forniti al punto di utilizzo tramite serbatoi a gravità, pompe, coppe d'olio o immergendo il componente nel lubrificante liquido (come nei cuscinetti a spinta ad albero verticale).
Olio di Lubrificazione
Poiché il calore può essere rimosso dall'area lubrificata e raffreddato esternamente, i lubrificanti liquidi sono adatti per applicazioni a temperature elevate. In generale, la viscosità dei lubrificanti liquidi diminuisce con l'aumento della velocità e aumenta con l'aumento del carico.
Semi-Solido
I lubrificanti semi-solidi sono miscele di lubrificanti liquidi con additivi e agenti addensanti (spesso a base di sapon come stearato di sodio, stearato di calcio o stearato di litio). I grassi tipici possono consistere in 75-95% di olio, 0-5% di additivi e 5-20% di sapone. I grassi rimangono in posizione una volta applicati, non necessitano di frequenti rifornimenti e fungono da barriera per sigillare i contaminanti. Tuttavia, hanno scarse proprietà di dissipazione del calore e non possono rimuovere i contaminanti intrappolati.
Lubrificanti Solidi
I lubrificanti solidi sono efficaci a carichi e pressioni elevate e offrono buona stabilità a temperature elevate (a seconda del materiale). Tuttavia, hanno un coefficiente di attrito più elevato e scarse proprietà di dissipazione del calore. Sono raramente adatti per applicazioni ad alta velocità.
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Risorse Aggiuntive
https://www.amroll.com/bearing-lubrication.html
https://koyo.jtekt.co.jp/en/support/bearing-knowledge/12-1000.html