La lubrificazione delle catene
1. Introduzione.
Le catene sono organi di trasmissione tra i più diffusi in ogni tipologia di macchinari ed impianti. Come ogni
organo meccanico in movimento, anche le catene devono essere lubrificate nel modo corretto, o si possono
avere malfunzionamenti.
Il malfunzionamento di una catena è raramente dovuto ad un difetto progettuale. Rotture premature della catena sono dovute principalmente ad una non corretta lubrificazione, o alla scelta di un lubrificante non idoneo, che porta a eccessiva usura e, in tempi brevi, alla rottura della catena stessa.
Con l‘utilizzo corretto di un lubrificante idoneo permette di evitare condizioni di attrito limite e fenomeni di tribocorrosione, garantendo una vita maggiore alla catena.
L‘utilizzo del lubrificante adeguato, quindi, aiuta a:
• Raggiungere una vita ottimale della catena grazie alla riduzione dell’usura delle articolazioni;
• Ridurre i consumi di energia;
• Ridurre i costi di riparazione e manutenzione;
• Aumentare la produttività;
2. La catena come tribosistema - Rif. DIN 50 320 -.
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Perno catena
Bussola
Rullo
Maglia interna
Maglia esterna
Dente ruota comando/rinvio
Sostanza intermedia
Ambiente
Punti di attrito:
Perno 1 - Bussola 2
Bussola 2 - Rullo 3
Rullo 3 – Maglia interna 4
Maglia interna 4 - Maglia esterna 5
Rullo 3 – Dente ruota catena 6
Dente ruota catena 6 - Maglia interna 4
Nel caso di catene con cuscinetti (conveyor), fanno parte del tribosistema anche gli elementi del cuscinetto
(anello interno, esterno ed elementi volventi). In caso generale, anche per questo tipo di catene valgono le
considerazioni di seguito riportate.
La scelta del corretto lubrificante e l’efficacia dello stesso dipendono da molti fattori, i principali dei quali sono
di seguito riportati.
Tipologia di catena
La struttura, i componenti e quindi il “tribosistema” catena possono cambiare sensibilmente a seconda del
tipo di catena. Per informazioni sulla classificazione delle principali tipologie di catene e loro denominazione
si può far riferimento alla normativa DIN 8194. Di seguito sono riportate le tipologie più comuni.
Sollecitazioni
•
•
•
La forma cilindrica di perni, bussole e rulli dà luogo ad un contatto lineare, generando elevate pressioni superficiali.
In una catena di trasporto, i movimenti relativi che si verificano tra i perni e le bussole sono di ampiezza molto ridotta, l’usura che può aver luogo è pertanto localizzata. Viceversa i rulli e le bussole
sono soggetti a strisciamento continuo per effetto del rotolamento del rullo, l’usura può quindi estendersi all’intera superficie del diametro interno del rullo ed a buona parte della superficie di contatto
della bussola. E’ bene tenere presente che in condizioni gravose (carichi e/o velocità elevate, presenza di abrasivi) l’usura tra rullo e bussola può diventare decisiva per la vita utile della catena di
trasporto
Tipica delle catene è la sollecitazione da urto causata da:
- Effetto “poligono”
- Ingranamenti normali dei denti delle ruote catena
A causa di questi fattori si richiede, generalmente, un lubrificante con alta capacità di carico.
Velocità
La velocità della catene è un fattore da tenere in conto sia per la scelta del corretto lubrificante ( ad esempio
nell’indicazione della viscosità dell’olio base di lubrificanti fluidi o consistenti, o nella scelta di lubrificanti più o
meno adesivi) sia per la scelta del sistema di lubrificazione.
Sostanza intermedia
Oltre al lubrificante si ha spesso presenza di polvere o altri corpi estranei che compromettono la lubrificazione ed il regolare funzionamento della catena.
Ambiente
I fattori ambientali ricoprono grande importanza per l’efficacia del lubrificante. Fattori fondamentali sono:
- Temperatura cui opera la catena: spesso le catene sono impiegate in applicazioni ad alta temperatura: sarà necessario un lubrificante con elevata stabilità alle alte temperature, con elevato effetto rigenerante;
- presenza di vapori o forte umidità (acqua);
- presenza di sostanze aggressive, quali acidi o alcali;
- compatibilità del lubrificante con materiali plastici, elastomeri o vernici.
Sistema di lubrificazione
Altro fattore da considerare è come la catena viene lubrificata in esercizio.
