La scelta corretta delle guarnizioni: la guida di Faizanè

La tenuta negli organi in movimento e in quelli fissi

Il problema di garantire la tenuta tra organi meccanici in moto rotatorio, alternato oppure fissi deve essere affrontato tenendo in conto diversi fattori e si concretizza nella scelta delle guarnizioni o degli anelli di tenuta più adatti alle diverse esigenze.

Per quanto riguarda gli organi rotanti e quelli in moto alternato, che si trovano in moltissime macchine e apparecchiature di uso industriale, come motori, pompe idrauliche, riduttori di velocità, impianti oleodinamici e pneumatici o sistemi di movimentazione, si può osservare che questi hanno molto spesso la necessità di essere protetti dal contatto con impurità, mediante il confinamento all’interno di un carter, e, talvolta, necessitano della lubrificazione ottenuta con olii minerali che devono essere trattenuti nel carter stesso.

In particolare, saranno cruciali le guarnizioni poste sugli alberi che fuoriescono dai carter, con la funzione di connettere tra loro le diverse parti di un sistema complesso. Questi componenti, infatti devono evitare che polvere, impurità e sporco si introducano nel carter, causando il deterioramento delle parti in rotazione, ma anche impedire alle sostanze lubrificanti di trafilare all’esterno.

È chiaro che, per svolgere al meglio entrambe queste funzioni, le guarnizioni e gli anelli di tenuta devono essere montati in modo da avere, sia rispetto all’albero, sia rispetto al carter delle luci ci passaggio minime, e comunque adatte all’applicazione specifica in oggetto. D’altra parte è necessario minimizzare l’attrito provocato dai moti relativi tra le parti, che abbassano il rendimento del meccanismo e che provocano un rapido degrado della guarnizione.

Analoghe considerazioni si possono fare per le guarnizioni tra componenti fissi che, nelle diverse applicazioni, assolvono alle stesse due funzioni di protezione e di contenimento dei fluidi – che in questo caso sono spesso fluidi di lavoro –, ma senza i maggiori carichi dovuti al moto relativo tra le parti. Per questo tipo di componenti, però, occorre tenere in considerazione con particolare attenzione la pressione dei fluidi in gioco che riveste un ruolo cruciale nel dimensionamento della tenuta e nella scelta della sua tipologia.

Faizanè, che cerca sempre il modo migliore per venire incontro alle esigenze della propria clientela, ha nel proprio magazzino tipi di guarnizioni per alberi rotanti e sistemi di tenuta per flange, coperchi e sportelli sia di dimensioni standard, sia realizzati su misura dal nostro reparto produttivo. In questo articolo esamineremo alcuni di questi prodotti e vederemo i criteri di scelta corretta per i principali casi applicativi.

Scegliere le guarnizioni per alberi rotanti

Una guarnizione o un anello di tenuta per alberi deve innanzi tutto, come ricordavamo sopra, assicurare una buona tenuta senza provocare un attrito eccessivo dovuto al moto relativo tra le parti. Il primo passo da effettuare, quindi, è quello di stabilire il grado di tenuta che è adeguato al tipo di applicazione in oggetto per evitare di cadere in uno dei due opposti errori: avere una guarnizione incapace di realizzare lo scopo per cui è stata progettata oppure montare un componente sovradimensionato che provocherà un inutile attrito con l’albero.

Un parametro importante, in questo senso, è la velocità di esercizio, ossia la velocità lineare relativa di scorrimento tra guarnizione e parte fissa. In base a questo parametro, ad esempio, si possono scegliere guarnizioni in diversi elastomeri: per le guarnizioni in Viton^® ( esafluoropropilene)  il valore consigliato è circa di 40m/s, per il silicone e i suoi derivati si scende a 20m/s circa, mentre per le gomme nitriliche come il NBR è meglio non superare i 10m/s.

Il materiale della guarnizione per alberi rotanti più adatta per la vostra applicazione deve anche essere scelto con cura per evitare che i lubrificanti o altre sostanze con cui può venire a contatto lo possano deteriorare rapidamente. Anche dal punto di vista della resistenza chimica, il Viton^® ha ottime caratteristiche, anche a temperature piuttosto elevate, mentre le altre gomme utilizzabili sono più adatte a ambienti meno aggressivi.

Scegliere le tenute e guarnizioni per flange e componenti fissi 

Le guarnizioni per flange, per sportelli e coperchi e per tutti i componenti meccanici destinati a non avere moto relativo tra loro presentano criteri di scelta differenti rispetto alle tenute per assi e alberi. La varietà dei materiali disponibili, sia per i prodotti a magazzino, sia per i componenti realizzati su misura, nasce proprio dalla necessità di soddisfare i bisogni concreti delle aziende che, nelle diverse applicazioni, sono alla ricerca della soluzione più efficiente per impianti e macchine idrauliche o termiche.

Il problema della resistenza chimica nei confronti del fluido di lavoro che viene trattato dal sistema in cui la guarnizione è inserita è, senza dubbio, cruciale, insieme a quello della impermeabilità del materiale della tenuta rispetto al fluido da confinare.

Inoltre, la scelta di una buona guarnizione per flangia deve anche tenere in conto della rugosità delle superfici di accoppiamento e della pressione specifica generata dal serraggio prodotto dai bulloni. Per questo motivo esistono tre classi di tolleranza specifiche per questi componenti, da EN1 a EN3 per gradi di precisione dal più alto al più basso.