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“Abbiamo ridotto del 30% l’usura meccanica e raddoppiato il numero di manovre efficaci con la sola sostituzione del grasso lubrificante”.

Queste in sintesi  le parole di Giuseppe Ruggeri, responsabile del progetto contattori nella divisone elettromeccanica di Lovato Electric. Lo abbiamo intervistato per conoscere quali fossero i motivi ed i benefici ottenuti dopo aver completato le prove di funzionalità con Maconpaste HP come soluzione lubrificante per la riduzione dell’usura dell’accoppiamento perno-bussola nel cinematismo di azionamento dei contattori.

Da oltre 90 anni, LOVATO Electric progetta e produce componenti elettrici in bassa tensione per applicazioni industriali. Fondata nel 1922 a Bergamo LOVATO Electric è un’azienda privata con oltre 250 dipendenti, da sempre attenta alla qualità, LOVATO Electric ha ben compreso come nei cinematismi di attuazione dei dispositivi elettromeccanici un lubrificante adeguato alle condizioni di esercizio può fare la differenza. In questo articolo raccontiamo la loro esperienza.

1) Principio di funzionamento di un contattore

Un contattore è un dispositivo elettromeccanico che ha il compito di commutare il passaggio di corrente ad un’utenza elettrica, al verificarsi di determinate condizioni. E’ costituito da:

• Una parte elettrica, dove si realizza la contattazione
• Un elettromagnete, responsabile della commutazione
• Un attuatore comandato dall’elettromagnete, con funzione di azionamento meccanico della commutazione è costituito da leverismi e molle pronte a scaricare l’energia pre-accumulata,  in un tempo molto rapido che può andare da pochi decimi nel caso in oggetto, ad alcuni centesimi di secondo negli apparecchi più piccoli.

2) Parti in attrito e lubrificazione

La zona più critica soggetta ad usura meccanica da attrito e da proteggere durante l’azionamento è rappresentata dall’accoppiamento dell’albero in acciaio e la bussola di sostegno in bronzo, responsabili del rinvio verticale di azionamento dei contatti.

Per effetto delle alte velocità di scorrimento e delle elevate pressioni di lavoro, il cuore dell’azionamento è sottoposto a notevole stress meccanico: il passaggio fulmineo da una condizione di quiete al moto non permette la formazione di un film lubrificante fluido e omogeneo.

Analizzando la curva di Stribeck, che ci spiega le relazioni esistenti tra attrito e velocità di scorrimento, la condizione di attrito limite rappresenta una situazione di elevato coefficiente di danneggiamento da usura. Perché ? Le superfici in attrito sono quasi sempre “scoperte”, prive di protezione lubrificante. Questo a causa della mancanza di “dinamicità”! Si, proprio perché l’azione di chiusura o apertura del contatto avviene rapidamente, non vi è il tempo necessario da parte del film lubrificante di “costruire” un meato di lubrificazione omogeneo tra il perno e la bussola, come avviene per esempio nel caso si lubrificazione di cuscinetti a rotolamento. E quindi ? Quali devono essere le caratteristiche del grasso lubrificante ? Lo spieghiamo qui

Giuseppe Ruggeri ci racconta che “L’usura meccanica, e quindi la perdita di precisione dell’accoppiamento albero foro, potrebbe portare dopo una serie prolungata di manovre, ad una chiusura non simmetrica dei contatti elettrici”.

3) Soluzione lubrificante in uso: grasso siliconico al teflon

Con la soluzione lubrificante in uso, un grasso siliconico al teflon, le prove di funzionalità condotte nei laboratori hanno messo in luce usure meccaniche da attrito nei contattori dopo qualche milione di manovre.

La volontà di migliorare però la qualità del prodotto ha portato ad avviare un’ulteriore campagna di test interni, alla ricerca di una soluzione lubrificante più performante e di maggior durata.

Pur trattandosi di un lubrificante sintetico a basso coefficiente d’attrito, un grasso al silicone addensato al teflon,  non rappresenta la soluzione ottimale per effetto della sua debole resistenza ad elevate pressioni superficiali, condizioni tipiche di accoppiamenti metallo-metallo.

Qui raccontiamo punti di forza e di debolezza di un grasso al silicone.

4) Maconpaste HP: nuova soluzione lubrificante

Le prove di validazione condotte con il nuovo grasso lubrificante Maconpaste HP hanno messo in luce un risultato importante:

• Nessuna traccia di usura significativa dell’accoppiamento perno-bussola dopo il doppio dei milioni di manovre
• Perfetta sincronia di chiusura della contattazione

Al termine della prova accelerata in cui è stata simulata la vita utile del dispositivo, il film lubrificante era ancora presente ed efficace sui punti in attrito. L’usura, al termine della vita del dispositivo è stata quantificata in una riduzione del 30%.

Un fluido lubrificante deputato a svolgere un’azione di protezione da usura meccanica, in condizioni di attrito limite deve essere formulato tenendo in considerazione alcuni importanti accorgimenti:

• Corretta scelta della viscosità olio base: non troppo viscoso per non frenare il rapido azionamento, non troppo fluido e carente di portanza.
• Lubrificanti solidi, scelti nella corretta granulometria possono creare una barriera fisica efficace anche a “freddo”
• Addensante con additivi antiusura incorporati: la particolare struttura dell’addensante presente nella formulazione di Maconpaste HP permette agli stessi additivi di essere attivi sulle superfici in attrito dalle prime movimentazioni.

5) Un grasso lubrificante progettato su misura

In questo articolo abbiamo dimostrato come grazie all’esperienza di Lovato Electric l’impiego di una soluzione lubrificante adeguata alle condizioni di esercizio di un dispositivo meccanico, possa contribuire in maniera significativa al miglioramento del prodotto.

Giuseppe Ruggeri ci ha inoltre confermato che “E’ facile trovare grassi o oli lubrificanti sul mercato, attraverso una ricerca sul web, più difficile invece reperire soluzioni specifiche per le nostre esigenze applicative”

Sottoscriviamo in pieno! Una soluzione lubrificante “azzeccata” può fare la differenza, in questo articolo, nato dall'analisi di migliaia di organi elettromeccanici non allineati con il target di funzionalità desiderato, raccontiamo quanto è facile distruggerli con una scelta lubrificante non ponderata.

Con il grasso lubrificante per altri carichi Maconpaste HP è stato possibile:

• Incrementare del 100% le manovre utili del contattore
• Rilevare un film lubrificante anche al raddoppio dei milioni di manovre
• Ridurre i costi del lubrificante (30%)
• Migliorare la qualità del prodotto con la sola sostituzione del lubrificante, senza modificare nessun altro particolare.