La lubrificazione dei cuscinetti d'acciaio è un passaggio fondamentale quando si parla di manutenzione cuscinetti. La lubrificazione è sicuramente il punto cardine di una buona manutenzione e in alcuni settori una novità è rappresentata sicuramente dal cuscinetto ceramico e dalla non necessaria lubrificazione cuscinetti ceramici.
Quando ci si appresta a scegliere il tipo di cuscinetto volvente da utilizzare in una macchina o un impianto, i parametri che vengono normalmente considerati sono le capacità di carico statica e dinamica del cuscinetto. Spesso si tralascia di considerare un aspetto fondamentale per il corretto funzionamento del cuscinetto, ossia la lubrificazione.
Perché è così importante la lubrificazione per i cuscinetti?
I cuscinetti sono utilizzati per fornire una guida ed un supporto al moto rotatorio. Sono costituiti da:
- anello interno
- anello esterno
- corpi volventi: sfere, rullini, rulli cilindrici, rulli a botte, rulli conici
- gabbia: serve per guidare il moto dei corpi volventi ed in alcuni cuscinetti speciali può non essere presente;
- guarnizioni (possono anche non essere presenti, nel qual caso il cuscinetto è detto aperto; se sono presenti, possono essere di tipo RS, ossia striscianti in materiale gommoso – NBR, teflon, silicone, per es. – o di tipo Z ossia non striscianti realizzate, principalmente, in acciaio).
Se osserviamo un cuscinetto mentre ruota, l’impressione è che i corpi volventi siano dotati di solo moto rotatorio; in realtà assieme al rotolamento è presente anche una importante componente di strisciamento.
Da un punto di vista teorico, il contatto tra corpo volvente e pista dovrebbe essere un punto, se il corpo volvente è una sfera, od una linea se il corpo volvente è un rullo. Questo comportamento è valido solo se si considerano i corpi a contatto infinitamente rigidi. Nella realtà, dovendo considerare la deformabilità dei corpi, il contatto non è un punto od una linea ma una superficie. Questo concetto può essere spiegato con un esempio: se prendiamo una pallina di gomma e l’appoggiamo al tavolo possiamo vedere che il contatto tra pallina e tavolo è un punto, ma se schiacciamo anche solo leggermente la pallina sul tavolo, la pallina si deforma ed il contatto non è più un punto ma una superficie. Questa superficie è tanto più grande quanto più deformabili sono pallina e tavolo e quanto maggiore è la forza con cui schiacciamo la pallina sul tavolo. Lo stesso accade nel contatto tra corpo volvente e pista di rotolamento. Nel caso di una sfera, la superficie di contatto è un’ellisse con il semiasse maggiore lungo la direzione del moto. Il moto perfettamente rotatorio si verifica solo lungo il semiasse maggiore, nel resto dell’ellisse di contatto si verifica un moto di strisciamento tanto maggiore quanto più ci si allontana da questo semiasse.
Quando le superfici del corpo volvente e della pista strisciano l’uno sull’altra si osservano due effetti molto importanti e pericolosi:
- abrasione meccanica
- innalzamento di temperatura.
L’abrasione meccanica si verifica perché le superfici a contatto hanno una loro rugosità e quando sfregano l’una sull’altra si crea una sorta di “effetto grattugia”. L’abrasione, quindi, è pericolosa per i seguenti motivi:
- strappa particelle di acciaio dalla pista e/o dal corpo volvente che si possono interporre tra i due corpi in movimento aumentando l’”effetto grattugia”
- modifica la geometria delle piste di rotolamento e dei corpi volventi (causando, tra l’altro, aumento dei giochi, variazione delle capacità di carico del cuscinetto, aumento della rumorosità, aumento delle vibrazioni)
- crea inneschi di cricche di fatica nell’acciaio che conducono alla rottura del cuscinetto.
L’innalzamento di temperatura dovuta allo strisciamento complica ulteriormente il quadro. Infatti, l’acciaio dei cuscinetti deve essere temprato per poter assicurare il giusto livello di durezza. Con l’innalzamento della temperatura si verifica un fenomeno cosiddetto di distensione che riduce la durezza dell’acciaio e rende, quindi, ancora più facile l’abrasione.
Diventa, quindi, fondamentale tenere sotto controllo l’abrasione e l’innalzamento di temperatura.
Lo scopo principale della lubrificazione è proprio questo. Lo strato di lubrificante, infatti, che si interpone tra elemento volvente e pista evita il contatto diretto tra di loro, evitando, così, l’abrasione ed aiutando la dissipazione del calore mantenendo la temperatura del cuscinetto entro limiti accettabili. Il lubrificante, però, ha una sua durata. Esplicando la sua funzione, infatti, il lubrificante si degrada e deve quindi essere ripristinato periodicamente. Per un cuscinetto in acciaio, quindi, è di assoluta e fondamentale importanza la scelta del giusto lubrificante nonché seguire le corrette operazioni di manutenzione.
Vuoi saperne di più sulla lubrificazione dei cuscinetti? Contatta un nostro bearing expert!
