Dei cuscinetti «protetti e lubrificati a vita» oppure «esenti da manutenzione» si deve sempre calcolare la durata, la quale dipende da vari fattori, quali capacità di carico, carichi radiali e assiali, velocità, presenza di sostanze contaminanti – ad es. sporcizia e umidità – temperatura di lavoro, vibrazioni e, naturalmente, durata del grasso. Molti di tali fattori sono correlati: sappiamo ad esempio che i carichi radiali o assiali eccessivi tendono a danneggiare i corpi volventi e le piste, ma che sono anche responsabili di un aumento del calore sviluppato all’interno del cuscinetto, cosa che di per sé già compromette la durata del grasso e quindi porta a un cedimento prematuro. La durata del grasso è uno dei principali parametri da considerare per ottenere lunghe durate di esercizio dei cuscinetti.

Vista l’importanza della durata del grasso nelle applicazioni «esenti da manutenzione», specie quelle comprendenti i cuscinetti Y, i tecnici SKF hanno studiato i fattori reci-procamente connessi che influiscono sulla durata del grasso immesso in tali cuscinetti. Nei loro studi hanno approfondito aspetti quali la forma costruttiva del cuscinetto, la finitura superficiale dei corpi volventi e delle piste, la configurazione delle protezioni e la composizione del grasso e dei suoi additivi.

Prima di valutare i risultati di tali studi diamo uno sguardo ai cuscinetti Y e ai loro componenti.

I cuscinetti Y
I cuscinetti Y sono cuscinetti radiali a sfere della serie 62, aventi il diametro esterno convesso e un anello interno più largo a un lato o ad entrambi. Invece di essere montati sull’albero con interferenza come lo sono di solito molti cuscinetti, i tipi Y si fissano sull’albero tramite viti di pressione o un collare eccentrico o tramite la bussola brevettata SKF ConCentra (fig. 1). I cuscinetti di regola sono protetti da guarnizioni striscianti a singolo labbro di tenuta: le guarnizioni «M». I tipi per applicazioni sottoposte a flussi d’aria hanno in più anche un anello centrifugatore (fig. 2). Le guarnizioni sono disegnate in modo da trattenere il grasso all’interno del cuscinetto e le sostanze
estranee all’esterno, mentre i centrifugatori servono a proteggere il labbro di tenuta, impedendo alle particelle estranee di raggiungerlo.

Oltre che essere stati studiati per offrire una buona protezione, i cuscinetti Y sono stati perfezionati in modo da generare internamente una quantità di calore minima. La geometria e la finitura di tutte le superfici di contatto, comprese quelle della gabbia stampata di poliammide, sono state progettate al fine di rendere massima l’efficacia del lubrificante.

Grazie ai perfezionamenti interni ed esterni, i cuscinetti Y SKF consentono di sfruttare i progressi nella tecnologia dei grassi e il vantaggio di essere prelubrificati in fabbrica.

Grazie al fatto di essere «protetti e lubrificati a vita», i cuscinetti Y offrono i seguenti vantaggi:

• sono muniti di un grasso di cui sono note le buone prestazioni;
• il grasso si introduce in un ambiente controllato dal punto di vista della pulizia;
• il grado di riempimento è quello ideale ed evita i rischi delle quantità eccessive.

Intervalli di rilubrificazione
I diagrammi degli intervalli di rilubrificazione elaborati decenni fa e basati sulle capacità produttive di allora, rimangono tuttora in uso e spesso suggeriscono tali procedure che possono portare a ingrassaggio eccessivo, sprechi e cedimenti prematuri dei cuscinetti. Mentre le procedure prudenziali sarebbero anche ammissibili in ambienti difficili, l’esperienza insegna che in casi meno esigenti dal punto di vista di velocità, temperatura e carichi (piccoli motori per elettrodomestici o unità mozzo ruote), i cuscinetti possono operare per lunghi periodi senza rilubrificazione.

Molte applicazioni di cuscinetti Y operano in presenza di modeste temperature am-biente, velocità medio-basse, carichi moderati e spesso aria filtrata. L’esperienza indica tuttavia che i cedimenti delle protezioni e le elevate temperature di lavoro sono comuni a seguito di un eccessivo riempimento nel corso delle rilubrificazioni. Per sfruttare i progressi nella tecnologia dei cuscinetti, delle protezioni e dei grassi e nello stesso tempo quelli nel procedure di manutenzione, la SKF ha elaborato un nuovo metodo di calcolo della durata del grasso per i cuscinetti Y.

Il nuovo diagramma
Nel nuovo diagramma per la durata del grasso dei cuscinetti Y è quella L₁₀ (sopravvivenza del 90 %) e vale per cuscinetti con un diametro di foro fino a 100 mm, lubrificati a vita con un grasso standard SKF, muniti di guarnizioni e centrifugatori e operanti nelle condizioni sopra citate (diagramma 1).

Nell’elaborare il diagramma si è tenuto conto di parametri come la temperatura di lavoro e il prodotto n x d_m tra il numero di giri/min e il diametro medio del cuscinetto. Il diagramma considera anche il contributo positivo dato dalla gabbia di polimero e dalla superiorità delle guarnizioni protette da centrifugatori. Si possono quindi stimare durate più lunghe, fino a 100.000 ore, purché la durata del grasso non sia compromessa da altri fattori esterni. Quando il carico è elevato (ad es. C/P<15) e si hanno forti vibrazioni e condizioni ambientali avverse (quali altissime temperature e contaminazione) si devono prevedere fattori di riduzione. Il diagramma della durata del grasso riporta il numero di ore di lavoro in relazione alle temperature di lavoro per diversi valori del prodotto n x d_m. Le curve fanno risaltare le differenti risposte del grasso alle varie temperature di lavoro. Nel campo da 55 a 100 °C, la durata del grasso scelto per i cuscinetti Y evidenzia un andamento esponenziale con la temperatura. In tale campo la durata si riduce di un fattore di circa due quando si aumenta la temperatura di 15 °C. Per temperature fra 40 e 55 °C la previsione di durata viene mantenuta costante per effetto della regola secondo cui, per temperature di lavoro che sono più di 15 °C al di sotto della temperatura di riferimento (70 °C), la durata del grasso può raddoppiare una volta sola. Per temperature al di sotto dei 40 °C non sono ammesse estrapolazioni, per effetto della ridotta separazione dell’olio e della conseguente carenza a queste basse temperature che non può essere quantificata.

La validità del diagramma della durata del grasso dei cuscinetti Y ha avuto conferma da test effettuati su banchi prova SKF ROF presso l’SKF Engineering & Research Centre di Nieuwegein, in Olanda. Nei banchi prova si scelgono condizioni tali da rendere le tipologie di cedimento analoghe a quelle che si verificano nella pratica.

Il nuovo diagramma è quindi uno strumento utile per indicare se i cuscinetti Y esenti da manutenzione sono idonei e fattibili per una data applicazione.