Iniziamo con la risposta: quando un impianto ha più di 20-30 cuscinetti che necessitano di ingrassaggio regolare, un sistema di lubrificazione automatica dei cuscinetti quasi sempre batte l’ingrassaggio manuale in termini di durata dei cuscinetti, tempi di fermo e costi di manodopera. Al di sotto di tale soglia, spesso hanno più senso i lubrificatori a punto singolo o una routine manuale disciplinata, e acquistare un sistema di dimensioni errate è uno degli errori di acquisto più comuni in questa categoria.
Consideriamo un caso tipico. Una linea di trasporto trasporta 60 punti di appoggio distribuiti lungo 40 metri di telaio, alcuni dei quali dietro le protezioni e sopra l'altezza della testa. Il programma prevede l'ingrassaggio ogni 500 ore di funzionamento, ma la pressione della produzione continua a rimandare l'attività, quindi l'equipaggio ingrassa ogni tre settimane e dà a ogni punto la stessa corsa completa dell'ingrassatore. I punti vicino alla passerella attirano l'attenzione, i punti dietro le guardie diminuiscono e nessuno registra la quantità di grasso effettivamente entrata. Dopo un anno di questo schema, il registro di manutenzione mostra alloggiamenti caldi, due guarnizioni bruciate e un arresto non pianificato che costa più di quanto costerebbe mai l'intero hardware di lubrificazione.
Perché i cuscinetti si guastano senza di essi
Le indagini sull’affidabilità nell’industria pesante continuano a giungere alla stessa conclusione: la lubrificazione errata è la principale causa di cedimento prematuro dei cuscinetti. La Figura 1 riassume lo schema riportato dalla maggior parte degli analisti dei guasti quando classificano i cuscinetti danneggiati in base alla causa principale.
Figura 1: Principali cause di cedimento prematuro dei cuscinetti
I sondaggi sui fallimenti del settore continuano ad arrivare a una ripartizione simile e le barre sopra riflettono il modello riportato dalla maggior parte degli ingegneri dell'affidabilità. Una lubrificazione inadeguata, che copre troppo grasso, troppo poco grasso, grasso sbagliato e intervalli mancati, rappresenta quasi la metà dei guasti prematuri. La contaminazione è al secondo posto perché ogni operazione di ingrassaggio manuale apre un raccordo e può spingere la polvere oltre la guarnizione. Errori di montaggio, sovraccarico e umidità completano il quadro e sono più difficili da eliminare tramite automazione. La lettura pratica è semplice: le due cause principali risiedono esattamente nel processo di lubrificazione, che è quello che alimenta un sistema automatico di controlli su ogni singolo ciclo.
Come funziona un sistema di lubrificazione automatica dei cuscinetti
Un sistema di lubrificazione automatico è una piccola rete con un unico compito: spostare un volume preciso di lubrificante fresco da un serbatoio sigillato a ciascun cuscinetto, nei tempi previsti, mentre la macchina continua a funzionare. I principali elementi costitutivi sono:
Un serbatoio e una pompa che immagazzinano e pressurizzano il grasso o l'olio
Un controller che imposta l'intervallo e il tempo di esecuzione di ciascun ciclo di lubrificazione
Dispositivi di dosaggio, come blocchi divisori progressivi o iniettori a linea singola, che suddividono il flusso in dosi fisse e calibrate
Tubazione di alimentazione indirizzata verso ciascun punto di lubrificazione
Componenti di monitoraggio, in genere un pressostato o un sensore del ciclo, che confermano il ciclo effettivamente completato
Durante un ciclo, la pompa carica la linea principale, i dispositivi di misurazione scaricano i volumi preimpostati e il controller verifica la pressione della linea prima di sfiatare e attendere l'intervallo successivo. Poiché il cuscinetto viene lubrificato mentre ruota, il grasso fresco viene distribuito uniformemente nei contatti volventi invece di essere scaricato tutto in una volta in un alloggiamento fisso.
Scegliere il tipo di sistema giusto per i vostri cuscinetti
Non esiste un unico design adatto a ogni pianta. La scelta giusta dipende dal conteggio dei punti, dalla lunghezza della linea, dalla rigidità del grasso e dalla distanza dell'attrezzatura da una posizione praticabile della pompa. La tabella 1 confronta le famiglie di sistemi che incontrerete più spesso.
