Grassi lubrificanti per cuscinetti volventi

Le statistiche danno al progettista delle indicazioni molto chiare: il 36% dei danneggiamenti prematuri o rotture improvvise di cuscinetti sono causate da errata lubrificazione, soprattutto nei casi in cui:

il ripristino del film lubrificante del cuscinetto non è possibile, come ad esempio nei cuscinetti vano motore, mozzo ruota, supporto cestello lavatrice, fan e ventilatori personal computer
l'area da lubrificare è di difficile accesso e i costi di un eventuale fermo macchina risulterebbero incompatibili con la produttività aziendale.

I cuscinetti volventi, in virtù della loro versatilità e centralità nella progettazione delle macchine industriali, possono prevedere una manutenzione periodica predittiva o la sostituzione del fluido lubrificante.

In entrambi i casi i lubrificanti sintetici sono preferibili rispetto a quelli minerali di derivazione petrolifera poiché garantiscono una resistenza maggiore del film lubrificante e cicli di manutenzione più lunghi.

Un'accurata analisi delle condizioni di lavoro e di contorno del cuscinetto volvente sono il punto di partenza per scegliere il grasso lubrificante sintetico più adatto:

Valutazione della minima e massima temperatura di esercizio
Carichi meccanici di lavoro
Velocità massima di rotazione
Presenza di contaminati ad azione dilavante
Frequenza di funzionamento: continuo o intermittente
Eventuali esigenze di silenziosità
Presenza degli schermi protettivi
Geometria dei corpi volventi (rulli, sfere)
Tipologia di contatto (ortogonale o obliquo)
Trasferimento assiale o radiale del carico
Tempi di ripristino del film lubrificante.

Il design di un cuscinetto volvente è il primo requisito da tenere in considerazione nella scelta dell'olio o del grasso lubrificante. In particolare l'assenza di schermi protettivi, come ad esempio nel caso dei supporti albero dei gruppi di riduzione degli assali, presuppone che il lubrificante applicato alla camera degli ingranaggi provveda anche alla protezione anti-usura del cuscinetto stesso.

Quindi, i cuscinetti volventi hanno la doppia esigenza di essere lubrificati e protetti. Ne consegue che la scelta del lubrificante adatto debba bilanciare 2 rischi contrapposti:

un aumento dell'attrito viscoso (con conseguente aumento di calore) per favorire l'adesività (o permanenza) del film protettivo
o al contrario l'effetto centrifugazione dovuto ad un'adesività insufficiente.

L'utilizzo di un grasso, rispetto a un olio, favorisce l'adesività, ma di contro solleva il problema del maggiore attrito durante la rotazione del cuscinetto (soprattutto nella fase transitoria di spunto della rotazione) che deve quindi essere regolarizzata agendo sulla viscosità dell’olio base.

Il livello ideale di viscosità dinamica in un lubrificante per cuscinetti è calcolato a partire dal fattore velocità: il valore numerico che si ottiene moltiplicando la velocità di rotazione massima del cuscinetto (giri in rpm indicati dal produttore dello stesso) per il suo diametro medio in dm. Maggiore è la velocità di rotazione dichiarata per il cuscinetto, minore dovrà essere la viscosità del lubrificante.

Va da sé che prodotti lubrificanti standardizzati non soddisfano mai completamente il fattore velocità di un cuscinetto; obiettivo che invece può essere raggiunto studiando ed elaborando una soluzione personalizzata.