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La guida definitiva alla lubrificazione dei cuscinetti
La lubrificazione dei cuscinetti è fondamentale per mantenerne le prestazioni e prolungarne la durata. La lubrificazione aiuta a separare i rulli o le sfere e le piste gli uni dagli altri per prevenire l'usura dovuta al contatto metallico tra gli elementi volventi e le piste e ridurre il coefficiente di attrito tra le superfici di scorrimento interne. Una corretta lubrificazione può anche prevenire la corrosione dei cuscinetti e anche eliminare parte del calore. La lubrificazione dei cuscinetti può persino determinare il successo o il fallimento del processo di produzione della vostra fabbrica. A tal fine, Aubearing, produttore leader di cuscinetti, ha messo insieme una guida alla lubrificazione dei cuscinetti basata sui suoi anni di esperienza, discutendo diversi tipi di lubrificanti, i migliori metodi di lubrificazione e le procedure corrette per il riferimento di tutti gli ingegneri.
Esistono due tipi di lubrificanti sul mercato: olio e grasso. L'olio è facile da capire ed è un liquido che scorre liberamente, mentre il grasso è un po' complicato. Nella mente delle persone, il grasso è un olio relativamente viscoso. Entrambi i lubrificanti presentano vantaggi e svantaggi. La scelta del grasso giusto dipende da diversi fattori: tra cui “tipo di attrezzatura, tipo di cuscinetto, dimensioni, temperatura, condizioni di carico, velocità, condizioni operative e ambiente esterno”. Quindi diamo prima un'occhiata alla differenza tra oil & gas e dell' grasso:
| Lubrificante | Vantaggio | Svantaggio |
|---|---|---|
Olio | Facile da distribuire, lubrifica altri componenti, meno resistenza, più facile da svuotare e cambiare. Meglio per alte temperature. | Potrebbero verificarsi perdite (problema ambientale), quindi assenza di lubrificazione |
Grasso | Rimane in posizione, non cola facilmente, migliora la tenuta e non richiede monitoraggio. | Richiede manodopera per pulire e rifornire. Il grasso per alte temperature è molto costoso. |
Nella maggior parte dei casi, il miglior punto di partenza per selezionare il lubrificante appropriato è seguire le raccomandazioni del produttore dei cuscinetti.
olio lubrificante
Gli oli lubrificanti sono costituiti da oli minerali naturali (contenenti additivi per prevenire l'ossidazione e la ruggine) o oli sintetici. I quattro oli minerali naturali più comuni includono petrolio, diesteri, siliconi e fluorocarburi. Gli oli sintetici sono tipicamente polialfa olefine (PAO), polialchilenglicoli (PAG), esteri e siliconi e sono adatti per condizioni di freddo e bassa coppia. Tuttavia, questi due tipi di olio hanno proprietà uniche e non sono intercambiabili. L'olio minerale è più comune dell'olio sintetico. La viscosità di un olio è correlata allo spessore del film d'olio che crea, fondamentale per la lubrificazione dei cuscinetti. Dal punto di vista delle prestazioni, l’olio è la migliore forma di lubrificazione per i cuscinetti. Fornisce diversi tipi di lubrificazione per i cuscinetti. Nella sua forma più semplice, mantiene un livello dell'olio statico nell'alloggiamento del cuscinetto. Ad esempio, su apparecchiature dotate di ingranaggi e/o bielle, l'olio fornito a questi componenti può creare una nebbia o uno spruzzo che bagna le superfici di contatto dei cuscinetti. Questo a volte viene chiamato "lubrificazione a sbattimento". Il secondo in termini di complessità è il sistema di nebulizzazione d'olio e aria/olio, progettato per fornire la quantità precisa di olio necessaria per la lubrificazione, senza che il cuscinetto debba sollevare l'olio in eccesso, evitando un aumento della resistenza e della temperatura. Per le applicazioni ad alta velocità, è spesso necessaria l'iniezione dell'olio di ricircolo. L'ugello inietta l'olio direttamente nel cuscinetto, fornendo la doppia funzione di lubrificazione e dissipazione del calore. Questi sistemi sono complessi e costosi e dovrebbero essere selezionati solo quando assolutamente necessario.
Ogni produttore di lubrificanti può fornire una scheda delle specifiche per ciascuno dei suoi prodotti e ciascuna scheda delle specifiche elenca circa 20 proprietà e i relativi valori rilevanti per quel lubrificante. La caratteristica più importante di qualsiasi lubrificante per cuscinetti volventi è la viscosità dell'olio. Se la scheda tecnica si applica a un olio, il valore di viscosità si applica all'olio. Tipicamente, i quattro valori di viscosità sono i seguenti:
cSt a 40° C(104°F) Unità SI
cSt a 100°C (212°F) Unità SI
SUS @ 100°F(38°C) Unità imperiali
SUS @ 210°F(99°C) Unità imperiali
È importante selezionare un lubrificante che fornisca la viscosità più bassa accettabile alla temperatura operativa del cuscinetto, che solitamente è compresa tra le temperature di riferimento minima e massima sopra menzionate. Generalmente, il valore di viscosità dell'olio diminuisce rapidamente con l'aumentare della temperatura.