Tabella 1: Le principali famiglie di sistemi di lubrificazione automatica e dove ciascuna si adatta meglio
Tipo di sistema
Come fornisce il lubrificante
Più adatto per
Limitazione principale
Lubrificatore a punto singolo
La cartuccia autonoma scarica un volume prestabilito nel corso di mesi
Motori, ventilatori e trasportatori isolati con uno o due cuscinetti
Capacità limitata e nessun monitoraggio centrale
Resistenza a linea singola
La pompa pressurizza le linee di piccolo diametro e il riempimento dei pistoni dosatori
Macchine compatte fino a circa 40 punti
Limiti di lunghezza della linea e rigidità del grasso
Singola linea parallela
Gli iniettori scaricano volumi preimpostati mentre la linea principale si carica
Piante di medie dimensioni con grappoli puntiformi sparsi
Gli iniettori necessitano di verifica periodica
Progressivo
Il divisore blocca i punti di alimentazione in sequenza rigorosa
Macchine utensili, presse e asset compatti ad alto valore
Un punto bloccato blocca l'intero blocco
Doppia linea
Due linee principali alternano la pressione ai distributori a pistoni
Lunghe corse con centinaia di punti, come mulini e fornaci
Costi hardware e di messa in servizio più elevati
Circolazione dell'olio e olio dell'aria
L'olio continuo o trasportato dall'aria alimenta la punta e viene scaricato
Mandrini ad alta velocità, ingranaggi di grandi dimensioni e cuscinetti di grandi dimensioni
Necessita di condizionamento dell'olio e gestione degli scarichi
Come regola generale, i lubrificatori a punto singolo sono adatti ad apparecchiature isolate, i sistemi paralleli a linea singola coprono la maggior parte degli impianti di medie dimensioni e i sistemi a linea doppia prendono il sopravvento una volta che il numero di punti e le distanze raggiungono il range tipico delle acciaierie e delle miniere. I sistemi progressivi rimangono l'impostazione predefinita sulle macchine utensili perché il blocco divisore stesso funge da rilevatore di blocchi.
Come appaiono i numeri nella pratica
Modello di consegna: ingrassaggio in batch rispetto al dosaggio misurato
Il modo più chiaro per vedere la differenza è tracciare la quantità di grasso che un singolo punto riceve nel tempo.
Figura 2: Grasso erogato per punto al mese, manuale o automatico
La linea grigia mostra una routine manuale familiare: lunghi intervalli seguiti da una pesante dose di grasso ogni volta che qualcuno trova il tempo. La linea blu mostra invece ciò che fornisce un sistema automatico dosato, una piccola dose costante ad ogni ciclo. I cuscinetti necessitano di un sottile film fresco di lubrificante, non di un'inondazione, quindi lo schema costante corrisponde molto meglio alla reale necessità. Le punte spiegano anche un problema comune dopo l'ingrassaggio manuale, quando i cuscinetti si surriscaldano perché il grasso in eccesso si forma all'interno dell'alloggiamento. Nell’arco di un anno intero entrambi gli approcci possono fornire un volume totale simile, ma il percorso misurato lo distribuisce, protegge le guarnizioni e i rifiuti molto meno. La consegna costante è la ragione principale per cui i sistemi automatici prolungano la durata dei cuscinetti.
Visualizzazione dei costi annuali per 100 punti di lubrificazione
Le differenze di costo derivano direttamente da tale modello di consegna.
Figura 3: Da dove provengono i risparmi annuali
Le figure qui sono illustrative, modellate su una linea con circa 100 punti di lubrificazione, ma le proporzioni sono tipiche. La manodopera mostra il calo più marcato perché un tecnico non percorre più il percorso con una pistola per grasso ogni settimana. I tempi di inattività diminuiscono poiché la lubrificazione avviene mentre le macchine sono in funzione, eliminando i fermi programmati e prevenendo molti guasti di emergenza. Gli scarti di lubrificante diminuiscono perché ciascun dispositivo di dosaggio rilascia in ogni alloggiamento un volume fisso e calibrato anziché una corsa completa. I risparmi effettivi dipendono dai tassi salariali, dalla criticità delle macchine e dagli attuali tassi di guasto. Anche una stima prudente di solito mostra che il sistema si ripaga entro uno o tre anni su installazioni di medie dimensioni.
Automatico contro manuale: dove ognuno vince
Il confronto non è unilaterale, quindi aiuta a valutare entrambi gli approcci rispetto ai fattori che guidano effettivamente la decisione di acquisto.
Figura 4: Lubrificazione automatica e manuale a confronto tra sei fattori
L'area blu mostra dove la lubrificazione automatica ottiene il punteggio più alto: uniformità, copertura dei punti difficili da raggiungere, manodopera risparmiata e sicurezza, poiché i tecnici non si arrampicano più per ingrassare i punti dietro le protezioni. Il rilevamento dei guasti è un'altra vittoria automatica, perché il monitoraggio della pressione espone una linea bloccata proprio nel ciclo in cui si verifica. L'ingrassaggio manuale presenta un chiaro vantaggio: i bassi costi iniziali, motivo per cui i lubrificatori a punto singolo rimangono popolari su piccole apparecchiature con solo pochi cuscinetti. Anche le routine manuali rimangono ragionevoli quando è disponibile un tecnico esperto di lubrificazione e il conteggio dei punti è basso. La decisione di solito si riduce al conteggio dei punti, all'accessibilità e alla cronologia dei fallimenti. Più punti di riferimento si hanno e più sono difficili da raggiungere, più velocemente cresce la necessità dell’automazione.
