Classificazione e selezione dei lubrificanti: Una guida completa

Immaginate un mondo senza lubrificanti. Le macchine si fermano, i motori si bloccano e il progresso si arresta. In questo articolo ci immergiamo nel complesso mondo della classificazione e della selezione dei lubrificanti, facendo luce sul ruolo cruciale che questi eroi non celebrati svolgono nel mantenere le nostre meraviglie meccaniche senza intoppi. Unitevi a noi nell'esplorazione delle complessità di questo affascinante settore, guidati dalle intuizioni di esperti di ingegneria meccanica.

Classificazione e selezione dei lubrificanti Una guida completa

Indice dei contenuti

I. Classificazione dei lubrificanti

I lubrificanti possono essere classificati in quattro tipi distinti in base al loro stato fisico: lubrificanti liquidi, lubrificanti semisolidi, lubrificanti solidi e lubrificanti gassosi. Ogni categoria possiede caratteristiche e applicazioni uniche in vari processi industriali e meccanici.

1. Lubrificanti liquidi

I lubrificanti liquidi rappresentano la categoria di materiali per la lubrificazione più varia e più utilizzata nelle applicazioni industriali. Questo gruppo comprende oli lubrificanti minerali, oli lubrificanti sintetici, oli a base biologica (animale e vegetale) e fluidi a base acquosa.

La caratteristica dei lubrificanti liquidi è l'ampia gamma di viscosità, che consente una selezione precisa per i componenti meccanici che operano in condizioni di carico, velocità e temperature diverse. Questa versatilità consente di ottimizzare la lubrificazione in un ampio spettro di processi e macchinari industriali.

(1) Olio lubrificante minerale: Attualmente dominano il mercato, gli oli minerali rappresentano circa 90% del volume totale dei lubrificanti. Questi oli sono formulati miscelando oli base raffinati a base di petrolio con additivi che ne migliorano le prestazioni. Gli additivi comprendono in genere agenti antiusura, antiossidanti, inibitori della corrosione e modificatori di viscosità, che adattano le proprietà dell'olio a specifiche applicazioni.

(2) Olio lubrificante sintetico: Ottenuti per sintesi chimica, gli oli sintetici offrono caratteristiche prestazionali superiori rispetto agli oli minerali. Presentano una maggiore stabilità termica, resistenza all'ossidazione e indice di viscosità, che li rendono ideali per condizioni operative estreme. I tipi più comuni includono polialfaolefine (PAO), esteri sintetici e polialchilenglicoli (PAG).

(3) Oli biobased: Derivati da grassi animali o da fonti vegetali, questi lubrificanti ecologici stanno guadagnando terreno grazie alla loro biodegradabilità e rinnovabilità. Gli oli di colza, di soia e di palma sono comuni lubrificanti a base vegetale, mentre l'olio di capodoglio (ora in gran parte eliminato) era storicamente utilizzato negli strumenti di precisione.

(4) Fluidi a base d'acqua: Questi lubrificanti incorporano l'acqua come componente chiave, offrendo eccellenti proprietà di raffreddamento e resistenza al fuoco. Sono classificati in due tipi principali:

  • Tipi di soluzioni: Composti idrosolubili disciolti in acqua (ad esempio, soluzioni glicoliche)
  • Tipi di emulsione: Emulsioni olio-acqua (O/W) o acqua-olio (W/O), stabilizzate da emulsionanti.

2. Lubrificanti semisolidi (grasso)

I lubrificanti semisolidi, comunemente chiamati grassi, presentano una consistenza unica tra lo stato solido e quello liquido a temperatura e pressione standard. Questi lubrificanti sono caratterizzati da una struttura colloidale, tipicamente costituita da un agente addensante disperso in un olio di base lubrificante liquido.

Il grasso possiede diverse proprietà chiave che lo rendono prezioso in varie applicazioni industriali:

  1. Adesività: La sua capacità di aderire alle superfici metalliche offre un'eccellente protezione contro l'usura e la corrosione.
  2. Resistenza all'acqua: Molti tipi di grasso offrono una resistenza superiore all'acqua, che li rende ideali per le applicazioni esposte all'umidità o agli ambienti di lavaggio.
  3. Capacità di tenuta: Il grasso può fungere da barriera contro i contaminanti, sigillando efficacemente i cuscinetti e altri componenti meccanici.
  4. Lubrificazione prolungata: Grazie alla sua natura semisolida, il grasso tende a rimanere in posizione più a lungo rispetto ai lubrificanti liquidi, riducendo la frequenza di riapplicazione.
  5. Stabilità alla temperatura: A seconda della formulazione, il grasso può mantenere le sue proprietà lubrificanti in un'ampia gamma di temperature.

