Quale materiale per guarnizioni oleodinamiche deve essere utilizzato in un motore?

Per molte applicazioni convenzionali con motore a combustione, il NBR è un materiale pratico per guarnizioni di tenuta dell’olio, purché la temperatura di esercizio, il lubrificante e le condizioni ambientali rientrino nel suo campo di funzionamento. Quando la posizione della tenuta è esposta a temperature più elevate, a fluidi particolarmente aggressivi o a condizioni al di fuori del normale campo di impiego del NBR, si considera spesso invece l’FKM. La scelta corretta dipende dalla reale posizione della tenuta e dalle condizioni operative effettive, non semplicemente dalla parola «motore».

Un motore contiene diversi punti di tenuta, e non tutti sono soggetti allo stesso ambiente.

Iniziare dalla temperatura nella posizione della tenuta

La temperatura intorno a una tenuta per olio non coincide necessariamente con la temperatura di esercizio complessiva del motore.

Una tenuta posizionata in prossimità di un’area relativamente fresca può subire condizioni molto diverse rispetto a una installata vicino a un albero rotante caldo o a un altro componente ad alta generazione di calore.

Con l’aumento della temperatura, le proprietà della gomma possono cambiare. Il materiale può diventare più duro, più morbido, meno elastico o più soggetto all’invecchiamento, a seconda della sua formulazione e del tempo di esposizione.

Questo è uno dei motivi per cui l’FKM è spesso scelto per applicazioni di tenuta rotanti ad alte temperature particolarmente impegnative. Ad esempio, i prodotti commerciali di tenute rotanti sono disponibili sia in NBR che in FKM, a seconda dell’ambiente operativo richiesto.

La domanda fondamentale non è quindi semplicemente:

«Si tratta di un motore?»

Una domanda migliore è:

«A quale temperatura opera effettivamente la tenuta durante il funzionamento continuo?»

L’NBR è spesso un punto di partenza ragionevole

L’NBR è ampiamente utilizzato nelle tenute oleodinamiche convenzionali grazie al suo equilibrio tra resistenza agli oli, proprietà meccaniche, elasticità e praticità di produzione.

Per motori che funzionano con lubrificanti convenzionali e temperature di tenuta moderate, l’NBR può offrire una combinazione adeguata di prestazioni di tenuta e durata.

Questo è uno dei motivi per cui i cataloghi standard di tenute radiali a olio elencano comunemente il NBR come opzione di materiale di base.

Tuttavia, scegliere il NBR semplicemente perché è diffuso non è sufficiente. È comunque necessario considerare il tipo di olio, la temperatura, la velocità dell'albero, la pressione e le condizioni operative previste.

Quando l'FKM diventa più rilevante

L'FKM viene spesso preso in considerazione quando l'applicazione richiede prestazioni superiori in termini di resistenza alla temperatura, compatibilità con i fluidi o resistenza a lungo termine a condizioni operative severe.

Per un motore, ciò può diventare rilevante quando la tenuta a olio è posizionata in prossimità di un'area ad alta temperatura o quando le condizioni ambientali superano quelle per cui è progettato un comune composto in NBR.

Tuttavia, l'FKM non è automaticamente la scelta corretta solo perché si tratta di un materiale di qualità superiore. La selezione del materiale deve sempre tener conto dell'intera applicazione.

Un composto per tenute deve funzionare contemporaneamente con il lubrificante, la velocità dell'albero, la gamma di temperature, la pressione e il disegno meccanico.

Anche la velocità dell'albero è un fattore rilevante

Un guarnizione olio motore non è una guarnizione statica.

Il labbro di tenuta interagisce continuamente con un albero in movimento. Con l'aumento della velocità di rotazione, il calore generato dall'attrito e il movimento del labbro diventano fattori sempre più rilevanti.

La progettazione del labbro è quindi altrettanto importante quanto la composizione della gomma. Un materiale adeguato abbinato a una progettazione inadeguata del labbro può comunque portare a prestazioni di tenuta scadenti.

Le tenute radiali per alberi sono progettate specificamente tenendo conto di questa relazione dinamica tra albero e labbro di tenuta.

Il materiale è soltanto una parte della soluzione

Nella scelta di una tenuta per motore, è facile concentrarsi esclusivamente sul confronto tra NBR e FKM. In realtà, occorre valutare congiuntamente diversi parametri:

Temperatura di funzionamento nella posizione della tenuta

Compatibilità con lubrificanti e fluidi

Diametro dell'albero e velocità di rotazione

Condizione della superficie dell'albero

Pressione possibile

Esposizione a polvere o umidità

Spazio disponibile per l'installazione

Condizioni operative previste

Lo stesso modello di motore può persino utilizzare costruzioni di tenute diverse in posizioni differenti.

Pertanto, se l’applicazione prevede un albero rotante lubrificato con olio convenzionale e funzionante in un intervallo di temperatura moderato, il NBR potrebbe essere una scelta adeguata. Se l’ambiente di tenuta diventa più caldo o chimicamente più aggressivo, va preso in considerazione l’FKM.

Il materiale migliore per la tenuta dell’olio del motore è quindi quello che corrisponde effettivamente all’ambiente di tenuta reale, non semplicemente il materiale con la classe di temperatura più elevata.