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Analisi dei lubrificanti e programma di rilubrificazione dei cuscinetti: temperatura, fattore di velocità e compatibilità dei lubrificanti

Technical analysis: Grease analysis and relubrication schedule: bearing operating temperature, speed factor, and grease

Аналіз мастила та графік дозмащування підшипників: температура, швидкісний фактор і сумісність мастил - UNITEC-D Industrial MRO

1. Ambito e scopo

Questo manuale copre le procedure di analisi della lubrificazione e di programmazione della rilubrificazione per cuscinetti volventi e radenti industriali in apparecchiature di produzione critiche. L'obiettivo è garantire il funzionamento affidabile dei cuscinetti, prolungarne la durata e prevenire arresti imprevisti della produzione scegliendo il lubrificante giusto, determinando gli intervalli di rilubrificazione ottimali e monitorando le condizioni del lubrificante. Il rispetto di queste raccomandazioni è obbligatorio per le apparecchiature che operano nei settori automobilistico, aerospaziale, alimentare, chimico ed energetico.

2. Precauzioni

AVVERTENZA: prima di iniziare qualsiasi lavoro di manutenzione, assicurarsi che l'apparecchiatura sia completamente spenta, diseccitata e bloccata in conformità con le procedure di BLOCCO/TAG OUT (LOTO) della propria struttura. Ciò impedisce l'avvio accidentale e protegge il personale da parti in movimento, corrente elettrica e altre fonti di energia pericolose.

AVVERTENZA: Superfici calde: i cuscinetti e i componenti circostanti potrebbero essere caldi durante o dopo il funzionamento. Utilizzare guanti resistenti al calore e altri DPI adeguati.

AVVERTENZA: i lubrificanti possono causare irritazioni alla pelle e agli occhi. Utilizzare occhiali di sicurezza, guanti in nitrile o resistenti agli agenti chimici. In caso di contatto con la pelle o con gli occhi, sciacquare immediatamente e abbondantemente con acqua e consultare un medico.

DPI obbligatori: Occhiali di sicurezza, guanti in nitrile, abiti da lavoro, scarpe antinfortunistiche.

3. Strumenti e materiali necessari

Strumento/Materiale Specifica Quantità
Siringa lubrificante Manuale o pneumatico, con dosatore calibrato (±5 g) 1
Termometro a infrarossi Campo di misura da -30°C a +400°C, precisione ±1,5°C 1
Termometro a contatto Sonda per misure di superficie, range da 0°C a +250°C 1
Contagiri Laser o contatto, portata fino a 20.000 giri/min, precisione ±0,05% 1
Kit campionamento lubrificanti Pompa per vuoto, flaconi per campioni sterili (50-100 ml) 1
Kit di pulizia Salviette che non lasciano pelucchi, sgrassatore (ad esempio alcol isopropilico) 1
Lubrificante (tipo appropriato) Secondo le raccomandazioni del produttore o dopo l'analisi Dipende dal volume
Tabelle di compatibilità dei lubrificanti Stampato o digitale (ad esempio da UNITEC-D o OEM) 1
Chiave dinamometrica Gamma 5-50 Nm, per ingrassatori e coperchi 1
Un set di chiavi e prese Metrico, per l'accesso ai punti di lubrificazione 1