La consistenza del grasso viene generalmente classificata in base al sistema di classificazione del National Lubricating Grease Institute (NLGI), che va da 000 (molto morbido) a 6 (molto duro). Questa classificazione aiuta gli ingegneri a selezionare il grasso appropriato per applicazioni specifiche in base a fattori quali la temperatura di esercizio, il carico e la velocità.

Le moderne formulazioni di grassi spesso incorporano additivi avanzati per migliorare le caratteristiche prestazionali, come gli additivi per pressioni estreme (EP) per applicazioni ad alto carico o gli antiossidanti per una maggiore durata. La scelta dell'addensante (ad esempio, litio, calcio, poliurea) e dell'olio base (minerale o sintetico) influenza in modo significativo le proprietà del grasso e la sua idoneità ai diversi usi industriali.

3. Lubrificanti solidi

I lubrificanti solidi funzionano attraverso tre meccanismi primari, ognuno dei quali sfrutta proprietà uniche dei materiali per ridurre l'attrito e l'usura nei sistemi meccanici. Questi lubrificanti sono particolarmente utili in condizioni estreme, dove i lubrificanti liquidi convenzionali possono fallire.

La prima categoria forma un film tenace e a bassa resistenza al taglio sulle superfici di attrito, imitando la lubrificazione limite. Questo film aderisce fortemente al substrato, pur consentendo un facile taglio tra le superfici di scorrimento, riducendo efficacemente l'attrito e l'usura. Ne sono un esempio il bisolfuro di molibdeno (MoS2) e il bisolfuro di tungsteno (WS2).

Il secondo tipo comprende i lubrificanti solidi in metallo morbido, come piombo, indio e argento. Questi materiali sfruttano la loro intrinseca bassa resistenza al taglio e l'elevata plasticità per fornire una lubrificazione efficace. Sotto carico, si deformano facilmente, creando un sottile strato protettivo tra le parti in movimento che accoglie il movimento relativo con una resistenza minima.

Il terzo meccanismo coinvolge i solidi lamellari con una caratteristica struttura cristallina stratificata, esemplificata dalla grafite e dal nitruro di boro esagonale. Questi materiali possiedono legami deboli tra gli strati, che consentono un facile taglio parallelo ai piani basali. Questa caratteristica strutturale consente la formazione di un film di trasferimento sulle superfici di accoppiamento, facilitando il movimento relativo.

Nelle applicazioni industriali, i lubrificanti solidi più utilizzati sono:

  1. Bisolfuro di molibdeno (MoS2): Rinomato per l'eccellente capacità di carico e il basso coefficiente di attrito, in particolare nel vuoto o in atmosfere inerti.
  2. Grafite: Molto efficace in condizioni ambientali grazie alla sua capacità di intercalare l'umidità, migliorando le sue proprietà lubrificanti.
  3. Politetrafluoroetilene (PTFE): Apprezzato per la sua inerzia chimica, l'ampio intervallo di temperatura e il coefficiente di attrito eccezionalmente basso.

Questi lubrificanti solidi trovano largo impiego nei settori aerospaziale, automobilistico e dell'industria pesante, dove spesso superano i lubrificanti liquidi in presenza di temperature, pressioni o condizioni ambientali estreme.

4. Lubrificanti a gas

I gas, in quanto fluidi comprimibili, aderiscono ai principi della fluidodinamica e della teoria della lubrificazione, consentendo loro di funzionare come lubrificanti efficaci in condizioni specifiche, analogamente alle loro controparti liquide.

I vantaggi dei lubrificanti a gas sono molteplici:

  1. Coefficienti di attrito eccezionalmente bassi, spesso inferiori di un ordine di grandezza rispetto ai lubrificanti liquidi
  2. Minima generazione di calore per attrito a velocità di rotazione elevate, fondamentale per i macchinari di precisione.
  3. Aumento di temperatura trascurabile durante il funzionamento, con mantenimento della stabilità termica
  4. Funzionamento flessibile in un'ampia gamma di condizioni ambientali
  5. Ampio intervallo di temperature di lavoro, da quelle criogeniche a quelle estremamente elevate
  6. Zero rischi di contaminazione, ideale per le applicazioni in camera bianca e nella lavorazione degli alimenti
  7. Proprietà autopulenti, in quanto i gas possono trasportare il particolato

Tuttavia, i lubrificanti a gas presentano anche alcune limitazioni:

