Raccomandazioni relative alle tenute dei cuscinetti

I tempi di fermo delle apparecchiature e la du­rata ridotta dei componenti sono alcune delle conseguenze, e dei potenziali costi, derivanti dall’utilizzo di tenute non corrette su diversi tipi di apparecchiature industriali, tra cui gli al­loggiamenti dei cuscinetti per pompe, i motori elettrici, i ventilatori, i supporti ritti, i riduttori ad ingranaggi e altro. Tuttavia, se correttamente selezionate ed installate, le tenute possono forni­re barriere efficaci che mantengono il lubrificante dove serve e offrono protezione contro acqua, corrosione, detriti e altri con­taminanti. In poche parole, le tenute sono usate sugli alberi rotanti per creare una barriera con due funzioni di base: mantenere il lubrificante all’interno del cuscinetto ed evitare l’ingresso dei contaminanti. Sulla maggior parte delle apparecchiature, le tenute, conosciute anche come paraoli o paragrasso, sono tipicamente posizionate accanto al cuscinetto, per preservarlo dall’ingresso di liquidi o sporcizia. Per conservare il lubrificante ed evitarne le perdite, i paraoli sono studiati per sigillare gli spazi tra i componenti meccanici stazionari e quelli in movimento, come l’alloggiamento e l’albero, che si trovano in quasi ogni tipo di impianto, macchinario e veicolo in funzione.

Scegliere il giusto composto elastomerico per le tenute

Affinché le tenute funzionino in modo adeguato e impediscano l’ingresso di abrasivi, umidità corrosiva e altri contaminanti dannosi in apparecchiature sen­sibili, la scelta del composto elastomerico delle tenute è fondamentale. I para­metri dell’applicazione e l’ambiente esterno in cui la tenuta opererà devono es­sere attentamente considerati prima di scegliere un composto. Per gli ambienti industriali generici, l’elastomero più ampiamente utilizzato è il nitrile, grazie alle sue eccellenti proprietà di resistenza all’abrasione. Il secondo elastomero più comune è il fluoroelastomero, preferito per la sua resistenza chimica e al calo­re. Sebbene due dei più importanti parametri dell’applicazione siano la tempe­ratura e il tipo di lubrificante, è anche importante determinare se i contaminanti ambientali avranno un effetto chimico indesiderato sul composto elastomerico della tenuta. Le tabelle di compatibilità chimica sono disponibili per la maggior parte dei fornitori di tenute ma offrono solo linee guida generiche. Per un’a­nalisi approfondita della compatibilità dell’elastomero, assicurarsi di consultare un tecnico specialista delle tenute. Altri parametri dell’applicazione che devono essere considerati sono l’errore di eccentricità dell’albero o alloggiamento, il possibile disallineamento albero-tenuta, la velocità dell’albero e la pressione. Si tenga presente che questi parametri potrebbero variare ampiamente da un’ap­plicazione all’altra. L’utilizzo di una tenuta con un solo parametro al limite po­trebbe avere effetti limitati sulle prestazioni, mentre il funzionamento in diverse circostanze estreme in un sistema potrebbe avere un impatto maggiore. I limiti di temperatura e la compatibilità generale del fluido/lubrificante per i composti elastomerici delle tenute più comuni e di qualità superiore sono mostrati nelle Tabelle A e B. È importante notare che poiché i produttori di tenute dispongono di formulazioni brevettate degli elastomeri, le informazioni nelle tabelle seguenti potrebbero variare da un produttore a un altro.

Preparazione del sistema di tenuta

Quando si è scelto il corretto composto elastomerico della tenuta, è essenziale determinare se i componenti dell’apparecchiatura sono correttamente specifi­cati al fine di garantire buone prestazioni della tenuta. Più precisamente, la tenu­ta è solo una parte del sistema di tenuta e le sue prestazioni corrette dipendono dalle caratteristiche appropriate dell’albero e dell’alesaggio. Secondo la Rubber Manufacturers Association (RMA), diversi requisiti dell’albero devono essere considerati nella fase di progettazione dell’apparecchiatura originale o durante i suoi aggiornamenti. Queste considerazioni includono la finitura dell’albero, i te­stimoni di rettifica, la durezza, le tolleranze del diametro, gli smussi, il materiale, il potenziale disallineamento albero-alesaggio e l’errore di eccentricità dinamico. Di questi, i più importanti sono la finitura dell’albero, le spirali potenzialmente lasciate dall’operazione di rettifica e la durezza. La finitura dell’albero è un fattore principale per il funzionamento corretto di una tenuta e deve essere specificata come Ra 10-25 μinch (micropollici) equivalenti a Ra 0,20–0,60 μm (microme­tri) – spirali o scanalature di rettifica non sono tollerate. Per quanto riguarda i materiali dell’albero, le tenute funzioneranno in modo soddisfacente su alberi in acciaio dolce, ghisa o ferro malleabile. In normali condizioni operative, la sezione dell’albero a contatto con il labbro della tenuta deve essere temprata a un minimo di 30 HrC (Rockwell C). In applicazioni in cui l’albero può essere intacca­to o danneggiato durante la manipolazione o l’as­semblaggio, o per gli alberi che operano in ambienti particolarmente abrasivi, si raccomanda un minimo di 45 HrC (Rockwell C). Di nuovo, per un’analisi più approfondita relativa agli smussi dell’albero, al disal­lineamento e ad altri parametri, contattare un tecni­co Timken esperto di tenute per discutere i dettagli dell’applicazione. Nel frattempo, in circostanze in cui l’albero non possa soddisfarre i requisiti di funzio­namento ottimale della tenuta, le bussole antiusura sono in genere disponibili per fornire la superficie necessaria e garantire le buone prestazioni della tenuta stessa. Non solo una bussola antiusura for­nisce la superficie con la finitura richiesta, ma of­fre anche una riduzione dei costi rispetto a dover preparare l’albero nelle condizioni adatte a garan­tire una superficie adeguata per il buon funziona­mento del labbro della tenuta. Osservare le corrette specifiche relative all’alesaggio è anche importante per l’integrità del sistema di tenuta. Per garantire l’accoppiamento adeguato della tenuta selezionata, rispettare minuziosamente le raccomandazioni dei produttori relative alle tolleranze dimensionali dell’a­lesaggio, e pertanto agli accoppiamenti risultanti. Un’altra caratteristica da prendere in considerazione è la configurazione dell’alesaggio. La parte frontale dell’alesaggio dovrà essere opportunamente smus­sata per facilitare l’inserimento e l’installazione della tenuta. È importante prestare attenzione agli spigoli vivi e taglienti o alle bave presenti che potrebbero danneggiare il diametro esterno (D.E.) della tenuta e causare potenziali perdite di lubrificante una volta posta in servizio.

Florin Constantin, Principal Application Engineer, The Timken Company