La lubrificazione a grasso oggi

La rilubrificazione nelle macchine da stampa
Attualmente nelle macchine da stampa i cuscinetti del cilindro principale sono lubrificati con olio o grasso oppure uno con l’olio e l’altro con grasso. Il grasso non deve solo lubrificare, ma deve anche impedire l’ingresso alle sostanze contaminanti, ad esempio i detergenti; il grasso può però essere dilavato quando si effettuano le pulizie, con conseguenti danni ai cuscinetti.

Quando il grasso arriva al termine della sua durata, bisogna rilubrificare. In linea di principio, non è possibile prevedere con precisione l’intervallo di rilubrificazione del singolo cuscinetto, dato che il calcolo della durata del grasso si basa su regole statistiche.

In effetti, tale intervallo dipende notevolmente dalle condizioni dell’applicazione e può in media essere dell’ordine dei sei mesi.

Nel Catalogo generale SKF l’intervallo di rilubrificazione calcolato è valido per grassi di alta qualità al litio e alla temperatura di lavoro di 70°C.

L’intervallo di rilubrificazione SKF indica il momento a cui il 99% dei cuscinetti è ancora adeguatamente lubrificato, valore che corrisponde alla durata di esercizio L₁ del grasso.

La rilubrificazione, a mano o con sistemi di lubrificazione, va sempre eseguita quando il grasso esistente è ancora efficiente. Nei sistemi moderni il grasso viene inviato in pressione attraverso condotti e sostituisce quello vecchio, il quale può fluire in appositi contenitori. La quantità necessaria dipende dalla geometria e dalla forma costruttiva delle unità da lubrificare.

Nei grassi sia l’olio base sia l’addensante sono soggetti ad invecchiamento. Se la struttura del sapone si deteriora, l’olio base può colare via rendendo la lubrificazione impossibile, mentre se l’olio base è invecchiato non può contribuire attivamente alla formazione del film. In entrambi i casi si può avere il danneggiamento del cuscinetto.

Per definire le condizioni del grasso usato esistono vari dispositivi e strumenti di analisi, ad esempio la spettroscopia a raggi infrarossi.

Gli additivi contenuti nel grasso si scelgono sulla base delle varie caratteristiche richieste, quali la resistenza all’ossidazione o la protezione contro la corrosione e l’usura, ma anch’essi sono soggetti a invecchiamento. Per quantificarne gli effetti ci sono i test per studiare la corrosione sull’acciaio dei cuscinetti (ISO 11007) e la corrosione su rame (DIN 51811/ASTM D130-04) e i test di compatibilità con i polimeri. Nei test si quantificano la contaminazione e le impurità. Questi dati servono a decidere per quanto tempo possono essere usati sia il grasso sia il cuscinetto. La fig. 2 illustra una Printing Cylinder Unit (PCU) che ha funzionato su un banco prova. Dopo la prova sono state studiate le condizioni del grasso.

La lubrificazione a grasso domani

Printing Cylinder System – Lubrificazione a grasso di lunga durata
Sulla base di uno specifico caso applicativo e di carico, si possono fare previsioni speci­fiche su varie soluzioni personalizzate, denominate Printing Cylinder System (PCS) (figg. 3 e 4). Le previsioni di durata del grasso di queste PCS indicano che in condizioni ottimali si possono raggiungere intervalli di rilubrificazione molto lunghi e in casi speciali anche una lubrificazione a vita. In funzione delle dimensioni e delle condizioni di lavoro dei cuscinetti, quali velocità, carico e temperatura, si può stimare la durata del grasso dal diagramma 1.

Se nella macchina da stampa la durata del grasso (ad es. L₁₀) non è un fattore importante rispetto ad altri, la rilubrificazione non è necessaria. Diversamente, dal diagramma si può ottenere l’intervallo di rilubrificazione (L₀₁) con l’approssimazione L₀₁= L₁₀/2,7. Il diagramma è valido per grassi operanti in un sistema appropriatamente protetto e pulito. L’effetto della temperatura del cuscinetto sulla durata del grasso è chiaramente visibile dal diagramma stesso, che mostra la convenienza ad avere una temperatura propria di lavoro bassa. La cosa è ottenibile scegliendo in modo appropriato il tipo, la quantità immessa e la distribuzione del grasso all’interno del cuscinetto. Il diagramma 2 mostra come, dopo un breve periodo di rodaggio, la temperatura di lavoro si mantenga sempre bassa (solo 20°C oltre quella ambiente). Quando le condizioni non sono ottimali la temperatura può rimanere sempre elevata, con una conseguente breve durata del grasso.

