Le guarnizioni per alberi rotanti di Faizanè: qualità e sicurezza

Il problema della tenuta negli alberi.

Il problema di garantire una tenuta più o meno elevata, attraverso delle apposite guarnizioni o degli anelli, agli spazi in cui sono presenti componenti in rotazione è centrale in moltissime applicazioni e richiede spesso un’analisi piuttosto attenta.

Gli organi rotanti che sono presenti in moltissimi meccanismi di uso industriale o civile, dai motori alle pompe idrauliche, dai riduttori di velocità ai sistemi di movimentazione, hanno infatti quasi sempre la necessità di essere protetti dalla presenza di impurità, grazie al confinamento all’interno di un carter, e spesso di essere lubrificati da olii minerali trattenuti nel carter stesso.

Le tenute poste sugli alberi che fuoriescono dai carter, e che sono necessari per la connessione con altre parti del sistema meccanico complessivo, hanno quindi due funzioni primarie: evitare che polvere, impurità e sporco penetrino nel carter e possano deteriorare i componenti in rotazione e, parallelamente, impedire al lubrificante di trafilare all’esterno del carter stesso. Per svolgere queste funzioni, le guarnizioni o gli anelli di tenuta devono aderire sia all’albero, sia al carter e occorre evitare, inoltre, che l’attrito provocato dal moto relativo tra le due parti le degradi troppo rapidamente.

Sarà quindi indispensabile avere prodotti in grado di essere calettati sugli alberi o nei carter in modo da fare tenuta, con la precisione richiesta dalle differenti applicazioni, ma anche di scorrere senza dissipare troppa energia e senza avere un degrado delle prestazioni eccessivamente rapido o, ancora peggio, in un tempo non prevedibile. Per questo motivo, nel magazzino di Faizanè sono presenti diversi tipi di guarnizioni per alberi rotanti e anelli di tenuta per venire incontro al meglio alle diverse esigenze dei nostri clienti.

I materiali delle guarnizioni per alberi rotanti. 

Per realizzare una guarnizione o un anello di tenuta per alberi è necessario, come ricordavamo sopra, fare in modo che il componente assicuri una buona tenuta senza provocare un eccessivo attrito a causa del moto relativo tra parte rotante e carter. Questo risultato si ottiene utilizzando un elastomero come materiale di base, eventualmente rinforzato da elementi metallici o da una molla toroidale che ne aumenti le capacità di serraggio.

Noi di Faizanè abbiamo sviluppato negli anni una buona competenza nel campo degli elastomeri, come dimostra anche la varietà di prodotti in gomma espansa che commercializziamo, e anche per le guarnizioni curiamo molto lo studio sui materiali più adatti per ogni applicazione.

Tra i diversi tipi di gomme presenti sul mercato quella che viene solitamente considerata attualmente come più performante per realizzare elementi di tenuta su alberi rotanti è il Viton^®, nome commerciale dell’azienda chimica DuPont per il proprio esafluoropropilene (FPM). L’utilizzo di questo elastomero è particolarmente indicato per le guarnizioni su alberi in ragione della sua buona resa elastica, del suo campo termico di applicazione piuttosto ampio (da -20°C a 280°C) e soprattutto per l’ottima resistenza chimica rispetto agli olii lubrificanti e alle sostanze aggressive in generale, anche a temperature elevate.

È anche possibile realizzare guarnizioni e anelli di tenuta impiegando altri tipi di elastomeri, come le gomme a base nitrilica, con buone caratteristiche, soprattutto a temperature non elevate, o le gomme a base siliconica, che presentano però caratteristiche inferiori e che vengono utilizzate in contesti con esigenze limitate.

In effetti, anche dal punto di vista della massima velocità di esercizio consigliata, intesa come velocità lineare relativa di scorrimento tra guarnizione e parte fissa, si nota la differenza tra i tre materiali menzionati: mentre per il Viton^® i valori consigliati sono intorno ai 40m/s, per il silicone e i suoi derivati si parla di 20m/s circa e per le gomme nitriliche come il NBR non si va molto oltre i 10m/s.

Talvolta è necessario inserire un supporto metallico all’anello di tenuta, nella forma di un lamierino sagomato che può essere tanto esterno, quanto annegato nella gomma. Solitamente si tratta di una parte realizzata in un semplice acciaio al carbonio, ma è possibile anche, in caso si preveda il contatto dell’anello di tenuta con acqua o acidi, utilizzare un acciaio inossidabile.

La molla toroidale, invece, nel caso sia presente per aumentare la tenuta del componente, è realizzata, come standard, in acciaio C72 fosfatato per molle, ma, anche in questo caso, è possibile richiedere la molla in acciaio inox AISI 302 per ambienti particolarmente aggressivi.

Le guarnizioni per alberi rotanti nel magazzino di Faizanè. 

Non c’è dubbio che i componenti più performanti nel campo delle guarnizioni per alberi siano gli anelli di tenuta in Viton^®, realizzati con un profilo circolare in elastomero dalla forma complessa, spesso rinforzato da un lamierino in acciaio e da una molla toroidale che ne aumenta la tenuta sull’albero.

Questi prodotti si differenziano principalmente per la forma del profilo che, come è evidente, deve soddisfare esigenze di tenuta di vario grado, bilanciando la necessità di costituire una barriera per la fuoriuscita del lubrificante e l’ingresso di impurità con quella di non presentare superfici troppo estese di attrito, che dissiperebbero in calore una quantità significativa di energia cinetica.

Faizanè ha, nel proprio magazzino, alcuni anelli di tenuta di serie, che si differenziano per varie caratteristiche, quali la pressione della camera a cui assicurare la tenuta, la possibilità di fare tenuta sull’albero o sul suo supporto, di separare due ambienti con fluidi diversi che non devono mescolarsi e così via.

Oltre agli anelli di tenuta che possiamo definire “di serie”, Faizanè commercializza anche alcuni anelli speciali, con esecuzioni particolari, destinati ad applicazioni in cui esigenze costruttive non convenzionali portano ad avere necessità specifiche. Spesso questo genere di prodotti, disponibili su richiesta, viene impiegato per la manutenzione di apparecchiature speciali, nell’industria metallurgica o petrolchimica, ed è quindi possibile acquistarlo in piccole quantità.

Oltre agli anelli di tenuta in Viton^®, realizzabili anche, su richiesta, con altre basi di elastomero, troverete nel magazzino di Faizanè anche più semplici guarnizioni a labbro e guarnizioni O-ring fornite, solitamente, anch’esse in Viton^®.

Il nostro reparto tecnico e di produzione, inoltre, è sempre a disposizione della nostra clientela per studiare insieme a voi le migliori soluzioni per venire incontro alle diverse esigenze che si possono presentare nelle vostre aziende, in qualsiasi settore operiate.