03/08/2021 da Riccardo
Le condizioni di lubrificazione a film completo si verificano quando una parte della macchina ha iniziato a ruotare e il carico e la velocità determinano la formazione di uno strato di olio tra l'albero e le superfici dei cuscinetti. Questa formazione di olio solleva efficacemente l'albero dalla superficie del cuscinetto, garantendo che vi sia Minima possibilità di contatto con asperità.
Durante il funzionamento, lo scorrimento delle strutture molecolari dell'olio l'una sull'altra, generando l'unico attrito presente all'interno del lubrificante stesso. Questi strati di pellicola d'olio hanno solitamente uno spessore compreso tra 0,00008 e 0,004 pollici, ma possono essere anche molto più spessi.
Nelle sezioni seguenti, esamineremo in dettaglio i due tipi di lubrificazione a film completo: idrodinamica ed elastoidrodinamica.
Lubrificazione idrodinamica
Questo tipo di lubrificazione si verifica tra le superfici di scorrimento di una macchina quando un film completo di olio lubrificante sostiene e crea spazio tra le parti, come ad esempio alberi e cuscinetti. Tuttavia, per una lubrificazione idrodinamica completa ed efficace, i componenti della macchina devono essere geometricamente compatibili e, quando le superfici sono in movimento, la pressione di contatto deve essere bassa.
Affinché la lubrificazione idrodinamica funzioni in modo efficiente, la viscosità dell'olio deve consentire il mantenimento delle condizioni idrodinamiche ottimali in un'ampia gamma di condizioni operative. Se le condizioni operative comportano una riduzione eccessiva del gioco di lavoro, sussiste il rischio di contatto metallo-metallo tra asperità o sporgenze metalliche.
Se la viscosità di un olio lubrificante è eccessivamente elevata, la resistenza interna delle sue molecole può ridurre significativamente l'efficienza operativa e causare un aumento delle temperature.
Lubrificazione elastoidrodinamica
Questa condizione di lubrificazione si verifica quando tra le parti mobili della macchina si verifica un movimento di rotolamento e l'area di contatto presenta bassi livelli di conformità. Quando i componenti della macchina sono particolarmente diversi tra loro, le zone di contatto saranno molto più piccole. Tuttavia, ciò significa che l'eventuale pressione presente non viene distribuita uniformemente, ma si concentra in un'unica area, che a volte può raggiungere centinaia di migliaia di libbre per pollice quadrato (PSI).
L'olio si depositerà nell'area di contatto tra la pista di rotolamento e la sfera, provocando un rapido aumento della pressione del lubrificante. Questa elevata pressione ha come conseguenza un notevole incremento della capacità di carico e della viscosità del lubrificante. Il carico concentrato, di conseguenza, appiattirà leggermente le parti metalliche dei componenti volventi e si propagherà nell'area di contatto. Tale deformazione si verifica solo all'interno dell'area di contatto, dopodiché il metallo è in grado di ritornare elasticamente alla sua forma originale con il proseguire della rotazione.
La natura di questo processo rende i trattamenti termici del metallo coinvolto di eccezionale importanza. Poiché la viscosità dell'olio è direttamente influenzata dalla temperatura, qualsiasi temperatura di esercizio errata può facilmente interferire con la corretta formazione del film lubrificante elastoidrodinamico.
Gli spessori del film d'olio per la lubrificazione elastoidrodinamica sono incredibilmente sottili e trovano impiego in un'ampia gamma di applicazioni meccaniche, dai denti degli ingranaggi e cuscinetti volventi ai contatti delle camme, dove si verificano elevati carichi di contatto di rotolamento. A condizione che le temperature, i carichi e le velocità raccomandati non vengano mai superati, questa lubrificazione garantisce che nessuna asperità entri in contatto con le superfici.
Che si tratti di lubrificazione idrodinamica o elastoidrodinamica, un regime di lubrificazione a film completo crea le condizioni operative ottimali per prevenire usura e attrito eccessivi sui componenti della macchina.
Potrebbero interessarti anche:
Una guida ai regimi di lubrificazione
La lubrificazione è definita come il processo di riduzione dell'attrito e dell'usura mediante l'applicazione di un lubrificante a superfici mobili che lavorano a stretto contatto.
Che cos'è la carenza di lubrificazione?
Dall'olio per ingranaggi al grasso, lubrificanti delle migliori marche come Total e Texaco sono progettati per garantire che le apparecchiature funzionino in modo efficiente e rimangano protette.