Due pratiche soglie ti aiutano a decidere. Innanzitutto, il conteggio dei punti: dopo circa 30 punti, i sistemi centrali di solito giustificano i costi di hardware e messa in servizio. In secondo luogo, l’accessibilità: se per raggiungere un cuscinetto sono necessari blocchi, scale o permessi di ingresso, l’automazione elimina tale rischio ad ogni ciclo invece di gestirlo ancora e ancora.
Abbinamento della selezione dei cuscinetti alla lubrificazione automatica
Il sistema e i cuscinetti devono essere progettati insieme e non ordinati separatamente. Le opzioni sigillate a vita, come le versioni 2RS dei cuscinetti a sfere a contatto obliquo a doppia corona delle serie 30 e 38, non necessitano di lubrificazione esterna e si accoppiano naturalmente con unità a punto singolo su apparecchiature isolate. Le versioni aperte o schermate ZZ, al contrario, accettano un percorso di rilubrificazione e sono adatte ai sistemi centrali in cui le dosi fresche arrivano nei tempi previsti.
Gli arrangiamenti precaricati meritano un'attenzione particolare. I cuscinetti a sfere a contatto obliquo a doppia corona delle serie 52 e 53 funzionano con precarico costante, pertanto un volume eccessivo di grasso provoca sbattimento, calore e danni prematuri alle guarnizioni. Il loro ciclo di lubrificazione richiede dosi più strette e più piccole anziché riempimenti generosi, che è esattamente ciò che fornisce un dispositivo di dosaggio correttamente dimensionato.
I cuscinetti a sfere standard a gola profonda sono i destinatari più comuni della lubrificazione automatica e il tipo, la quantità e l'intervallo di grasso corretti sono ben documentati. Per uno sguardo più approfondito alla selezione del grasso e alla pratica di rilubrificazione, la nostra guida al metodi di lubrificazione e manutenzione dei cuscinetti radiali a sfere copre i dettagli. Un produttore di cuscinetti come Ningbo Wanshun cuscinetto Co., Ltd. , che produce cuscinetti a sfere a contatto obliquo a doppia corona di alta precisione e bassa rumorosità e cuscinetti a sfere a gola profonda di piccole e medie dimensioni, può anche aiutarti ad abbinare una serie all'approccio di lubrificazione che intendi utilizzare.
Gli assi lineari automatizzati aggiungono i propri punti di lubrificazione. I rulli di scorrimento della serie W e rulli di guida simili scorrono lungo le rotaie nell'automazione industriale e un piccolo sistema progressivo può alimentare rulli e superfici della rotaia da un'unità compatta. Poiché questi rulli trasportano carichi puntuali concentrati, la perdita della pellicola si manifesta rapidamente sotto forma di appiattimenti, rumore e corsa irregolare, quindi beneficiano dell'erogazione misurata tanto quanto qualsiasi cuscinetto rotante.
Un sistema automatico fallisce silenziosamente se nessuno lo guarda, quindi una breve routine lo mantiene onesto:
Verificare che il livello del serbatoio scenda costantemente, poiché un serbatoio pieno settimane dopo il riempimento solitamente segnala una linea bloccata
Controllare il registro del controller o l'indicatore del ciclo almeno settimanalmente ed esaminare immediatamente eventuali allarmi di guasto
Ascolta i cuscinetti subito dopo un ciclo, perché il grasso fresco non dovrebbe mai aumentare i livelli di rumore
Verificare la compatibilità del grasso prima di cambiare prodotto, poiché la miscelazione di addensanti incompatibili può deteriorare il lubrificante
Durante le revisioni, lavare le linee principali e sostituire qualsiasi dispositivo di misurazione che abbia superato i limiti di tolleranza
Un'altra abitudine è importante: registrare il tipo di grasso su un'etichetta posizionata nell'armadio del controller, non solo su un manuale su uno scaffale. La maggior parte dei problemi sul campo sono riconducibili a un grasso sconosciuto aggiunto durante un turno di notte da qualcuno che non riusciva a trovare le specifiche.
I sistemi di lubrificazione automatica dei cuscinetti non sono una tecnologia esotica; sono l'impianto idraulico più il controllo, applicati in modo coerente. Inizia contando i punti di lubrificazione e misurando la distanza di ciascuno da una posizione praticabile della pompa. Scegli la famiglia di sistemi che corrisponde a questi numeri, scegli i cuscinetti che accettano l'approccio di lubrificazione che intendi adottare e mantieni stretta la routine di monitoraggio. I cuscinetti che ricevono una dose piccola, pulita e puntuale dureranno più a lungo di qualsiasi cuscinetto che attende qualcuno con una pistola per ingrassaggio e un'ora libera.