Con riferimento alle indicazioni della norma DIN 8195, il sistema di lubrificazione è scelto in base alla velocità della catena ed al passo della stessa.
In base a questi ed ad altri fattori (quali temperatura, ingombri ecc…) la lubrificazione può essere
- intermittente, mediante pennello, pressa a grasso, spray od immersione in bagno;
- continua: a goccia, a bagno, a dischi di centrifugazione, a circolazione forzata, a iniezione e lubrificazione continua olio-aria
In ogni caso di fondamentale importanza è l’adduzione corretta dell’idoneo lubrificante dove è necessario:
nei punti di attrito.
3. Riepilogo delle tipologie di lubrificanti per catene e loro caratteristiche.
Lubrificanti per catene
Caratteristiche dei lubrificanti speciali per catene
Olio
Fluidi
Grasso fluido
•
Adesività: capacità del lubrificante di ancorarsi ai componenti della catena.
•
Effetto detergente (effetto rigenerante): capacità di sciogliere i residui del lubrificante
usato nei meati di lubrificazione inaccessibile
e quindi di detergere i punti di attrito.
•
Stabilità alle alte temperature – bassa perdita
per evaporazione.
•
Protezione anticorrosiva.
•
Resistenza ai fluidi.
•
Bassa tendenza alla cockizzazione, ossia alla formazione, ad alte temperature, di residui
simili a coke.
•
Efficacia umettante (potere migratorio): capacità di penetrare negli stretti meati delle
maglie e di umettare i punti di attrito.
•
Elevata capacità di carico: capacità di ridurre
o prevenire l’usura in presenza di alti carichi.
Sospensione
Polvere
Solidi
Lacca
Grasso con lubrificante solido
Pastosi
Grasso senza
lubrificante solido
Requisiti speciali
In alcuni casi, a seconda dell’applicazione finale, si hanno requisiti speciali richiesti al lubrificante; di seguito
ne sono menzionati alcuni:
•
Industria alimentare: i lubrificanti per catene impiegati nell’industria alimentare devono soddisfare
alle particolari esigenze previste dalle leggi sui generi alimentarti. I lubrificanti necessitano, quindi, di
omologazioni specifiche:
Omologazione USDA / NSF H1: Idoneità nel caso di un contatto occasionale,
tecnicamente inevitabile, con l’alimento.
Omologazione USDA / NSF H2: Raccomandato per l’applicazione generale nell’industria
alimentare e farmaceutica sempre che sia totalmente escluso un contatto con l’alimento.
•
Verniciatura: L’impiego di catene in impianti di vernicitura implica l’utilizzo di prodotti compatibili con
le vernici utilizzate, nel caso di accidentale gocciolamento.
•
Attenuazione del rumore: anche il lubrificante gioca un ruolo importante nel caso si debba
contenere il rumore sviluppato dalle catene. Un lubrificante ad alta viscosità consente una
attenuazione del rumore; va tuttavia sottolineato che il lubrificante non può avere viscosità troppo
elevata perché se ne pregiudica la capacità umettante. Nel caso di lubrificazione a grasso, anche il
tipo di inspessente influenza l’insorgenza di rumore.
•
Prodotti biodegradabili: al fine di diminuire al minimo l’impatto ambientale di lubrificanti che
vengono dispersi nell’ambiente (ad esembio nell’industria agricola, mineraria, nelle catene delle
motoseghe ecc…), si può scegliere di utilizzare prodotti a rapida biodegradabilità (decomponibili per
almeno il 70% entro 21 giorni – rif. CEC-L-33-T-94).
4. Rilubrificazione.
Per quanto riguarda la quantità di lubrificante da impiegarsi per la rilubrificazione, i fattori da considerare sono molteplici, quali ad esempio: la temperatura di esercizio, la lunghezza della catena, la presenza di fluidi
più o meno aggressivi, il sistema di lubrificazione impiegato ecc.
Nel caso di lubrificazione ad olio, a parità di altri fattori, si verifica che la quantità di olio necessaria (ml/turno
di lavoro) per la rilubrificazione è in generale linearmente dipendente con la lunghezza della catena stessa.
Inoltre, sempre per lubrificazione ad olio e a parità di altri fattori, la dipendenza dalla temperatura è in linea
generale di tipo esponenziale.