  1. Densità e viscosità ridotte, con conseguente riduzione della capacità di carico rispetto ai lubrificanti liquidi.
  2. Campo di applicazione limitato: tipicamente adatto a dispositivi pneumatici che operano entro 30-70 kPa e a cuscinetti idrostatici che non superano i 100 kPa.
  3. Requisiti di precisione più elevati nella progettazione e nella produzione dei cuscinetti per mantenere sottili pellicole di gas
  4. Potenziale di instabilità a velocità elevate o in presenza di carichi fluttuanti

Queste caratteristiche rendono la lubrificazione a gas particolarmente adatta alle applicazioni ad alta velocità e a basso carico, come i cuscinetti ad aria nelle apparecchiature metrologiche di precisione, nelle turbomacchine e in alcuni componenti aerospaziali. La scelta tra lubrificazione a gas e a liquido dipende in ultima analisi dai requisiti specifici dell'applicazione, tra cui velocità, carico, temperatura e considerazioni ambientali.

II. Composizione dei lubrificanti

Composizione dei lubrificanti

1. Olio di base

L'olio base è il componente fondamentale dei lubrificanti, che in genere costituisce da 80% a 95% del volume totale, e serve come supporto per gli additivi che migliorano le prestazioni. Gli oli base sono classificati in due tipi principali: oli minerali e oli sintetici.

(1) Olio minerale

Gli oli minerali, derivati dal petrolio grezzo attraverso processi di raffinazione, sono classificati nella maggior parte dei Paesi, compreso il nostro, in tre categorie primarie in base alla loro struttura molecolare e alle loro proprietà:

  • Oli di base paraffinici: Caratterizzati da un elevato indice di viscosità, buona stabilità all'ossidazione e basso punto di scorrimento.
  • Oli di base intermedi: Hanno proprietà intermedie tra gli oli paraffinici e naftenici.
  • Oli base naftenici: Noti per l'eccellente fluidità a bassa temperatura e la buona solvibilità degli additivi.

(2) Olio sintetico

Gli oli di base sintetici sono progettati attraverso reazioni chimiche controllate, che danno origine a molecole con proprietà specifiche e desiderate. Offrono diversi vantaggi rispetto agli oli minerali:

  • Maggiore purezza chimica e uniformità molecolare
  • Stabilità termica e ossidativa superiore
  • Migliori relazioni viscosità-temperatura
  • Estensione della durata di vita e miglioramento delle prestazioni in condizioni estreme

Queste caratteristiche rendono gli oli sintetici la scelta preferita per le applicazioni ad alte prestazioni e rappresentano la traiettoria futura della tecnologia dei lubrificanti.

Gli oli sintetici sono attualmente indispensabili nelle applicazioni aerospaziali e stanno rapidamente guadagnando terreno nei macchinari industriali. I tipi più comuni di oli di base sintetici comprendono:

  1. Idrocarburi sintetici (ad esempio, polialfaolefine - PAO)
  2. Esteri sintetici
  3. Poliisobutileni (PIB)
  4. Polialchilenglicoli (PAG)
  5. Oli di silicone

2. Gli additivi

Gli additivi sono costituenti minori ma cruciali incorporati nei lubrificanti per migliorare in modo significativo caratteristiche specifiche o introdurre nuove proprietà. Le loro funzioni sono le seguenti:

(1) Detergenti.

Utilizzati principalmente negli oli per motori a combustione interna per rimuovere i depositi di lacca e carbonio dalle pareti dei cilindri e dalle fasce elastiche. Inoltre, disperdono efficacemente le particelle di gomma e fuliggine nell'olio, impedendo l'agglomerazione e la formazione di particelle più grandi e potenzialmente dannose.

(2) Antiossidanti.

Questi composti inibiscono il processo di ossidazione dell'olio lubrificante, prolungandone la durata e mantenendone le caratteristiche nel tempo. Essi agiscono neutralizzando i radicali liberi e scomponendo i composti di perossido.

(3) Agenti antiusura.

Questi additivi migliorano la resistenza dell'olio all'usura e allo sfregamento formando una pellicola protettiva sulle superfici metalliche. Riducono l'usura delle apparecchiature, prevengono il grippaggio o la sinterizzazione e sono particolarmente importanti nelle applicazioni ad alta pressione e ad alta temperatura.

(4) Agenti untuosi.

Noti anche come modificatori di attrito, questi additivi riducono il coefficiente di attrito e migliorano le prestazioni di lubrificazione formando un film tenace e adsorbito sulle superfici metalliche. Questo film fornisce una lubrificazione di contorno in condizioni di esercizio gravose.