Grasso per cuscinetti:
Alcuni cuscinetti utilizzano l'olio come lubrificante, ma il grasso è il lubrificante preferito per l'80-90% dei cuscinetti. Il grasso aderisce alle superfici dei cuscinetti meglio dell'olio, ha una durata di servizio più lunga ed è meno probabile che fuoriesca o venga espulso dalle parti rotanti. Può anche essere prelubrificato, eliminando la necessità di un sistema di lubrificazione esterno, il che si traduce in una minore manutenzione futura. Il grasso è composto da tre ingredienti: additivi (solitamente inibitori della ruggine), oli base e addensanti. Quando si seleziona un grasso, è importante notare che la viscosità dell'olio base (chiamata “viscosità dell'olio base”) determina il modo in cui si forma il film lubrificante. Secondo il National Lubricating Grease Institute (NLGI), il grado di consistenza di un grasso indica come il grasso scorre e si disperde all'interno del cuscinetto. I tipici sistemi a grasso sono molto più semplici e meno costosi dei sistemi a olio. In genere, le uniche caratteristiche richieste sono il foro di alimentazione del grasso e un ingrassatore esterno per il rifornimento. Quando si seleziona un grasso per un'applicazione, è necessario considerare alcune delle sue proprietà in base alle condizioni operative previste. La priorità di queste proprietà è:
Viscosità dell'olio richiesta alla temperatura del cuscinetto.
Livello della temperatura operativa.
La base sapone più adatta.
Disponibilità di additivi EP (Estrema Pressione).
È importante ricordare che, indipendentemente dal tipo di lubrificante scelto, se non viene mantenuto adeguatamente con l'aiuto di un servizio di lubrificazione esperto, perderà naturalmente le sue proprietà lubrificanti nel tempo, portando infine al guasto dei cuscinetti. Colpa. Aubearing ha riassunto i tipi più comuni di lubrificanti per cuscinetti e lubrificanti sulla base di anni di esperienza.
Calcio: | Capacità EP intrinseca, resistenza alla corrosione, sicuro per la lavorazione alimentare, solo per uso a basse temperature. |
Sodio: | Costo inferiore, uso generale, temperatura medio-alta. |
Litio: | Temperature più elevate, velocità elevate. |
BentoneArgilla: | Carichi pesanti ad alta temperatura, resistenza al dilavamento dell'acqua. |
Sintetico: | Temperatura molto elevata. (Costo alto) |
Il modo migliore per lubrificare i cuscinetti
Come accennato in precedenza, la lubrificazione dei cuscinetti svolge un ruolo fondamentale nella durata e nelle prestazioni dei cuscinetti poiché aiuta a separare le parti mobili per ridurre al minimo l'attrito e prevenire l'usura. Inoltre, i lubrificanti svolgono anche le seguenti funzioni per supportare i cuscinetti affinché mantengano prestazioni eccellenti per lungo tempo:
Fornisce una barriera contro umidità e contaminanti
Compatibile con i componenti adiacenti
Non corrosivo
Struttura stabile, prolungando la durata dei cuscinetti
Mantenere la viscosità stabile entro un determinato intervallo di temperature
Buona resistenza del film per supportare il carico
Esistono molti metodi diversi per applicare olio e grasso, tuttavia esistono quattro metodi standard comunemente utilizzati per fornire lubrificazione ai cuscinetti.
Lubrificazione a gocce d'olio
Lubrificazione a sbattimento d'olio
Lubrificazione a pressione d'olio
Lubrificazione a grasso
Il grasso viene generalmente depositato tra le sfere utilizzando un'attrezzatura speciale, forzandolo all'interno e attorno all'interfaccia della sfera o della pista del rullo. A differenza dell'olio, il grasso è solitamente espresso in percentuale (ad esempio 20% di riempimento), che rappresenta il volume effettivo del grasso rispetto allo spazio interno libero all'interno del cuscinetto. I produttori di cuscinetti spesso utilizzano attrezzature speciali per applicare l'olio, ma non specificano la quantità da aggiungere al cuscinetto.