Quanità olio al variare della temperatura [ml/turno] ad una data lunghezza della catena -
Quan tità olio
Quantità di olio
Quantità di olio al variare della lunghezza della catena
[ml/turno] - ad una data temperatura -
Lunghezza catena
Temperatura
N.B. Le relazioni sopra riportate hanno carattere generale; con l’impiego di speciali lubrificanti, queste possono variare significativamente.
5. Prodotti Klüber Lubrication per la lubrificazione delle catene.
Di seguito sono riportati alcuni dei prodotti Klüber più comunemente utilizzati per la lubrificazione delle catene.
Prodotto
Tipologia
Indicazioni
Protettivi anticor- Efficaci protettivo ed anticorrosivo, da utilizzarsi nei periodi
CONTRAKOR …
rosione
di fermo prolungati, o per lo stoccaggio delle catene.
Lubrificazione di catene ad alta temperatura. Bassa quota
HOTEMP OY 95
Oli a base sintetica di evaporazione e minima formazione di residui. Buon poteKlübersynth CH 2-100
re rigenerante.
ISOFLEX NCA …
Grassi a base sin- Grassi lubrificanti adatti alla lubrificazione a grasso di catetetica
ne a bassa temperatura.
ISOFLEX NBU …
Olio a rapida biodegradabilità.
Klüberbio CA 2-100 / 460 Oli a base sintetica
Presentano elevata adesività e buona protezione antiusura.
Olio a base sinteti- Indicato per bassissime temperature.
Klüberoil 4 UH1 15
ca
Omologato NSF H1 per l’industria alimentare.
Viscosità da 32 a 1550 mm^2/s
Klüberoil 4 UH1 … N (seIndicati per la lubrificazione di catene in ambito alimentare.
Oli a base sintetica
rie)
Omologati NSF H1.
Indicati per temperature di esercizio da basse a normali.
Olio a base sinteti- Adatto a catene ad alta temperatura per essiccatoi di vernici
Klübersynth CH 6-110
ca
(industria automobilistica)
Pasta omologata NSF H1 per industria alimentare.
Pasta
a
base
Indicata per assemblaggio delle catene e per catene lente e
Klüberpaste UH1 96-402
sintetica
caricate. Ampio range di temperature di impiego.
Grasso lubrificante ad alte prestazioni, ad elevata capacità
Grasso a base mi- di carico, protezione antiusura, alta resistenza ai fluidi.
Klüberplex BE 31 222
Indicato per la lubrificazione dei cuscinetti in catene per
nerale
conveyor.
Grasso lubrificante ad alte prestazioni, particolarmente indiGrasso a base sinKlubersynth BH 72-422
cato per la lubrificazione dei cuscinetti in catene per convetetica
yor operanti ad alta temperatura.
Oli lubrificanti per catene caratterizzati da elevata efficacia
indicati per antiusura, adesività; ad effetto “Hydrocapilla”:
effetto capillare che permette al lubrificante di insinuarsi sotSTRUCTOVIS ... HD (se- Oli a base minerato l’acqua spingendola fuori dal meato di lubrificazione.
rie)
le
Questo ne indica l’impiego in ambienti umidi o in presenza
di acqua.
Indicati per normali temperature di utilizzo.
Indicato per catene ad alta temperatura. Contiene opportuOlio a base sintetiSYNTHESCO
ne additivazioni per lubrificazione di emergenza. Particoca
larmente indicato in convogliatori aerei, forni ed essiccatoi.
WOLFRAKOTE
TOP
Per catene ad altissima temperature in forni di cottura e riSospensione
FLUID
cottura ed in catene in forni di fusione.
Per la scelta del lubrificante idoneo all’applicazione, bisogna inoltre tenere conto del prodotto utilizzato per la
prima lubrificazione o pre-lubrificazione, la quale viene effettuata direttamente dal produttore (ZMC).
Per informazioni più dettagliate circa i prodotti di lubrificazione, si prega far riferimento alle schede tecniche e
di sicurezza. A tale riguardo si prega di contattare Klüber Lubrication Italia a [email protected].
N.B.
Le informazioni qui riportate hanno carattere generale. Per ulteriori chiarimenti e per precise indicazioni sul
lubrificante più idoneo da utilizzare, contattare Klüber Lubrication:
Klüber Lubrication Italia sas
Via Monferrato, 57 Sesto Ulteriano - 20098 San Giuliano Milanese (MI) - Italy
Tel: +39-2-98 213 356 Fax: +39-2-98 281595
E-mail: [email protected]
Web site : www.kluber.com