(5) Disattivatori metallici.

Formano una pellicola passiva sulle superfici metalliche per minimizzare l'impatto corrosivo dell'olio sul metallo e inibire l'ossidazione catalitica dell'olio da parte degli ioni metallici. Ciò è particolarmente importante nei sistemi contenenti rame o sue leghe.

(6) Miglioratori dell'indice di viscosità.

Questi additivi polimerici aumentano l'indice di viscosità dell'olio, migliorandone le prestazioni visco-termiche. Si espandono a temperature più elevate, contrastando la naturale tendenza dell'olio ad assottigliarsi, mantenendo così una lubrificazione adeguata in un'ampia gamma di temperature.

(7) Inibitori della ruggine.

Questi additivi agiscono sulla superficie metallica per prevenire la ruggine o la corrosione a contatto con l'acqua. Formano una barriera protettiva che respinge l'acqua e ne impedisce l'interazione con la superficie metallica.

(8) Depressori del punto di scorrimento.

Abbassano il punto di scorrimento dell'olio modificando la cristallizzazione delle particelle di cera a basse temperature, migliorando così la fluidità e la pompabilità dell'olio a bassa temperatura. Ciò è fondamentale per le prestazioni all'avviamento a freddo e per il funzionamento in ambienti a bassa temperatura.

(9) Defoamanti.

Questi additivi alterano la tendenza dell'olio a formare schiuma riducendo la tensione superficiale e facendo sì che le bolle superficiali scoppino rapidamente. In questo modo si evita il trascinamento dell'aria, che può portare a una riduzione dell'efficacia del lubrificante e a un aumento dell'ossidazione.

(10) Emulsionanti e antiemulsionanti.

Gli emulsionanti sono utilizzati negli oli emulsionanti per formare un'emulsione uniforme e stabile con l'acqua, essenziale per alcune applicazioni lubrificanti come i fluidi per la lavorazione dei metalli. Al contrario, gli antiemulsionanti, o demulsionanti, sono utilizzati nei lubrificanti generici per facilitare la rapida separazione dell'acqua dall'olio, mantenendo l'integrità del lubrificante e prevenendo la corrosione.

3. Addensanti

Gli addensanti sono un componente fondamentale del grasso lubrificante e lo distinguono fondamentalmente dall'olio lubrificante. Il grasso lubrificante è un complesso sistema colloidale composto da addensanti dispersi nell'olio base e da additivi che ne migliorano le prestazioni. Questa composizione unica dà origine a una sostanza solida o semisolida con proprietà viscoelastiche, in grado di sopportare carichi elevati e di mantenere la propria struttura sotto sforzo di taglio.

Gli addensanti svolgono un ruolo multiforme nella formulazione dei grassi, influenzando in modo significativo diverse proprietà chiave:

  1. Consistenza: Gli addensanti determinano la consistenza e le caratteristiche di fluidità del grasso, tipicamente misurate dai gradi NLGI (National Lubricating Grease Institute).
  2. Punto di goccia: La temperatura alla quale il grasso passa dallo stato semisolido a quello liquido, fondamentale per le applicazioni ad alta temperatura.
  3. Resistenza all'acqua: Gli addensanti contribuiscono alla capacità del grasso di respingere l'acqua e di mantenere la sua struttura in ambienti umidi.
  4. Capacità di carico: Alcuni addensanti, in particolare quelli a base di sapone, possono migliorare la capacità del grasso di resistere a carichi e pressioni elevati.
  5. Stabilità al taglio: Gli addensanti influenzano la capacità del grasso di mantenere la sua consistenza sotto sforzo meccanico.
  6. Rilascio e spurgo dell'olio: La rete di addensanti controlla la velocità di rilascio dell'olio di base, influenzando l'efficienza della lubrificazione.

La scelta di addensanti appropriati è fondamentale per adattare le proprietà dei grassi ad applicazioni specifiche, dai cuscinetti ad alta velocità ai macchinari industriali pesanti che operano in ambienti difficili.

III. Selezione dell'olio lubrificante

1. Fattori di scelta dell'olio lubrificante

La scelta dell'olio lubrificante è regolata da tre fattori principali: le condizioni operative effettive dell'apparecchiatura, le specifiche o le raccomandazioni del produttore e le linee guida del fornitore di olio. Sebbene le raccomandazioni del produttore costituiscano la base per la scelta del lubrificante, è fondamentale considerare le condizioni specifiche di carico, velocità e temperatura dell'apparecchiatura nelle applicazioni reali.

