Boccole autolubrificanti

Perché proponiamo la boccola autolubrificante in bronzo o in ferro

A riposo la porosità presente nella struttura della boccola (pari al 25% in volume) è completamente saturata con olio ad alto potere lubrificante.
Con il procedere della rotazione si ha una continua uscita di olio dalla boccola, fino alla formazione di un velo sottile. Non vi sono più contatti meccanici e si genera una portanza, la cui entità è legata alle condizioni di funzionamento.
Quando l’albero si arresta, l’olio viene nuovamente riassorbito dai pori della bronzina grazie ad un effetto di capillarità.
Le boccole cilindriche e flangiate in bronzo sinterizzato sono disponibili a magazzino in una vasta gamma di misure, con queste caratteristiche principali:
Composizione Rame 90,5% – Stagno 9,5%
Densità (g/cm3) 5,9 + 6,3
Carico statico max 190kg/cm2
Velocità lineare max 6 m/sec
Volume dell’olio d’impregnazione 25%
Temperatura d’esercizio da -20°C a +100°C
Unificazioni corrispondenti Sint A50 MPIF CT-0010-N AFNOR FU-E10-62
A richiesta produciamo, con grande numero di stampi a disposizione dei clienti, boccole in ferro sinterizzato, adatte per carichi più elevati e numero di giri più basso, con queste caratteristiche:
Composizione Ferro
Densità (g/cm’) 5,8
Carico statico max 420 kg/cm2
Velocità lineare max 4 m/sec
Volume dell’olio d’impregnazione 25%
Temperatura d’esercizio da -20°C a +100°C
Unificazioni corrispondenti Sint AOO MPIF-F-0000-N AFNOR FC 10-56
Per impegni più particolari o gravosi, a richiesta produciamo boccole in materiali speciali come:
  • Bronzo ad alta densità
  • Preleghe ferro-rame
  • Acciai autolubrificanti, anche trattati termicamente
  • Acciai inossidabili

Come scegliere la boccola

Vi sono sempre alcuni parametri noti che riguardano le condizioni di funzionamento o il diametro dell’albero o il carico che deve essere applicato.
Utilizzando il diagramma PV = cost ed i parametri noti si determinano facilmente i dati che completano la scelta del cuscinetto autolubrificante o le condizioni di funzionamento.

Carico sopportabile

Vi sono due PARAMETRI PRINCIPALI, ai quali fare riferimento nell’utilizzazione dei cuscinetti autolubrificanti:
  • LA VELOCITÀ PERIFERICA DELL’ALBERO
  • IL CARICO SPECIFICO

Per condizioni normali di funzionamento questi valori sono legati dalla relazione seguente: PxV=K
P Indica la sollecitazione sulla superficie proiettata (∅i x lunghezza) espressa in Kg/cm2 V è la velocità periferica lineare dell’albero espressa in m/sec
K è il valore max della costante, e risulta essere:
15,8 per bronzo sinterizzato
12,5 per ferro sinterizzatoVi sono condizioni di funzionamento, in presenza delle quali il valore di PV = K massimo applicabile aumenta o diminuisce ed in questo caso occorre consultarci per avere indicazioni precise in merito.
Ad esempio il valore del prodotto PV può essere aumentato nel caso di:

  • lubrificazione supplementare
  • raffreddamento energico
  • funzionamento per tempi molto limitati

Deve essere invece ridotto nel caso di:

  • velocità molto basse
  • movimento oscillatorio o traslatorio dell’albero
  • sollecitazioni d’urto
  • temperature molto elevate
  • scarsa possibilità di smaltimento del calore
  • giochi molto ridotti rispetto al normale
  • montaggio impreciso o disassamenti

Come calcolare il carico ammissibile

Esempio di CALCOLO DEL CARICO MASSIMO AMMISSIBILE
Si vuole utilizzare una boccola con 0 interno 20 mm, lunghezza 30 mm, numero di giri dell’albero 500 giri/min. Mediante il grafico si legge che il carico è di P = 35 Kg per cm2
di superficie proiettata.
La superficie proiettata è 3 cm (lunghezza) x 2 cm (0 int) = 6 cm2
Il carico ammissibile per questa boccola è 35 Kg/cm2 x 6 cm2 = 21 O Kg
Esempio di CALCOLO DELLA LUNGHEZZA di un cuscinetto:
Si deve applicare un carico di 245 Kg su una boccola.
L’albero è di 20 mm e gira a 500 giri/ min.
Mediante il grafico si ricava che in queste condizioni si ha un carico di 35 Kg/cm2 sulla superficie proiettata .
Dividendo il carico totale di 245 Kg per il carico al cm2 si ottiene la superficie che sarà:
245 : 35 = 7 cm2 o 700 mm2
La lunghezza della boccola deve essere: 700 mm2 : 20 mm = 35 mm
Grafie o di carico/velocità per i materiali K10 e Fe 58

