Olio riduttori e ingranaggi

L’olio riduttori e ingranaggi, grazie alla particolare scelta degli additivi, presenta elevata stabilità termica e chimica, spiccato potere portante del velo lubrificante ed ottime proprietà antischiuma. Gli additivi EP utilizzati, a base di zolfo e fosforo, sono compatibili con tutti i metalli ferrosi e non ferrosi usualmente utilizzati nei riduttori industriali.

Ne esistono di diversa natura, dai minerali ai sintetici ( PAO/PAG), ed ogni tipologia è più adatta ad un tipo di ingranaggio da lubrificare:  essi possiedono caratteristiche di resistenza termica-ossidativa e di protezione del dente dell’ingranaggio che li rendono differenti tra loro in base all’applicazione specifica richiesta.

Lubrificazione scorretta problemi che ne derivano

L’efficienza produttiva di ogni azienda è spesso legata alla lubrificazione variabile, e i problemi che sorgono nel momento in cui non è corretta sono innumerevoli: dalla scelta del lubrificante corretto, (ogni produttore di riduttori individua l’olio riduttori adatto al proprio prodotto ), alla quantità. Infatti i macchinari non vengono danneggiati solo dalla mancanza di olio, che se non ha uno spessore sufficiente può provocare l’asportazione dei primi strati protettivi dei metalli, provocando un aumento notevole dell’usura, ma anche dall’abbondanza, che può causare sovrapressione, che può portare a perdite di olio dagli anelli di tenuta, molto dannose in ambienti di lavoro sterili e controllati come per l’industria alimentari o farmaceutica.

Gli intervalli di manutenzione diventano molto frequenti se non ci si attiene ai consigli dei produttori e se non vengono controllate periodicamente le condizioni della lubrificazione (SERVIZIO ANALISI PREDITTIVO), una scarsa o errata lubrificazione può causare il surriscaldamento degli organi di riduzione durante il funzionamento e, di conseguenza, ingenti danni al riduttore, che vanno dell’usura precoce delle dentature fino al probabile grippaggio di uno o più cuscinetti.

Olio riduttori e ingranaggi: tipologie di lubrificazione all’interno dei riduttori

Abbiamo visto che la lubrificazione dei riduttori riveste una notevole importanza nell’ottenimento delle prestazioni ottimali dei riduttori stessi. Si possono distinguere tre condizioni:

  • Limite
  • Idrodinamica dei riduttori
  • Elastoidrodinamica

La lubrificazione limite

Avviene con ingranaggi che ruotano con basso o moderato numero di giri e che trasmettono elevate forze, o con ingranaggi sottoposti a carichi d’urto o carichi dinamici. In simili condizioni, il velo d’olio non è sufficientemente spesso da impedire totalmente il contatto metallo-metallo tra le superfici degli ingranaggi. Questo avviene in particolare nelle zone ove le asperità metalliche, penetrando attraverso il velo d’olio, vengono in contatto tra loro. Il coefficiente di attrito, nel caso della lubrificazione limite, risulta dalla combinazione di un coefficiente di attrito diretto, per le aree in contatto metallico, e di un coefficiente di attrito semifluido, per quelle zone ove un sottile strato di olio aderisce alle superfici in moto.

Nel caso della lubrificazione limite, può risultare benefica l’adozione di un lubrificante con alta viscosità, per la sua capacità di formare una pellicola notevolmente spessa. Altrimenti si ricorre all’impiego di olio con caratteristiche di estrema pressione, contenente additivi come piombo, fosforo, cloro, composti di zolfo o combinazioni degli stessi. Tali additivi reagiscono, sotto le elevate temperature che si sviluppano allorché le asperità metalliche vengono in contatto tra loro, sviluppando composti di reazione superficiale che presentano coefficienti di attrito inferiori a quelli dei materiali metallici costituenti gli ingranaggi. In tal modo si riduce il calore sviluppato per attrito e si impedisce la possibile reciproca saldatura della asperità in contatto.

La lubrificazione idrodinamica

Avviene quando tra due superfici scorrevoli l’una rispetto all’altra si instaura un velo di lubrificante sufficientemente spesso da impedire il contatto diretto metallo-metallo. Tale condizione tende a verificarsi nelle zone dove si ha rotolamento puro.

