Grasso o bagno d'olio per cuscinetti industriali: come scegliere e ogni quanto rigrassare

Verifica prima la velocità limite di catalogo per ciascun metodo

La velocità elimina un metodo prima di qualsiasi altro confronto.

Le velocità limite di catalogo sono pubblicate separatamente per la lubrificazione a grasso e a bagno d'olio per ciascun tipo di cuscinetto, e un'interfaccia di ricerca del catalogo espone campi separati «Limiting Speed: Oil Lub.» e «Limiting Speed: Grease Lub.», a conferma che i due valori sono pubblicati separatamente^9,17.

I limiti termici tabulati di un produttore collocano il limite a grasso al 66% del limite con olio statico, e tutti i limiti tabulati si basano su lubrificazione a olio statico con livello d'olio al centro dell'elemento volvente più basso¹⁰.

Quella cifra del 66% è un limite termico tabulato di un solo produttore, non una norma vincolante, quindi i valori applicabili vanno letti dal catalogo per lo specifico tipo di cuscinetto¹⁰. Oltre l'80% della velocità limite di catalogo, il produttore va consultato: analizzerà l'applicazione e raccomanderà metodo di lubrificazione e gabbia^9,16.

Decidi se la temperatura del supporto e il carico termico consentono affatto il grasso

All'olio vengono attribuiti bassa attrito, dissipazione del calore superiore e idoneità alle alte velocità, mentre al grasso vengono attribuiti facile applicazione, buona tenuta e ritenzione, e la capacità di sostenere carichi pesanti e alte temperature¹⁹. Il vincolo pratico è la temperatura del supporto.

La maggior parte degli utenti preferisce tenere i supporti sotto i 60 C (140 F); al di sopra servono olio specializzato, controlli costanti del livello e intervalli di ringrassatura molto più brevi quando il grasso è il lubrificante scelto¹¹.

Il meccanismo è un cedimento in due fasi: la viscosità dell'olio si perde con l'aumento della temperatura, consentendo il contatto metallo-metallo, e l'olio base e i suoi additivi si degradano fisicamente¹¹.

Per la selezione del grasso, 200 C (392 F) è indicato come domanda soglia, considerando l'esposizione continua o intermittente e i cicli di riscaldamento/raffreddamento; se l'esposizione è continua, si consiglia un prodotto di prima fascia che soddisfi i requisiti operativi².

Nessuna fonte di questo insieme quantifica la potenza di rimozione del calore dei due metodi, quindi la decisione sulla temperatura si basa sulla temperatura del supporto e sul limite nominale del grasso, non su un bilancio termico calcolato.

Fissa l'intervallo di ringrassatura dal fattore di velocità, poi abbrevialo

Esiste una tabella di intervalli base di ringrassatura per cuscinetti a sfere a gola profonda, calibrata per grassi al litio/minerali a 70 C, albero orizzontale e C/P >= 15²³.

Il fattore di velocità nDm è l'ingresso principale: stabilisce la velocità lineare nel punto di lavoro del grasso e determina il volume ottimale di grasso e l'intervallo di ringrassatura³.

Gli intervalli base sotto riportati valgono solo in quelle condizioni di calibrazione, e la tabella è esplicitamente approssimativa e limitata ai cuscinetti a sfere a gola profonda²³. Abbrevia l'intervallo base per temperatura più alta, fattore di velocità più alto e carico assiale costante, condizioni che riducono la vita del grasso^11,21,23.

La convenzione SKF dimezza l'intervallo ogni 15 C sopra i 70 C, così a 85 C si ha 0,5 dell'intervallo base e a 100 C si ha 0,25²³. Nessuna fonte di questo insieme fornisce una tabella di intervalli di ringrassatura per tipi di cuscinetto diversi dai cuscinetti a sfere a gola profonda.

Scegli la tenuta o il paraspruzzi che trattiene il lubrificante ed esclude acqua e polvere del sito

La ritenzione del grasso e l'esclusione dei contaminanti dipendono principalmente dalla tenuta o dal paraspruzzi montato, non dal solo lubrificante. Una tenuta a contatto in gomma 2RS esclude polvere e acqua meglio di un paraspruzzi metallico, ma riduce la velocità nominale ed è limitata a circa 100 C^24,26.

Un paraspruzzi metallico funziona senza contatto e non offre alcuna vera protezione dall'acqua²⁶.

Una tenuta labirinto senza contatto non ha attrito, né limite di velocità dovuto alla tenuta, né fabbisogno di lubrificazione alla tenuta, con un campo di temperatura dichiarato di -40 C a 140 C per la plastica e di -40 C a 171 C per acciaio o alluminio²⁷.

Le tenute labirinto possono servire la lubrificazione a grasso o a olio, ma con olio solo se il livello dell'olio è sotto il diametro di tenuta, e sigillano in modo affidabile contaminanti fini e grossolani sugli alberi orizzontali^25,27.

Un cuscinetto a grasso con paraspruzzi non è sigillato, ma nuovo grasso può essere aspirato per capillarità al girare della gabbia⁴. Nessuna fonte di questo insieme indica un requisito di tenuta specifico per il bagno d'olio rispetto alla lubrificazione a grasso.

Verifica che l'orientamento dell'albero e il livello dell'olio possano reggere il metodo scelto

In un bagno d'olio statico il supporto fa da serbatoio a sé, e a fermo il livello dell'olio si trova appena sotto il centro della sfera o del rullo più basso^6,10.