Nella scelta di un olio lubrificante, i seguenti indicatori di prestazione sono fondamentali:

  1. Viscosità:

La viscosità è il criterio principale per classificare e classificare gli oli lubrificanti, svolgendo un ruolo decisivo nell'identificazione della qualità e nella determinazione delle prestazioni. La viscosità ottimale per la lubrificazione delle apparecchiature viene determinata in base alle specifiche di progetto o ai dati calcolati, spesso facendo riferimento alle tabelle di viscosità standard del settore e alle condizioni operative.

  1. Punto di scorrimento:

Il punto di scorrimento è una misura indiretta della fluidità a bassa temperatura di un olio lubrificante, fondamentale per lo stoccaggio, il trasporto e l'utilizzo in ambienti freddi. Le migliori pratiche del settore prevedono che la temperatura di esercizio sia di 5-10°C superiore al punto di scorrimento per garantire un flusso e una lubrificazione adeguati.

  1. Punto di infiammabilità:

Come indicatore chiave di sicurezza, il punto di infiammabilità è fondamentale per lo stoccaggio, il trasporto e l'uso sicuro dell'olio lubrificante. Una regola generale è quella di impostare il punto di infiammabilità almeno 50% più alto della temperatura massima di esercizio prevista. Ad esempio, in un motore a combustione interna in cui la temperatura dell'olio nel guscio inferiore non supera i 120°C, il punto di infiammabilità minimo per l'olio motore dovrebbe essere fissato a 180°C.

  1. Stabilità all'ossidazione:

Questa proprietà indica la resistenza dell'olio alla degradazione ad alte temperature e in presenza di ossigeno, influenzandone la durata e le prestazioni nel tempo.

  1. Pacchetto additivi:

I moderni oli lubrificanti contengono spesso additivi per migliorare proprietà specifiche come le caratteristiche antiusura, la resistenza alla corrosione e la detergenza. La scelta di un pacchetto di additivi appropriato è fondamentale per ottimizzare le prestazioni in applicazioni specifiche.

  1. Compatibilità:

Assicurarsi che il lubrificante scelto sia compatibile con i materiali dell'apparecchiatura, comprese le guarnizioni e le superfici metalliche, per evitare la degradazione o le reazioni chimiche.

Data la complessità degli indicatori di prestazione degli oli lubrificanti e le variazioni significative tra i diversi tipi, la scelta finale deve essere effettuata attraverso un'analisi razionale delle condizioni operative dell'apparecchiatura, dei requisiti del produttore e delle specifiche del prodotto petrolifero. È consigliabile consultare sia il produttore dell'apparecchiatura che quello del lubrificante per prendere la decisione finale, soprattutto per le applicazioni critiche o quando le condizioni operative si discostano significativamente dai parametri standard.

2. Sostituzione dell'olio lubrificante

La scelta corretta dei lubrificanti è fondamentale per ottenere prestazioni e durata ottimali delle apparecchiature. Ogni lubrificante possiede caratteristiche uniche, adatte a specifiche applicazioni, che rendono difficile la sostituzione diretta. Quando la sostituzione diventa inevitabile, attenetevi a queste linee guida complete per ridurre al minimo i rischi potenziali:

(1) Scegliere un sostituto della stessa famiglia di lubrificanti o con caratteristiche prestazionali molto simili. Ciò garantisce la compatibilità con guarnizioni, cuscinetti e altri componenti del sistema. Prestare particolare attenzione al tipo di olio base, al pacchetto di additivi e alle prestazioni (ad esempio, standard API, ISO, DIN).

(2) Mantenere la consistenza della viscosità entro un intervallo ristretto. La viscosità cinematica dell'olio sostitutivo non deve discostarsi di oltre ±15% dall'originale alla temperatura di esercizio. Si dovrebbe dare la preferenza a opzioni di viscosità leggermente superiore per garantire un adeguato spessore del film e capacità di carico, soprattutto in condizioni di lubrificazione limite.

(3) Optate per sostituti di qualità superiore, quando è possibile. Oli di base di qualità superiore (ad esempio, oli del Gruppo III o sintetici) e tecnologie di additivazione avanzate possono offrire una maggiore stabilità all'ossidazione, una migliore protezione dall'usura e intervalli di manutenzione più lunghi. Tuttavia, se non è possibile cambiare completamente l'olio, è necessario assicurarsi della compatibilità con i materiali del sistema e con i lubrificanti esistenti.