Lubrificazione con olio gocciolante
In breve, la lubrificazione a goccia avviene quando l'olio nella coppa dell'olio o nel collettore sopra il cuscinetto fluisce nel cuscinetto utilizzando la propria gravità entro un tempo prestabilito. Adatto per cuscinetti in sistemi con carichi bassi e velocità da basse a medie, solitamente in piccole quantità. A volte questo metodo di lubrificazione viene eseguito manualmente, ma in realtà crea il rischio di lubrificazione eccessiva o insufficiente. I sistemi di lubrificazione a goccia forniscono la giusta quantità di olio agli intervalli giusti.
Lubrificazione a schizzi
La lubrificazione a sbattimento avviene quando le parti in movimento che vengono regolarmente immerse nell'olio lubrificante spruzzano olio sui cuscinetti. Questa è la prima opzione per la lubrificazione dei cuscinetti quando la velocità di rotazione non è sufficiente a sollevare l'olio. Un tipo comune di lubrificazione a sbattimento è il sistema ad anello d'olio. Questo approccio riduce la temperatura operativa del cuscinetto ed è ideale per applicazioni che operano a velocità e temperature più elevate. L'unico svantaggio è che, a causa della natura dinamica dell'anello raschiaolio, è adatto solo per applicazioni orizzontali.
Sistema di alimentazione forzata
Quando si utilizzano apparecchiature sotto carichi pesanti e ad alte velocità, è necessario proteggere l'apparecchiatura dalle alte temperature causate dall'attrito fornendo elevate portate di olio. In un sistema di lubrificazione forzata, una pompa dell'olio pressurizza l'olio e lo dirige verso le parti rotanti. Esempi di sistemi che utilizzano questo metodo includono pompe di alimentazione di caldaie, compressori, riduttori e generatori a turbina.
Lubrificazione a grasso
Poiché il grasso è un lubrificante semisolido, viene generalmente utilizzato quando è necessario mantenerlo in un punto o aderire a una parte ed è un'opzione ideale per la lubrificazione dei cuscinetti poiché richiede meno manutenzione. Il grasso può essere utilizzato anche quando le parti sono inaccessibili durante il funzionamento o non possono essere lubrificati regolarmente. Dato che il grasso è molto viscoso e non cola facilmente come l'olio, non è in grado di sottrarre calore in modo continuo al cuscinetto.
Procedura di richiesta corretta
Non è un segreto che la lubrificazione influisca sulla durata dei cuscinetti. In effetti, i macchinisti generalmente concordano sul fatto che almeno l’80% dei guasti ai cuscinetti sono legati a problemi di lubrificazione e contaminazione. Una corretta lubrificazione può risolvere i problemi più comuni dei cuscinetti come corrosione, usura e surriscaldamento. Quindi, come verificare se la lubrificazione dei cuscinetti è corretta? È necessario scegliere il lubrificante giusto per i vostri cuscinetti e attenersi a un programma di lubrificazione che soddisfi i requisiti di funzionamento dei vostri macchinari. Diamo prima un'occhiata alle cause del cedimento dei cuscinetti dovuto alla lubrificazione.
Perdita di lubrificante – Se i cuscinetti non vengono lubrificati a intervalli appropriati e con la giusta quantità di grasso, possono verificarsi guasti al lubrificante e alla lubrificazione e provocare danni alle apparecchiature.
Grasso non corretto – assicurati di utilizzare il grasso corretto.
Lubrificazione eccessiva – Questo guasto si verifica solitamente solo nei cuscinetti aperti quando troppo grasso fa aumentare la temperatura del cuscinetto.
Degradazione del grasso – La decomposizione chimica del grasso e l'indurimento del grasso dovuto a temperature eccessive.
Incompatibilità del grasso – Utilizzare lo stesso grasso (o un'alternativa compatibile) per tutta la durata operativa del cuscinetto. Non tutti i grassi sono compatibili tra loro.
Gli aspetti più importanti nella scelta del lubrificante corretto comprendono la pulizia dei cuscinetti, la qualità del riempimento del lubrificante e il rodaggio dei cuscinetti.
Passaggio 1: pulito
Per prima cosa è necessario rimuovere l'eventuale olio, i rivestimenti anticorrosione e il grasso dai cuscinetti. Questa parte è fondamentale poiché la longevità e l'affidabilità diventano ancora importanti e aiutano a eliminare qualsiasi potenziale incompatibilità. Assicurarsi di utilizzare solventi privi di residui durante la pulizia delle superfici dei cuscinetti per fornire condizioni di lubrificazione ottimali.
Passaggio 2: garantire un volume di riempimento adeguato
Un corretto riempimento garantisce un adeguato film lubrificante su tutte le superfici di contatto degli elementi portanti. Questo passaggio è fondamentale perché, come abbiamo discusso, sia la lubrificazione eccessiva che quella insufficiente possono compromettere la durata dei cuscinetti. La lubrificazione eccessiva aumenta l'attrito interno, che si traduce in un'ulteriore produzione di calore, mentre la lubrificazione insufficiente provoca usura o lubrificazione insufficiente perché le superfici di contatto non sono adeguatamente lubrificate. La quantità corretta di lubrificante può essere determinata in base alla velocità operativa, al design, al volume del serbatoio e al grado di tenuta o schermatura dell'applicazione.