4. Lista di controllo pre-assistenza

Articolo Verifica Criteri di accettazione/rifiuto Note
1. Cronologia del servizio Conoscere la data dell'ultima rilubrificazione, il tipo di lubrificante, il volume. Disponibilità di documentazione completa. Se non sono presenti dati considerare sconosciuto il tipo di lubrificante.
2. Ispezione visiva del gruppo cuscinetto Verificare la presenza di perdite d'olio, danni alle guarnizioni, corrosione e corpi estranei. Nessuna perdita, integrità delle guarnizioni, nessun danno visibile. Le perdite possono indicare una rilubrificazione eccessiva o guarnizioni danneggiate.
3. Nippli lubrificanti Controllare la pulizia e l'integrità degli ingrassatori. I capezzoli sono puliti, non ostruiti, non danneggiati. I nippli sporchi possono causare la contaminazione del lubrificante fresco.
4. Temperatura del cuscinetto (durante il funzionamento) Misurare la temperatura dell'alloggiamento del cuscinetto con un termometro a infrarossi. Temperatura entro i limiti normali (tipicamente <70°C o come da OEM). Una temperatura elevata può indicare problemi con il lubrificante o il cuscinetto.
5. Velocità di rotazione Misurare o ottenere dati sulla velocità di rotazione dell'albero. Corrisponde alla velocità di progettazione o di lavoro. Necessario per calcolare il fattore di velocità (DN).
6. Tipo di attrezzatura e cuscinetto Identificare il tipo di macchina e di cuscinetto (numero di modello). Identificazione accurata. Influisce sulla scelta del lubrificante e degli intervalli di rilubrificazione.

5. Procedura passo passo

5.1. Raccolta dati sul funzionamento dei cuscinetti

  1. Misura la temperatura operativa del cuscinetto:
    • Utilizza un termometro a infrarossi per una misurazione rapida e senza contatto della superficie dell'alloggiamento del cuscinetto. Utilizzare anche un termometro a contatto per misurare con maggiore precisione la temperatura sulla pista esterna o sull'alloggiamento del cuscinetto.
    • Registrare la temperatura massima stabile durante il normale funzionamento.
    • Errore comune: misurare la temperatura immediatamente dopo l'avvio o l'arresto, il che fornisce dati imprecisi. Attendi che la temperatura si stabilizzi.
  2. Determinare la velocità di rotazione dell'albero (rpm):
    • Utilizza un tachimetro (laser o contatto) per misurare la velocità dell'albero.
    • Se l'attrezzatura è dotata di CNC o PLC, verificare la lettura della velocità sul pannello di controllo.
    • Registrare la velocità operativa nominale.
    • Errore comune: dare per scontato la velocità invece di misurare, soprattutto per le apparecchiature a velocità variabile.
  3. Raccogli informazioni sui cuscinetti:
    • Registra il diametro interno (d, mm), il diametro esterno (D, mm) e la larghezza (B, mm) del cuscinetto. Queste informazioni possono essere trovate nella documentazione OEM o sul cuscinetto stesso.
    • Determinare il tipo di cuscinetto (ad esempio a sfere, a rulli, conico).
  4. Valutare il carico e le condizioni ambientali:
    • Determinare se il cuscinetto è esposto a carichi d'urto elevati, vibrazioni, temperature estreme, esposizione ad acqua, polvere o sostanze chimiche aggressive.
    • Questi fattori influenzano in modo significativo la scelta del lubrificante e l'intervallo di rilubrificazione.