(4) Considerare l'ambiente operativo dell'apparecchiatura in modo globale. Fattori come la temperatura ambiente, i potenziali contaminanti, i livelli di umidità e le variazioni di carico dovrebbero influenzare la scelta del sostituto. Per le applicazioni a temperature estreme, possono essere preferibili lubrificanti sintetici con un elevato indice di viscosità (VI) per mantenere una viscosità adeguata in un intervallo di temperature più ampio.

(5) Consultare i produttori di apparecchiature e i fornitori di lubrificanti per ottenere raccomandazioni specifiche. Essi possono fornire indicazioni preziose sui potenziali problemi di compatibilità, sui compromessi in termini di prestazioni e sulle eventuali modifiche da apportare ai programmi o alle procedure di manutenzione in seguito alla sostituzione di un lubrificante.

(6) Attuare un'accurata procedura di lavaggio quando si passa da un lubrificante all'altro per evitare reazioni avverse o formazione di depositi. Monitorare attentamente le prestazioni dell'apparecchiatura dopo la sostituzione, compresa l'analisi dell'olio a intervalli ridotti, per garantire che il nuovo lubrificante soddisfi i requisiti del sistema.

3. Miscelazione di oli lubrificanti

La miscelazione di tipi, marche, produttori e condizioni diverse di oli lubrificanti (nuovi o usati) deve essere evitata quando possibile a causa di potenziali incompatibilità e degrado delle prestazioni. Le seguenti combinazioni sono rigorosamente vietate:

(1) Gli oli speciali o per applicazioni specifiche non devono essere miscelati con altri tipi di olio.

(2) Gli oli formulati per la resistenza all'emulsione non devono essere combinati con varianti non resistenti all'emulsione.

(3) Gli oli per turbine resistenti all'ammoniaca devono rimanere separati dagli oli per turbine standard.

(4) Gli oli idraulici antiusura contenenti zinco sono incompatibili con i fluidi idraulici a base di argento.

(5) Gli oli per ingranaggi convenzionali non devono essere miscelati con i lubrificanti per ingranaggi a vite senza fine a causa dei diversi pacchetti di additivi e dei requisiti di viscosità.

Tuttavia, alcune combinazioni di oli possono essere accettabili in circostanze specifiche:

(1) Prodotti dello stesso produttore con caratteristiche qualitative e specifiche comparabili.

(2) Prodotti di marca diversi di un unico produttore, a condizione che abbiano stock di base e additivi chimici simili.

(3) oli base di tipo diverso, se miscelati in una formulazione senza additivi (anche se questo è raro nei lubrificanti moderni).

(4) Tipi di olio che hanno dimostrato la compatibilità attraverso rigorosi test di miscelazione e studi di stabilità.

(5) Gli oli per motori a combustione interna, nonostante contengano vari additivi, possono essere miscelati in caso di emergenza.

IV. Selezione del grasso lubrificante

Quando si sceglie un grasso lubrificante, la considerazione principale deve essere la sua funzione, vale a dire il suo ruolo nella lubrificazione, nella riduzione dell'attrito, nella protezione e nella tenuta.

Per i grassi che riducono l'attrito, i fattori principali sono la resistenza alle alte e basse temperature, il carico e la velocità di rotazione.

Per i grassi protettivi, l'attenzione è rivolta ai mezzi e ai materiali a contatto, in particolare alle proprietà protettive e alla stabilità per i metalli e i non metalli. Per i grassi sigillanti, le considerazioni devono includere i materiali e i mezzi a contatto e la compatibilità del grasso con il materiale (in particolare la gomma) per selezionare il grasso lubrificante appropriato.

La scelta del grasso lubrificante deve tenere conto della temperatura di esercizio, della velocità di rotazione, delle dimensioni del carico, dell'ambiente di lavoro e del metodo di alimentazione del grasso della macchina. Le considerazioni generali includono i seguenti fattori:

(1) Temperatura.

L'impatto della temperatura sul grasso lubrificante è significativo.

In genere si ritiene che quando la temperatura di esercizio del punto di lubrificazione supera il limite superiore della temperatura del grasso, la perdita per evaporazione, la degradazione ossidativa e il ritiro colloidale dell'olio base del grasso accelerano.

Per ogni aumento della temperatura di 10℃ - 15℃, la velocità di ossidazione del grasso aumenta di 1,5-2 volte e la durata del grasso si riduce della metà. Anche la temperatura di esercizio del punto di lubrificazione varia in funzione della temperatura ambiente.