Passaggio 3: determinare lo spazio di libero movimento del cuscinetto
La quantità di riempimento corretta di un cuscinetto lubrificato a grasso viene solitamente specificata come percentuale dello spazio di movimento libero del cuscinetto, quindi è importante determinare correttamente lo spazio di movimento del cuscinetto.
L'equazione che determina lo spazio libero di movimento del cuscinetto:
Fase 4: procedura di rodaggio
Le corrette procedure di rodaggio sono fondamentali per le prestazioni dei cuscinetti e del lubrificante nelle applicazioni in cui le alte velocità, il volume di riempimento e il precarico specifico sono fondamentali.
Scaricare il grasso in eccesso
Regolare la direzione del film lubrificante su ciascuna superficie di contatto
Crea un anello di grasso che fornisce olio all'area di contatto
Stabilire una temperatura operativa di equilibrio basso
Ottieni condizioni di lubrificazione sigillata per tutta la vita
Se non viene eseguita una procedura di rodaggio, possono verificarsi sovralubrificazione e/o temperature di esercizio eccessive. Ora che abbiamo trattato le migliori pratiche per la lubrificazione dei cuscinetti, identifichiamo tre errori di lubrificazione che potresti commettere e che possono rovinare i tuoi cuscinetti.
3 errori che possono danneggiare i cuscinetti
Gli errori di lubrificazione possono avere conseguenze di vasta portata. Gli effetti collaterali comuni di una lubrificazione inadeguata includono il surriscaldamento o l'usura eccessiva, che possono portare al guasto dei cuscinetti. Ciò può comportare tempi di inattività non pianificati e perdite di entrate per la tua struttura. Aubearing riassume di seguito tre errori comuni di lubrificazione e come evitarli (o risolverli) in modo che tu possa essere sicuro della salute dei tuoi cuscinetti.
Errore 1: lubrificazione eccessiva e insufficiente
Aggiungere troppo o troppo poco grasso è uno degli errori più comuni nel nostro settore. Come abbiamo già discusso, il grasso in eccesso si accumula e alla fine porta ad un aumento dell'attrito e della pressione, che porta ad un eccesso di calore. Una quantità insufficiente di grasso può avere lo stesso effetto di riduzione della durata dei cuscinetti. Come si determina se si sta aggiungendo la quantità corretta di grasso? Inizia utilizzando gli ultrasuoni per monitorare il livello di attrito dei cuscinetti mentre applichi il nuovo grasso, un'iniezione alla volta (lentamente ovviamente). Quando il grasso inizia a fluire nel cuscinetto, è necessario ascoltarlo e provare a misurare la diminuzione dell'attrito. Quando il livello di decibel è vicino al minimo e stabile, tieni presente che aggiungendo colpi singoli, puoi fermarti se il livello di decibel inizia ad aumentare leggermente.
Errore 2: Lubrificare in base al programma anziché alle condizioni
Sebbene lubrificare i cuscinetti settimanalmente o quotidianamente possa sembrare un compito pratico, in realtà non farà durare più a lungo i cuscinetti. Uno dei motivi per cui i cuscinetti necessitano di grasso è prevenire e ridurre l'attrito. Se il lubrificante funziona bene, non è necessario continuare a cambiarlo o ad aggiungerlo. Invece di rilubrificare i cuscinetti secondo un programma, è possibile utilizzare gli ultrasuoni per monitorare, misurare e tenere traccia dei livelli di attrito in modo da sapere esattamente quando è il momento giusto per lubrificarli.
Errore 3: utilizzare uno strumento a ultrasuoni in modalità "solo ascolto".
In breve, ascoltare i cuscinetti utilizzando un dispositivo a ultrasuoni che non fornisce alcun feedback di misurazione sembra in teoria una buona idea, ma a lungo andare può solo farti male. Il feedback uditivo da solo non funzionerà perché è troppo soggettivo per trarre conclusioni reali poiché non esistono due persone che sentono la stessa cosa. È anche troppo difficile ricordare il rumore di un cuscinetto risalente a pochi mesi fa. Una soluzione semplice è utilizzare un ecografo con misurazione digitale dei decibel. Puoi utilizzare un dispositivo che fornisca più indicatori di stato, se ne hai uno.
Ci sono chiari vantaggi nell’ottimizzare la lubrificazione dei cuscinetti ed evitare questi tre errori. Ciò prolungherà la durata del cuscinetto, ridurrà il consumo di grasso e ridurrà il tempo impiegato per la rilubrificazione quando non necessaria.