Montaggio

Le boccole autolubrificanti devono essere forzate negli alloggiamenti con l’ausilio di un mandrino pilota con spallamento. Il DIAMETRO DEL MANDRINO PILOTA deve essere:
∅ pilota = ∅i medio boccola – gioco tra boccola e albero + 0,005.
Il carico assiale necessario per eseguire il piantaggio può essere ottenuto in diversi modi
(presse idrauliche, bilancieri, ecc.)
Importante è che il movimento del mandrino sia parallelo all’asse dell’alloggiamento. L’INTERFERENZA tra alloggiamento ed il ∅e boccola deve essere +1 µ + 2 µ rispetto al 0 esterno della boccola (normalmente il rapporto alloggiamento-boccola e H7/r7 + s7), e si ricava mediamente dal grafico A.
Il RESTRINGIMENTO del foro a boccola montata si può valutare nell’ordine di 6 µ + 12 µ del
∅e della boccola.
Il GIOCO tra ∅i boccola e albero, dopo montaggio, è consigliabile valutarlo nell’ordine dello 0,001 del diametro dell’albero, come rilevabile dal grafico B:

Modalità di piantaggio delle boccole con estrattore antisfilamento

Lavorazioni meccaniche

Per TORNIRE e ALESARE le boccole si devono utilizzare utensili con inserti in metallo duro della stessa qualità usata per la lavorazione della ghisa e rispettare i parametri seguenti:
Tipo
di metallo duro
consigliato
Velocità
di taglio
[m/min]
Avanzamento [mm]
Sgrossatura Finitura
K10 H 1 P10 minimo 150 max0,2 max0,1
Profondità di passata [mm] Angolo
di spoglia
superiore
α
Angolo
di spoglia
anteriore
γ
Sgrossatura Finitura
max 1 max 1 6′ ÷ 20′ 5 ÷ 10′
Per evitare di ridurre la porosità conviene attenersi ai valori indicati in tabella ed usare utensili in metallo duro ben taglienti.
Per la stessa ragione sconsigliamo operazioni di rettifica sui diametri interni delle boccole.
Per modifiche del ∅i dell’ordine di O, 1 mm max è consigliabile l’uso di una broccia cilindrica, che garantisca anche la costanza della misura.
Occorre reimpregnare le boccole dopo la lavorazione meccanica.
In genere per impieghi normali è sufficiente immergerle per 1 ora nello stesso olio usato
per l’impregnazione portato alla temperatura di 80°C e lasciarle raffreddare nell’olio.

Impregnazione

Tutte le boccole sono fornite impregnate. L’impregnazione viene eseguita sottovuoto e con olio minerale avente una viscosità di -15° Engler a 50°C. Se ci vengono segnalate condizioni di esercizio che richiedono olii particolari, provvediamo noi ad impregnare le boccole con l’olio più adatto per l’applicazione specifica.
È importante che ci consultiate per impregnazioni speciali nel caso di: numero di giri molto basso (sotto i 50 giri/minuto), carichi molto elevati, temperature di esercizio molto alte (olii al silicone) o molto basse, necessità di olii fortemente additivati.

Lubrificazione complementare

Per applicazioni specifiche (polvere, temperature elevate, sovraccarichi, asse verticale), si può prevedere l’uso di un feltro impregnato dello stesso olio utilizzato per l’impregnazione iniziale. È anche possibile, a richiesta, utilizzare lubrificanti solidi (con l’olio di impregnazione) tipo grafite o bisolfuro di molibdeno per evitare il grippaggio anche “a secco”, specie se il funzionamento è previsto per alte temperature.

Vantaggi

Adottando boccole autolubrificanti in ferro o in bronzo, si hanno notevoli vantaggi, evidenziati da quanto segue:

  • prezzo inferiore a quello di qualsiasi altro tipo di cuscinetto
  • tolleranze di assoluta precisione
  • non sono necessari ingrassatori, zampe di ragno, canali di lubrificazione, e quindi eliminazione di ogni operazione di manutenzione
  • riduzione delle dimensioni di ingombro
  • assoluta sicurezza di non grippaggio
  • buon coefficiente di attrito
  • funzionamento silenzioso
  • lubrificazione permanente grazie al “velo d’olio”
  • buon funzionamento assicurato in ogni condizione. Temperature da O °Ca 120 °Ce numeri di
    giri/min. da O a 30.000. Carichi fino a 180 Kg/cm2
  • stock permanente a magazzino che copre un’ampia gamma dimensionale