Inoltre, fattori quali il carico, la velocità, il funzionamento continuo e l'eccessivo riempimento di grasso possono influenzare la temperatura di esercizio del punto di lubrificazione.

Per ambienti con temperature ambientali elevate e macchine che operano a temperature elevate, è necessario utilizzare un grasso resistente alle alte temperature. La temperatura del grasso generico deve essere da 20℃ a 30℃ inferiore al suo punto di caduta (temperatura).

(2) Velocità di rotazione.

Maggiore è la velocità di funzionamento dei componenti lubrificati, maggiore è la sollecitazione di taglio subita dal grasso lubrificante e maggiore è il danno alla struttura fibrosa formata dall'addensante, riducendo così la durata del grasso.

Se la velocità di funzionamento dell'apparecchiatura raddoppia, la durata del grasso lubrificante si riduce a un decimo della durata originale.

I componenti che funzionano ad alta velocità generano più calore e ad una velocità maggiore, il che potrebbe assottigliare il grasso lubrificante e causarne la fuoriuscita. Pertanto, in questi casi è necessario utilizzare un grasso lubrificante più denso.

(3) Carico.

La scelta del grasso lubrificante giusto in base al carico è un aspetto fondamentale per garantire una lubrificazione efficace.

Per i punti di lubrificazione ad alto carico, è necessario scegliere un grasso lubrificante con un olio di base ad alta viscosità, un elevato contenuto di addensante e proprietà superiori di estrema pressione e antiusura. La penetrazione del cono del grasso lubrificante è direttamente correlata al carico che può sopportare durante l'uso.

Per le condizioni di carico elevato, è necessario scegliere un grasso lubrificante con una minore penetrazione del cono (maggiore viscosità).

Se l'applicazione prevede carichi pesanti e d'urto, è opportuno utilizzare grassi lubrificanti con additivi per pressioni estreme, come quelli contenenti bisolfuro di molibdeno.

(4) Condizioni ambientali.

Le condizioni ambientali si riferiscono all'ambiente di lavoro e ai mezzi circostanti il punto di lubrificazione, come l'umidità dell'aria, la polvere e la presenza di sostanze corrosive.

In ambienti umidi o in situazioni che comportano il contatto con l'acqua, è necessario scegliere un grasso lubrificante resistente all'acqua, come i grassi a base di calcio, litio, calcio complesso o calcio solfonato complesso. In condizioni estreme, si dovrebbe utilizzare un grasso lubrificante antiruggine invece di un grasso a base di sodio con scarsa resistenza all'acqua.

In ambienti con forti agenti chimici, si devono utilizzare grassi sintetici resistenti agli agenti chimici, come i grassi al fluorocarbonio.

(5) Altri fattori.

Oltre ai punti sopra citati, nella scelta del grasso lubrificante si deve considerare anche la sua economicità.

Ciò implica un'analisi completa per valutare se l'uso del grasso prolunga il ciclo di lubrificazione, il numero di aggiunte di grasso, il consumo di grasso, il tasso di guasto dei cuscinetti e i costi di manutenzione, tra gli altri fattori.

(6) Il rapporto tra viscosità del grasso e applicazione.

Tabella: Intervallo di applicabilità rispetto alla viscosità del grasso.

Grado NLGIAmbito di applicazione
Grado 000, grado 00Utilizzato principalmente per la lubrificazione di ingranaggi aperti e riduttori.
0 GradoUtilizzato principalmente per la lubrificazione di ingranaggi aperti, riduttori o sistemi di lubrificazione centralizzati.
1 GradoUtilizzato principalmente per la lubrificazione di cuscinetti a rullini o a rulli che operano a velocità elevate.
2 GradoÈ il più utilizzato per la lubrificazione di cuscinetti antiusura che operano a medio carico e a media velocità.
3 GradoUtilizzato principalmente per la lubrificazione di cuscinetti antiusura operanti a medio carico e a media velocità, nonché di cuscinetti per ruote di autoveicoli.
4 GradoUtilizzato principalmente per la lubrificazione dei cuscinetti e dei collari degli alberi nelle pompe dell'acqua e in altre applicazioni ad alto carico e bassa velocità.
5° grado, 6° gradoUtilizzato principalmente per la lubrificazione in condizioni speciali, come la lubrificazione del collo del mulino a sfere.