Quel livello è anche la condizione su cui si fondano i limiti di velocità tabulati di un produttore, quindi livello d'olio e limite di velocità sono collegati¹⁰.

Una tenuta labirinto usata con olio è ammessa solo se il livello dell'olio è sotto il diametro di tenuta, e la tenuta labirinto è affidabile sugli alberi orizzontali²⁷. Verifica quanto segue prima di impegnarti su un bagno d'olio.

• ✓Verifica che l'albero sia orizzontale se si usa una tenuta labirinto con olio [S27].
• ✓Verifica che il livello dell'olio possa stare sotto il diametro di tenuta [S27].
• ✓Verifica che a fermo il livello dell'olio stia appena sotto il centro dell'elemento volvente più basso [S6,S10].
• ✓Verifica che il supporto possa fare da serbatoio autonomo [S6].

Verifica la compatibilità dei grassi prima di mescolare o cambiare grassi

Mescolare addensanti incompatibili come litio con poliurea può far ammorbidire drasticamente o indurire il grasso, portando a un guasto di lubrificazione¹⁴. Anche entro lo stesso tipo di addensante, oli base e additivi possono interagire, quindi il cuscinetto va pulito accuratamente prima di applicare un grasso diverso¹⁴.

Se la miscelazione è inevitabile, prova la compatibilità secondo ASTM D6185, dove una variazione del punto di goccatellamento o della separazione dell'olio superiore al 15% indica incompatibilità¹⁴.

La stessa fonte nota che gli oli base sintetici possono gonfiare o degradare le tenute in gomma NBR, quindi anche il grasso va verificato rispetto al materiale della tenuta²⁶.

Pesa riempimento, manodopera, perdite e costo di smaltimento del sistema a olio rispetto a un cuscinetto a grasso sigillato

Si afferma che i sistemi a olio costano più del grasso nell'investimento iniziale e nella manutenzione, pongono problemi di perdite e smaltimento e richiedono più manodopera per mantenere i livelli⁶.

I cuscinetti a grasso sigillati sono descritti come generalmente esenti da manutenzione, e il riempimento di fabbrica dura in genere tutta la vita del cuscinetto³⁰.

La stessa fonte che elenca gli svantaggi dell'olio aggiunge che, in molte applicazioni, quegli svantaggi sono irrilevanti rispetto al costo di guasti ripetuti dei cuscinetti e dei tempi di fermo se si continua con il grasso⁶.

Nessuna fonte di questo insieme quantifica la differenza di costo, di ore di manodopera, di smaltimento dell'olio o di filtrazione, quindi il confronto è indicativo e non un calcolo di ritorno economico.

Porta al produttore la decisione sulla lubrificazione per tipo di cuscinetto

Le fonti fondano la selezione del tipo di cuscinetto su carico e velocità, e affermano separatamente che il grasso è la forma di lubrificante più comune per i cuscinetti sigillati ZZ e 2RS, mentre i cuscinetti aperti usano più spesso l'olio perché il progetto aperto consente all'olio di circolare liberamente in entrata e in uscita^19,22,33.

Non collegano alcun tipo di cuscinetto specifico a un metodo di lubrificazione specifico. Nessuna fonte di questo insieme formula una raccomandazione di metodo di lubrificazione per tipo di cuscinetto, quindi una tale corrispondenza non può essere desunta qui.

Quando la velocità di esercizio supera l'80% della velocità limite di catalogo, il produttore analizzerà l'applicazione e raccomanderà metodo di lubrificazione e gabbia^9,16. Per una posizione cuscinetto dove il metodo non è evidente solo da velocità e temperatura, quella consultazione è la via verso la risposta a livello di tipo di cuscinetto.

Dove le fonti discordano sulle cifre che guidano la decisione

Due cifre che alimentano le decisioni su tenuta e costo non sono concordi tra le fonti. Mantieni visibili entrambe le posizioni e verifica quella valida per la tua dimensione di cuscinetto e il tuo servizio.

Cosa le fonti non stabiliscono

• Nessuna fonte fornisce un intervalo di cambio olio né indicazioni sulla vita dell'olio per un bagno d'olio.
• Nessun limite numerico di n·dm o di rapporto di velocità per grasso rispetto a bagno d'olio è fornito; solo la relazione del 66% e la soglia di consultazione dell'80%.
• Non viene fornita alcuna tabella di limiti di temperatura del grasso specifica per addensante o olio base.
• Non viene fornita alcuna capacità quantificata di rimozione del calore del grasso rispetto al bagno d'olio.
• Non viene fornita alcuna raccomandazione del metodo di lubrificazione per tipo di cuscinetto (a gola profonda, a contatto angolare, a rulli sferici, di spinta, fortemente caricato).
• Non viene fornito alcun confronto quantificato tra grasso e bagno d'olio di costi, ore di manodopera, smaltimento dell'olio o costi di filtrazione.
• Non viene fornita alcuna regola che colleghi l'orientamento di montaggio a un metodo di lubrificazione obbligatorio.
• Non vengono forniti alcun grado IP né dati quantificati di esclusione delle particelle per 2RS rispetto a ZZ.
• Nessuna fonte fornisce una tabella degli intervalli di ri-lubrificazione per tipi di cuscinetti diversi dai cuscinetti a sfere a gola profonda.