5.2. Calcolo del fattore di velocità (DN) e dell'intervallo di rilubrificazione

  1. Calcola il fattore di velocità (DN):
    • DN = D (diametro esterno del cuscinetto in mm) × n (velocità di rotazione in giri/min).
    • Questo fattore è fondamentale per la selezione del lubrificante e la determinazione dell'intervallo.
    • Esempio: per un cuscinetto con D=100 mm che ruota a una velocità di 1500 giri/min, DN = 100 * 1500 = 150.000.
  2. Determinare l'intervallo di rilubrificazione iniziale:
    • Utilizzare le raccomandazioni del produttore dei cuscinetti (ad es. SKF, FAG) o la documentazione OEM. Si tratta solitamente di grafici o formule che tengono conto del fattore DN, del tipo di cuscinetto e delle condizioni operative.
    • Per i casi generali, è possibile utilizzare formule empiriche. Ad esempio, per i cuscinetti a rulli cilindrici, l'intervallo può essere inferiore rispetto ai cuscinetti a sfere con lo stesso DN.
  3. Regola l'intervallo di rilubrificazione in base alla temperatura:
    • Secondo la regola di Arrhenius, ogni aumento di 10-15°C della temperatura operativa del cuscinetto superiore a 70°C dimezza la durata del grasso.
    • Utilizzare i fattori di correzione (fT) in base agli standard (ad esempio ISO/TR 10609) o alle raccomandazioni dei produttori di lubrificanti.
    • Esempio: se l'intervallo di base è 1000 ore a 70°C, a 80°C saranno 500 ore e a 90°C saranno 250 ore.
  4. Regola l'intervallo per altri fattori:
    • Carico (fP): carichi elevati accorciano l'intervallo.
    • Vibrazione (fV): una forte vibrazione accorcia l'intervallo.
    • Inquinamento (fE): polvere, umidità e sostanze chimiche riducono l'intervallo.
    • Errore comune: applicare un unico intervallo per tutti i cuscinetti senza tenere conto delle condizioni individuali.

5.3. Analisi dei campioni di lubrificante (se necessario)

  1. Campionamento del lubrificante:
    • SICUREZZA: Assicurati che la fonte di campionamento sia sicura e non sotto pressione. Utilizzare DPI adeguati.
    • Selezionare un punto di campionamento rappresentativo (ad es. foro di scarico, ingrassatore durante il funzionamento se è sicuro farlo).
    • Pulire l'area attorno al punto di campionamento per evitare contaminazioni esterne.
    • Utilizzare una pompa a vuoto pulita e asciutta e flaconi per campioni sterili (50-100 ml).
    • Prelevare un campione di grasso rappresentativo delle condizioni operative del cuscinetto.
    • Errore comune: campionamento da un punto non rappresentativo (ad esempio, da un serbatoio in cui l'olio non circola) o contaminazione del campione durante il campionamento.
  2. Ispezione visiva del campione:
    • Controllare colore, limpidezza, presenza di solidi, acqua o cambiamento di consistenza (solidificazione/liquefazione).
    • Un improvviso cambiamento di colore o la presenza di particelle possono indicare il degrado del lubrificante o l'usura del cuscinetto.
  3. Analisi di laboratorio (consigliata):
    • Invia i campioni a un laboratorio accreditato per un'analisi completa:
    • Spettroscopia: Determinazione della concentrazione di metalli soggetti a usura (Fe, Cr, Ni, Cu, Pb, Sn - dai cuscinetti, Ca, Li, Al - dal grasso), impurità (Si - polvere).
    • Spettroscopia IR (FTIR): Determinazione di ossidazione, nitrazione, presenza di acqua, cambiamenti nel lubrificante di base.
    • Viscosità: misurazioni della viscosità cinematica a 40°C e 100°C.
    • Umidità: metodo di Karl Fischer (ISO 12937) per la determinazione accurata del contenuto di acqua.
    • Coerenza NLGI: Misurazione della penetrazione (ISO 2137) per valutare la coerenza.
    • Ferrografia: analisi della morfologia delle particelle di usura per determinare il tipo di usura.
    • Errore comune: ignorare le raccomandazioni del laboratorio o la mancanza di analisi regolari per apparecchiature critiche.

5.4. Determinazione della compatibilità dei lubrificanti

  1. Identifica il tipo di lubrificante attuale e previsto:
    • Trova informazioni sull'olio base (minerale, sintetico: PAO, estere, silicone) e sul tipo di addensante (litio, complesso di litio, calcio, poliurea, complesso di alluminio). Queste informazioni sono contenute nelle schede tecniche dei lubrificanti (SDS/TDS).
  2. Verifica la compatibilità con le tabelle:
    • Utilizza le tabelle di compatibilità dei lubrificanti standard fornite da UNITEC-D, produttori di lubrificanti o OEM.
    • Le tabelle solitamente indicano la compatibilità come:

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