Lubrificazione e manutenzione delle boccole in bronzo

Perché le boccole in bronzo vanno lubrificate

Una boccola in bronzo lavora per strisciamento. Sotto carico, l’albero e il foro in bronzo sono separati da un film di lubrificante; dove il film è sottile, la superficie in bronzo allo stagno tollera il contatto senza saldarsi all’acciaio, e nei gradi al piombo il piombo si spalma in un film provvisorio. È questa tolleranza a fare del bronzo il materiale antifrizione classico, ma è un margine che si misura in minuti, non un modo di lavorare. Senza lubrificante il coefficiente d’attrito sale da circa 0,05 a 0,3 e oltre, il calore si accumula nel contatto, il bronzo rammollisce e si trasferisce sull’albero, e lo snodo grippa o si ovalizza.

Il lubrificante fa anche due cose che con l’attrito non hanno nulla a che vedere: porta via il calore dal contatto e dilava le particelle abrasive che uno snodo su una macchina raccoglie sempre. Una boccola da cui trasuda grasso pulito alle estremità sta facendo esattamente quello che deve.

Grasso o olio?

Grasso per il moto lento, pesante e intermittente, dove il lubrificante deve restare al suo posto fra un intervento e l’altro: perni di escavatori, pale caricatrici, gru, attrezzi agricoli, presse e paratoie. Olio per la rotazione continua, le velocità più alte o dove il calore va portato via: boccole di riduttori e pompe, mandrini, rulli. Il punto di passaggio è intorno a 0,5 m/s di velocità di scorrimento, il limite nominale del bronzo fuso ingrassato; oltre serve olio per smaltire il calore e la boccola deve lavorare su un film d’olio completo.

Per le boccole la consistenza del grasso è NLGI 2 quasi in ogni caso; NLGI 1 solo per gli impianti centralizzati con tubazioni lunghe in climi freddi. L’addensante deve essere al litio o al litio complesso per il servizio generale, al calcio sulfonato per gli snodi bagnati e marini. Gli additivi EP servono sugli snodi lenti e molto caricati; gli additivi solidi come bisolfuro di molibdeno o grafite vanno bene nei perni aperti, ma possono ostruire i piccoli fori di alimentazione e impaccare le cave nelle boccole a gioco ridotto.

Ogni quanto rilubrificare

Una boccola ingrassata va rilubrificata prima che il grasso vecchio sia esaurito, ossidato o contaminato, e l’intervallo lo fissano carico, moto, temperatura e sporco, non il calendario. I costruttori di macchine pubblicano i loro piani; dove non ce n’è uno, la tabella dà punti di partenza pratici, da accorciare quando uno snodo lavora caldo, prende acqua o polvere o è sotto carico continuo.

Pompate grasso finché non ne esce di pulito da entrambe le estremità della boccola, con lo snodo scarico se possibile, così che il grasso fresco raggiunga l’arco caricato. Non mettete in sovrapressione gli snodi con tenute: per la maggior parte dei perni bastano 3–4 colpi di pompa a mano, mentre una pompa pneumatica può spingere fuori le guarnizioni. Pulite l’ingrassatore prima e dopo.

Cave di lubrificazione, fori e tasche

Il lubrificante deve raggiungere il lato caricato del foro. Un ingrassatore nella sede alimenta un foro radiale nella boccola; da lì uno schema di cave distribuisce il grasso lungo la lunghezza e intorno al foro. La cava deve partire dal foro di alimentazione e fermarsi prima delle estremità della boccola, altrimenti il lubrificante viene semplicemente spinto fuori. Le cave devono restare fuori dall’arco più caricato, perché lì interromperebbero il film proprio dove serve: alimentate dal lato scarico e lasciate che lo schema porti il grasso dentro il carico.

Per la rotazione bastano una o due cave assiali dritte o un’unica spirale. Per i perni oscillanti, che non spazzano mai tutto il foro, uno schema a otto o a spirali incrociate, oppure le tasche a rombo delle boccole avvolte in bronzo, trattengono il lubrificante nel piccolo arco che si muove davvero. La larghezza della cava è in genere l’8–12 % del diametro del foro e la profondità circa la metà della larghezza, con spigoli raccordati. Un foro senza alcuna cava si affida al grasso alle estremità e al gioco di funzionamento: va bene solo per boccole corte e poco caricate.

Sul disegno, posizionate il foro di alimentazione angolarmente rispetto alla direzione del carico e assialmente da una faccia di riferimento. «Foro d’olio» senza posizione lascia indovinare all’operatore di macchina.

Montaggio e rodaggio

La maggior parte dei guasti di boccole attribuiti alla lubrificazione è nata al montaggio. Piantate la boccola in squadra con un tampone a gradino che appoggi sulla faccia terminale, mai a martellate sul bronzo; controllate il foro dopo il piantaggio, perché una boccola a parete spessa in una sede leggera si chiude di una parte dell’interferenza e una boccola avvolta a parete sottile si chiude di tutta. Alesate o levigate il foro dopo il montaggio al gioco di funzionamento quando il disegno lo prevede. Prima del montaggio spalmate foro e albero con il lubrificante di esercizio: una partenza a secco sul bronzo segna il foro ai primi giri.

Dove la macchina lo permette, rodate lo snodo a carico e velocità ridotti per le prime ore, rilubrificate a fine rodaggio e controllate la temperatura con la mano: una boccola in bronzo troppo calda da toccare dopo dieci minuti sotto carico sta parlando di gioco o di allineamento, non di grasso.

Leggere una boccola usurata

Una boccola usata è un rapporto sullo snodo. Prima di sostituirla, guardate dove e come si è usurata.

• Usura uniforme e opaca sull’arco caricato, foro ancora rotondo: normale fine vita. Sostituite, tenendo lubrificante e piano di manutenzione.
• Bronzo lucido, spalmato o strappato, trasferimento sull’albero, macchie blu di surriscaldamento: carenza di lubrificante o gioco insufficiente. Accorciate l’intervallo, controllate il percorso di alimentazione e l’accoppiamento.
• Rigature profonde lungo l’asse, particelle inglobate: contaminazione abrasiva. Aggiungete o riparate le tenute, spurgate più spesso, valutate un albero più duro.
• Usura concentrata a un’estremità: disallineamento o perno piegato. Correggete l’allineamento; una boccola più lunga non lo risolve.
• Boccola che ha ruotato o è migrata nella sede, tracce di fretting all’esterno: interferenza insufficiente o sede usurata. Ripristinate la sede o usate una boccola flangiata o spinata.
• Foro ovalizzato nella direzione del carico con superficie ancora buona: sovraccarico o gioco eccessivo. Verificate il carico specifico rispetto al limite della lega.

Quando smettere di lubrificare e cambiare boccola

Se uno snodo non è raggiungibile, sta dentro un gruppo sigillato, lavora oltre la temperatura a cui il grasso sopravvive o viene semplicemente dimenticato in esercizio, la risposta è una boccola che porta il lubrificante dentro di sé. Il bronzo con inserti in grafite lavora a secco a bassa velocità, con la grafite che dagli inserti spalma un film, e accetta lo stesso inviluppo di una boccola in bronzo lavorata. Il bronzo sinterizzato impregnato d’olio serve i servizi leggeri e più veloci di motori ed elettrodomestici. Le boccole composite in PTFE lavorano a secco a velocità più alta e carico più basso, con una parete sottile su supporto in acciaio. Ognuna è un prodotto diverso con i propri limiti, e i nostri tecnici vi diranno quando una di queste va meglio di un ennesimo piano di ingrassaggio.