Perché lo stato superficiale dell’albero influisce sulle prestazioni delle tenute per olio rotanti?

Quando gli ingegneri discutono sigillo di olio la selezione, l’attenzione è solitamente rivolta alla tenuta stessa: materiale, dimensioni, profilo, molla e classe di temperatura. Tuttavia, in un’applicazione rotativa, l’albero è altrettanto importante, poiché il labbro di tenuta deve scorrere continuamente sulla sua superficie.

Una tenuta ad olio adeguata non può compensare indefinitamente un albero danneggiato o male preparato.

Il labbro e l’albero operano come un’unica interfaccia

Una tenuta ad olio rotativa non crea una tenuta semplicemente avvolgendo l’albero. Il labbro in elastomero mantiene un contatto controllato con l’albero rotante, creando l’interfaccia di tenuta.

Il labbro di tenuta e la superficie dell’albero costituiscono una delle aree funzionali più importanti di una tenuta radiale.

Questo spiega perché lo stato dell’albero influenza direttamente attrito, usura, generazione di calore e perdite.

Se la superficie dell’albero non è adatta, la guarnizione potrebbe usurarsi più rapidamente anche quando essa stessa è stata correttamente realizzata.

Le scanalature di usura possono causare perdite ricorrenti

Un problema comune si verifica quando una vecchia guarnizione per olio ha operato per un lungo periodo nella stessa posizione sull’albero.

Il contatto continuo può creare una traccia di usura visibile o una scanalatura. Se una guarnizione di sostituzione viene installata esattamente nella stessa posizione, il suo labbro potrebbe inserirsi nella scanalatura già presente. La nuova guarnizione opera quindi su una superficie che è già stata modificata dalla guarnizione precedente.

La finitura superficiale non segue la regola «più liscio è meglio è»

È facile supporre che un albero molto liscio sia automaticamente più adatto a una guarnizione per olio. In realtà, la superficie dell’albero deve essere adatta al particolare sistema di tenuta.

La texture superficiale influenza l’interazione tra il labbro e l’albero, compresa la ritenzione del lubrificante e l’attrito. Una superficie finita in modo improprio, danneggiata o con un’avanzata sfavorevole può interferire con il comportamento di tenuta previsto.

Per questo motivo, la preparazione dell’albero deve rispettare i requisiti specifici del particolare design della guarnizione, anziché basarsi su una regola generale come «lucidarlo il più possibile».

La velocità modifica le condizioni termiche

L’albero non fornisce soltanto una superficie per il labbro. Determina anche la velocità con cui si muove l’area di contatto.

All’aumentare della velocità di rotazione, il riscaldamento dovuto all’attrito all’interfaccia di tenuta può aumentare. La temperatura risultante dipende dal diametro dell’albero, dalla velocità, dal lubrificante, dal carico sul labbro e dal design della guarnizione.

La relazione tra velocità di rotazione, momento d’attrito e innalzamento di temperatura al contatto tra labbro di tenuta e superficie contrapposta.

Questo è il motivo per cui una guarnizione che funziona bene a velocità moderate non può essere automaticamente considerata performante allo stesso modo a velocità molto più elevate.

Cosa deve essere controllato durante la manutenzione?

Quando si sostituisce una guarnizione rotativa per olio, l’albero deve essere ispezionato prima di installare la nuova guarnizione.

Cercare una scanalatura visibile dovuta all’usura, graffi, corrosione, bave o danni intorno alle cave di chiavetta e ai denti di un albero scanalato. L’albero deve inoltre essere controllato per verificare un’eccessiva eccentricità o movimento che potrebbero impedire al labbro della guarnizione di mantenere un contatto costante.

Se l’albero è fortemente usurato, sostituire soltanto la guarnizione per olio potrebbe non risolvere la causa principale del problema. Si raccomanda di riparare o sostituire una superficie di tenuta gravemente usurata, piuttosto che installare semplicemente un’altra guarnizione su una scanalatura profonda.

La guarnizione rappresenta solo metà del sistema di tenuta

Una buona tenuta rotativa dipende dall’interazione tra la guarnizione e la sua superficie di controparte.

Per NQKSF e altri produttori di guarnizioni a tenuta d’olio, è per questo che la selezione del prodotto deve considerare contemporaneamente il diametro dell’albero, le dimensioni della carcassa, il materiale, la velocità, la temperatura, il lubrificante e lo stato dell’albero. Una guarnizione tecnicamente corretta, installata su un albero inadatto, può comunque produrre un risultato insoddisfacente.

Quando le perdite si ripresentano ripetutamente dopo la sostituzione della guarnizione, l’ispezione dell’albero può talvolta rivelare il problema che la guarnizione stessa non riesce a spiegare.