È prevedibile che si possa avere una lubrificazione idrodinamica con velocità periferiche degli ingranaggi comprese tra 5 e 70 m/min (esempio: per una ruota di 200mm di diametro i giri corrispondenti sono rispettivamente 25 e 350 al minuto).

Quando la velocità periferica  inferiore a 5m/min, è quasi impossibile che si possa instaurare un velo idrodinamico di olio. Nel caso che l’ingranaggio sia sottoposto a condizioni variabili di scarico, ad urti o variazioni di velocità, si può instaurare una situazione alternativa limite.

Nei riduttori a vite senza fine, data la particolare geometria del contatto vite/ruota, è difficile che si possa formare una pellicola di olio per effetto idrodinamico. La lubrificazione è pertanto affidata soprattutto alla capacità dell’olio riduttori di aderire alle superfici in contatto e di resistere ad un effetto di rimozione dovuto al forte strisciamento. Per la lubrificazione dei riduttori a vite senza fine si consigliano in genere, oli con caratteristiche di estrema pressione e, talvolta, alquanto viscosi.

La lubrificazione elastoidrodinamica

È un regime di lubrificazione che si può avere con velocità periferiche oltre 60m/min. La formazione di un velo d’olio elastoidrodinamico dipende da due fattori: le proprietà idrodinamiche del fluido o la deformazione delle zone di contatto, le pressioni agenti sugli ingranaggi tendono a deformare il materiale nella zona di contatto, creando come delle sacche in cui l’olio rimane parzialmente intrappolato. Se la velocità periferica è sufficientemente elevate, l’intervallo di contatto è talmente breve da non permettere all’olio di sfuggire dalla sacca. L’espulsione dell’olio è altresì contrastata od impedita dal fatto che il lubrificante, per effetto della forte pressione su di esso agente, aumenta notevolmente di viscosità. Per effetto di questo aumento di viscosità sotto carico, si forma una spessa pellicola d’olio che conferisce al lubrificante un’alta capacità portante, sia in regime idrodinamico che in regime elastoidrodinamico.

In particolare ne consegue che, ingranaggi che ruotano con elevate velocità periferiche possono funzionare, anche sotto carichi elevati, con oli meno viscosi di quelli che, a parità di altre condizioni, sarebbero richiesti con velocità periferiche inferiori.

Olio riduttori e ingranaggi: manutenzione

Ogni tipologia di riduttore ha delle tempistiche precise per la sostituzione dell’olio lubrificante indicate dal costruttore stesso, tuttavia tali tempistiche possono variare a seconda delle condizioni operative e delle ore di reale funzionamento del riduttore stesso. Per una precisa tempistica di  sostituzione della carica di lubrificante presente all’interno del riduttore, è consigliato quindi un programma di analisi ad intervalli regolari : tali analisi infatti sono in grado di fornirci numerose informazioni sia sullo stato del lubrificante sia sullo stato del macchinario in cui opera, evidenziando eventuali usure e contaminazioni che potrebbero portare a rotture improvvise con conseguente fermo macchina .

E’ sempre buona norma inoltre  controllare il livello almeno una volta al mese per funzionamento intermittente o anche più frequentemente in caso di funzionamento continuo, in modo da poter fare delle aggiunte se necessario.

Come sostituire l’olio nel riduttore

Per agevolare lo svuotamento del riduttore, si consiglia il cambio dell’olio venga realizzato a riduttore caldo, seguendo queste 5 fasi:

  1. Posizionare un recipiente abbastanza capiente sotto il tappo di scarico.
  2. Togliere i tappi di carico e scarico, lasciare che il lubrificante defluisca e attendere il tempo necessario per farlo uscire completamente.
  3. Sostituire le guarnizioni dei tappi di carico e scarico e pulire con cura le parti interne con liquidi idonei e il magnete eventualmente presente.
  4. Riavvitare il tappo di scarico ed installare il riduttore nella sua posizione definitiva.
  5. Riempire il riduttore con l’olio nuovo fino al raggiungimento del livello indicato nell’apposito tappo o livello visivo e avvitare il tappo di carico.

Dopo di che l’olio esausto andrà smaltito secondo le norme di legge; infatti, per non creare danni all’ambiente, gli oli esausti vanno consegnati ad aziende autorizzate allo smaltimento di questo genere di rifiuti  ( http://www.conou.it/it/ ).

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