ANELLI DI TENUTA IN VITON® PER ALBERI ROTANTI

GENERALITA’

L’anello di tenuta per alberi rotanti, elemento indispensabile per un organo funzionante a lubrificazione, deve essere oggetto di attento esame, prima di deciderne l’impiego, onde permettere un’esatta scelta dei tipi e delle qualità che assicurino un perfetto e duraturo funzionamento dell’organo stesso. Con questo proposito vogliamo illustrare tutto quello che (risultato di anni di esperienza, studio, prove ecc.) la produzione degli anelli di serie può offrire.

CARATTERISTICHE DEI MATERIALI IMPIEGATI

Gli anelli di tenuta vengono prodotti secondo le moderne tecniche e con materiali di estrema affidabilità come impongono le attuali condizioni di utilizzo degli stessi. Le parti principali che compongono un anello di tenuta, oggetto di rigorosi controlli, sono:
• supporto metallico

• molla toroidale di aderenza
• elastomero

La nostra produzione standard è rivolta soprattutto ai tipi più richiesti dall’attuale mercato, mentre per altri tipi con caratteristiche speciali è possibile la produzione su richiesta.
1. Supporto metallico:
normalmente viene utilizzata la lamiera di acciaio e a richiesta in acciaio inox.
2. Molla toroidale:
acciaio C72 fosfatato per molle (standard) – acciaio inox AISI 302 (per acidi ed acqua).
3. Elastomeri:
elenchiamo di seguito le caratteristiche fisico – meccaniche degli elastomeri normalmente utilizzati per la produzione standard

• elastomero a base nitrilica
Per l’alta resistenza agli olii minerali e vegetali, come per la buona resistenza all’abrasione, alla flessione e all’invecchiamento è di impiego generale. Può essere anche indicato per composti inorganici, alcali e acidi a concentrazione e temperature non elevate.

• elastomero a base siliconica
Le proprietà fisico – meccaniche di questo elastomero risultano inferiori ad altri tipi (carico rottura, lacerazione, allungamento), ma presenta una deformazione permanente molto bassa ed un coefficiente di attrito molto ridotto che in alcune applicazioni risulta di estrema importanza. Presenta una buona resistenza agli olii minerali ma non alle benzine, acidi e idrocarburi clorurati.

• elastomero a base fluoro – carbonica (Viton®-Tecnofl on®)
Buone proprietà fisiche alle alte temperature (con punte fi no a +250°C). Risulta il migliore degli elastomeri per resistere agli olii, carburanti, solventi ed agenti chimici in generale. Non è suggeribile l’impiego in presenza di esteri ed eteri a basso peso molecolare, chetoni ed ammine. Indispensabile l’utilizzo nelle applicazioni dove le condizioni di funzionamento portano gli altri elastomeri ad un rapido decadimento ed invecchiamento.

CONDIZIONI GENERALI DI FUNZIONAMENTO

Per il più ottimale utilizzo degli anelli di tenuta per alberi rotanti consigliamo le sottoelencate norme per il montaggio degli stessi:

11. a) Albero
    La superficie dell’albero nella zona di scorrimento della tenuta dell’anello, deve essere, normalmente, rifinita secondo la norma h11. Il grado di finitura e la durezza nella zona di tenuta sono fattori essenziali per le prestazioni e la durata dell’anello stesso. In linea generale la durezza minima deve essere intorno ai 45 HRC fino a velocità periferiche di 3÷4 mt/sec mentre consigliamo di superare i 55 HRC per velocità superiori. Tra i metalli non ferrosi, tipo quelli in lega con il rame ed il manganese, utilizzati per gli alberi, occorre porre attenzione in quanto con l’eventuale eccesso di zolfo nell’elastomero e per l’azione di calore da attrito o di altra fonte possono sviluppare dei composti corrosivi sia per la superficie dell’albero che dell’anello.

L’utilizzo di cromatura dura dell’albero conferisce una durezza tale che, sia in presenza di aggressivi o di alte velocità, non sia facilmente aggredibile. Occorre, inoltre, tenere presente che la lavorazione ad utensile, come la stessa comune rettifica, produce sull’albero una “filettatura”, più o meno microscopica, che ad albero funzionante “pompa” il fluido verso il labbro di tenuta con conseguente perdita.

1. b) Sede
   La cavità cilindrica dovrà essere rifinita secondo il foro ISA H8 e completa di smusso da mm≥ 1 per 5-10E. Gli anelli di tenuta avranno, pertanto, un diametro esterno secondo la seguente tabella a lato.
2. c) Coassità
   È necessario assicurare, nella costruzione di organi meccanici, la massima concentricità dell’albero in rapporto alla sede dove verrà posto l’anello di tenuta. Occorre, inoltre, tenere presente che il moto eccentrico dell’albero, sempre rispetto alla sede dell’anello, provoca una sollecitazione del labbro di tenuta producendo un’ulteriore sviluppo di calore che va a sommarsi a quello di attrito per rotazione e/o di ambiente. A questo proposito indichiamo, nel diagramma n° 1, l’eccentricità massima ammessa in funzione della dimensione dell’albero.
3. d) Disassamento
   Inconveniente che si produce quando l’asse dell’albero non coincide perfettamente con l’asse di rotazione. Tale scostamento non deve superare certi valori perché gli anelli di tenuta di serie standard possano essere efficaci per effetto di ritorno elastico del labbro con l’aiuto della molla toroidale.

Il limite del valore di disassamento dell’albero può essere rilevato nel diagramma n° 2.
N.B. Oltre tale limite, così come per l’eccentricità, consigliamo lo studio di un anello speciale che possa recuperare tali spostamenti.