Assemblaggio anelli di tenuta e oring: le 5 proprietà del lubrificante perfetto

Posted by Marco Gandelli

1-apr-2016 11.40.40

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Vuoi assemblare agevolmente i tuoi particolari in gomma? Gli anelli di tenuta del tuo progetto vengono danneggiati durante il montaggio sull'albero? Hai provato già qualche soluzione lubrificante ma le gomme rigonfiano, si contraggono o perdono le loro proprietà meccaniche? Vuoi una soluzione che aiuti l'assemblaggio e poi scompaia del tutto ? Inodore, trasparente e omologata per contatto alimentare? Biodegradabile ? Allora continua a leggere l'articolo........ti raccontiamo 5 motivi per scegliere la soluzione lubrificante ad hoc.

Tempo lettura : 3 minuti

In quale condizione ti trovi ? Qual'è la funzione del lubrificante nel tuo progetto?

Assemblaggio gomma e plastica con lubrificante temporaneo Assemblaggio gomma e plastica con grasso lubrificante sintetico

 

Anelli di tenuta e o-ring sono fondamentali per il funzionamento di un dispositivo meccanico. Il loro valore economico è esiguo e insignificante rispetto alla funzione che ricoprono. La loro efficienza è però centrale e può condizionare considerevolmente quella del componente meccanico nel quale sono alloggiati. Accade spesso però, già ad esempio in occasione dell'inserimento sugli alberi di trasmissione, che parte della loro "integrità" venga persa. In questo articolo ti raccontiamo 5 aspetti fondamentali da tenere in considerazione se si desidera assemblare una tenuta con un "fluido lubrificante".  Scoprirai anche le caratteristiche della soluzione lubrificante ideale a seconda che la guarnizione svolga una funzione di separazione in esercizio dinamico (p.e cilindro pneumatico) o statico (p.e. albero di trasmissione).

1) Compatibilità con le gomme

In questo articolo affrontiamo la delicata questione "interazione fluidi lubrificanti ed elementi di tenuta in gomma", con particolare attenzione alle tipologie di materiali, alle funzioni delle guarnizioni e ai test predittivi di incompatibilità.  Se vuoi evitare di distruggere il tuo progetto sul nascere è opportuno valutare a priori le potenziali interazioni tra le mescole e i lubrificanti utilizzati per l'assemblaggio o per la lubrificazione delle tue guarnizioni. Nella presentazione di seguito si evidenziano le reazioni causate da un contatto prolungato tra fluidi lubrificanti della stessa viscosità di composizione chimica differente, a contatto con una guarnizione in EPDM.

compatibilita epdm olio minerale

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2) Permanenza sulle aree in attrito

Un fluido lubrificante deve ridurre il coefficiente d'attrito. Ovvio. Ancora più importante però deve essere la sua capacità di formare un film lubrificante sottile e omogeneo che permanga tra la tenuta e l'albero di rotazione in attrito radente al momento dell'inserzione. Un anello di tenuta svolge le seguenti funzioni:

  • Contenimento olio, come in un motoriduttore lubrificato a olio o grasso fluido
  • Schermo protettivo per contaminanti (particellato, polvere) 
  • Entrambe le funzioni

In alcune condizioni l'anello di tenuta, per via della necessità di sostenere una contro pressione elevata, può essere dotato di una molla di contenimento, la cui presenza incrementa l'azione premente sull'albero e l'attrito tra gomma e metallo. In queste condizioni la soluzione lubrificante per l'assemblaggio deve possedere ulteriori proprietà di persistenza sui punti di maggior sollecitazione:

  • adesività, per evitare di essere "scalzata" dalle superfici in attrito
  • temporaneità, una volta esercitata la funzione di coadiuvante all'assemblaggio, il composto deve "evaporare" per non favorire l'espulsione della tenuta in esercizio.

anello_tenuta_assemblaggio_con_lubrificante.jpg

Diversa è invece la condizione nel caso sia necessario un contributo del grasso lubrificante anche dopo le operazioni di assemblaggio, come per una la guarnizione di un cilindro o di una valvola pneumaticaIn questa condizione è opportuno valutare la persistenza del lubrificante nel tempo nelle condizioni di lavoro del componente:

  • velocità di scorrimento delle superfici in attrito
  • pressioni superficiali tra anello di tenuta e tubo di scorrimento
  • intervallo temperature di lavoro

 

cilindro_pneumatico_assemblaggio_guarnizioni.jpg

3) Evitare il danneggiamento dei profili di tenuta

Il profilo di un anello di tenuta ha una funzione fondamentale. Separare. Il suo danneggiamento prematuro porta inevitabilmente a precoci malfunzionamenti, con inevitabili incrementi dei costi di manutenzione:

  • Perdita d'olio (motoriduttori)
  • Riduzione efficienza (cilindro pneumatico)
  • Mancato isolamento pressorio delle camere (attuatore idraulico)

Il danneggiamento può avvenire come visto già in occasione dell'assemblaggio, oppure durante l'esercizio a causa di un'elevata rugosità della superficie dell'albero di rotazione o un non perfetto allineamento. In questi casi la presenza di lubrificanti solidi come nitruro di boro o ptfe (teflon) nella formulazione possono garantire un funzionamento ottimale anche dopo esercizio prolungato, riducendo il coefficiente d'attrito localmente attraverso un'azione di "riempimento" delle micro rugosità delle superfici. 

 

danneggiamento_tenuta_errata_lubrificazione.jpg

4) Non compromettere la funzione di tenuta meccanica

L'utilizzo di un grasso o un olio lubrificante "tradizionale" garantisce la riduzione del coefficiente d'attrito. Sempre. Nel caso sia necessario solo agevolare l'assemblaggio è opportuno verificare che in seguito all'inserimento non venga favorito il dis-allineamento o l'espulsione della guarnizione in esercizio. 

assemblaggio_anello_di_tenuta_con_lubrificante.png

La soluzione lubrificante ideale deve:

  • agevolare l'inserzione
  • evaporare dal punto di attrito
  • lasciare un residuo in grado di mantenere in posizione la tenuta

 

5) Migliorare l'effetto sigillante

Si, un grasso lubrificante può contribuire non solo a migliorare l'assemblaggio e incrementare la durata, ma anche l'effetto sigillante di una guarnizione. La giusta combinazione tra viscosità dell'olio base utilizzato nella formulazione del grasso,  la presenza di lubrificanti solidi e un'addensante ad alta polarità favoriscono la formazione di un film omogeneo in grado di colmare gli avvallamenti presenti sulle superfici in attrito riducendo così lo spazio residuo di fuga del fluido intercettato (gas o fluido) contenuto nelle camere di separazione. Di seguito osserviamo come due anelli di tenuta identici montati su cilindri pneumatici mostrino un decadimento differente a seconda del lubrificante equipaggiato:

  • Grasso lubrificante minerale al litio NLGI 2
  • Grassi sintetico base silicone + PTFE + NB

 

lubrificazione_cilindro_pneumatico_minerale_e_sintetico.png

 

In quale condizione ti trovi ? Qual'è la funzione del lubrificante nel tuo progetto ?

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