Per quanto riguarda le tenute bisogna adottare opportune precauzioni, da un lato, per mantenere il grasso all’interno del cuscinetto e, dall’altro, per far fronte alla contaminazione proveniente dall’esterno. Salvaguardare la durata del grasso nel lungo termine crea le premesse per una lunga durata dell’intero sistema.

 

Lubrificazione delle Oscillating Bearing Unit (OBU)
Come nel caso dei Printing Cylinder System, è stato sviluppato il sistema cuscinetto-grasso-tenute per le Oscillating Bearing Unit (OBU). La presenza simultanea di una oscillazione e di una rotazione impone particolari esigenze sul grasso e sulle tenute. Il risultato di ampi studi è che in linea di principio è possibile una lubrificazione di lungo termine, come illustrato nel diagramma 1.

Per quanto riguarda la prima rilubrificazione il massimo intervallo può essere di cinque anni, dopo che la macchina da stampa è stata avviata per la prima volta. Ciò è dovuto al fatto che il grasso invecchia nei condotti.

Il secondo intervallo e quelli successivi possono essere pari al 60% di quello iniziale, ma mai superiori a tre anni.

Le OBU (fig. 5) sono lubrificate in fabbrica sia per essere certi che al loro interno ci sia la corretta quantità di grasso sia per ridurre al minimo il rischio di sporcarle.

 

Central Lubrication System (CLS)
I sistemi centralizzati di lubrificazione, semplici ed economici, sono un’altra possibilità, in quanto sono praticamente “oil-free” e le macchine sono più affidabili e facili da mantenere. Il Central Lubrication System (CLS) single-line ne è un eccellente esempio (fig. 6).

Come i sistemi progressivi, la lubrificazione single-line si può impiegare in quasi tutti i tipi di macchine da stampa. Le aree di applicazione sono i cuscinetti volventi e i controlli della curvatura, entrambi soprattutto dal lato operatore. Diversamente da quella progressiva, la lubrificazione a grasso single-line può essere adattata in modo modulare al numero di unità di stampa in quanto non è necessario il distributore principale. L’assemblaggio è più facile, mentre la lunghezza dei condotti è minore. Particolarmente positiva è la possibilità di usare lubrificanti di tipo complesso, che nei sistemi progressivi sono soggetti a trafilamenti.

La lubrificazione a grasso nel futuro

La somma di esperienze nella tecnologia dei cuscinetti, nei sistemi di tenuta, nei lubrificanti e nei sistemi di lubrificazione apre interessanti prospettive nello sviluppo a lungo termine di macchine “oil-free”. Le soluzioni integrate possono dare un sostanziale contributo nell’assistere i clienti in modo innovativo ed efficace. Un esempio eccellente è il sistema di lubrificazione integrato nel cuscinetto (fig. 6).

Il lubrificante della cartuccia di lubrificazione – scelta correttamente in funzione delle condizioni di lavoro e ben armonizzata con il sistema di lubrificazione e con il cuscinetto – viene continuamente fatto arrivare al punto da lubrificare. La dose corretta di grasso, adattata alla specifica applicazione e in combinazione con un serbatoio di grande volume, consente una lubrificazione di lungo termine dell’ordine di tre-cinque anni, a seconda dei casi. Non appena la quantità di lubrificante nel serbatoio accenna ad esaurirsi, la cartuccia può essere facilmente sostituita con un’altra. Con questa soluzione autonoma tutti i cuscinetti possono essere lubrificati singolarmente. Un sistema autonomo cuscinetto-tenute-lubrificazione come questo ha da un lato lo scopo di facilitare il compito del costruttore nell’assemblare la macchina e dall’altro di consentire all’operatore di questa di ridurre la quantità di lavoro di manutenzione.

Prodotti che guardano al futuro, sistemi completi, soluzioni e servizi personalizzati, quali cuscinetti, tenute, sistemi di lubrificazione e meccatronica, avranno un’influenza duratura sugli sviluppi dell’industria della stampa.