Indicatori di riferimento per il guasto del grasso

ProgettoIndicatori di riferimento per il guasto del grasso lubrificante
Punto di gocciolamentoIl grasso lubrificante deve essere scartato quando il punto di caduta rientra nei seguenti intervalli: 
1. Il punto di caduta (temperatura) dei grassi lubrificanti a base di litio scende al di sotto dei 140°C.
2. Il punto di caduta (temperatura) del grasso lubrificante composito a base di litio scende sotto i 200°C.
3. Il punto di caduta (temperatura) dei grassi lubrificanti a base di calcio scende sotto i 50°C.
4. Il punto di caduta (temperatura) del grasso lubrificante composito a base di calcio scende sotto i 180°C.
5. Il punto di caduta (temperatura) dei grassi lubrificanti a base di sodio scende al di sotto dei 120°C.
ViscositàSe la penetrazione del cono del grasso lubrificante varia di oltre +20%, il grasso deve essere scartato.
Contenuto di olioSe la percentuale del contenuto di olio nel grasso lubrificante usato rispetto al contenuto di olio nel grasso nuovo scende al di sotto di 70%, il grasso deve essere scartato.
Contenuto di cenereSe il tasso di variazione del contenuto di ceneri del campione testato supera i 50%, il grasso deve essere scartato.
CorrosioneSe il grasso lubrificante non supera il test di corrosione delle strisce di rame, deve essere scartato.
OssidazioneQuando il grasso lubrificante genera un forte odore di rancido o il valore acido del grasso a base di litio supera 0,3 mg/g (KOH), deve essere sostituito con un grasso nuovo.
Impurità meccanicheSe durante l'uso si mescolano al grasso lubrificante particelle di dimensioni superiori a 125μm, è necessario sostituirlo con un grasso nuovo.
Non dimenticatevi che condividere è un'opera di carità! : )
Shane
Autore

Shane

Fondatore di MachineMFG

In qualità di fondatore di MachineMFG, ho dedicato oltre un decennio della mia carriera al settore della lavorazione dei metalli. La mia vasta esperienza mi ha permesso di diventare un esperto nei campi della fabbricazione di lamiere, della lavorazione, dell'ingegneria meccanica e delle macchine utensili per metalli. Penso, leggo e scrivo costantemente su questi argomenti, cercando di essere sempre all'avanguardia nel mio campo. Lasciate che le mie conoscenze e la mia esperienza siano una risorsa per la vostra azienda.

Potrebbe piacerti anche
Li abbiamo scelti proprio per voi. Continuate a leggere per saperne di più!

Ghisa e ferro battuto: le differenze spiegate

Differenza di natura 1. Ghisa grezza La ghisa grezza è un prodotto intermedio primario dell'industria siderurgica, tipicamente contenente un elevato contenuto di carbonio che va da 2% a 6,69% per...
Tipi di guarnizioni dinamiche

7 tipi di guarnizioni dinamiche utilizzate in ingegneria

Avete mai pensato a cosa impedisce al motore della vostra auto di perdere olio o alle turbine del vostro aereo di funzionare senza problemi? Le guarnizioni dinamiche sono componenti cruciali ma spesso trascurati in molte macchine. Questo...
14 tipi di cuscinetti: caratteristiche, differenze e utilizzo

14 Tipi di cuscinetti e loro applicazioni

Vi siete mai chiesti cosa fa girare il mondo senza problemi? Gli eroi non celebrati dietro le quinte sono i cuscinetti. Questi piccoli ma potenti componenti svolgono un ruolo cruciale nel ridurre l'attrito...
Materiali per il processo 3DP

Guida definitiva ai materiali per il processo 3DP

I materiali necessari per il processo di stampa 3D (3DP) sono costituiti principalmente da polveri e leganti. 1. Materiali in polvere i. Requisiti di prestazione Sulla base dei principi operativi della 3DP, i...

Fondamenti di attrito meccanico e lubrificazione

Immaginate il motore della vostra auto che si blocca durante un lungo viaggio in auto o una macchina industriale che si ferma durante il picco di produzione. Alla base di questi problemi c'è un problema...
Lubrificazione delle apparecchiature meccaniche

Lubrificazione delle apparecchiature meccaniche: La guida definitiva

Vi siete mai chiesti in che modo una corretta lubrificazione possa rendere possibile o meno un'apparecchiatura industriale? Questo articolo approfondisce il ruolo critico della lubrificazione delle apparecchiature meccaniche, illustrandone l'importanza per prevenire l'usura, ridurre la manutenzione...
MacchinaMFG
Portate la vostra attività al livello successivo
Iscriviti alla nostra newsletter
Le ultime notizie, articoli e risorse, inviate settimanalmente alla vostra casella di posta elettronica.

Contatto

Riceverete la nostra risposta entro 24 ore.