L'usura da attrito o da tenuta può aumentare nel tempo anche in condizioni stabili, a causa di diversi fattori sottostanti che possono non essere immediatamente evidenti.Anche se l'ambiente operativo può sembrare costante, i cambiamenti graduali nelle proprietà dei materiali, l'accumulo di calore o le interazioni tra i componenti possono portare a un'usura accelerata.Questo fenomeno è particolarmente rilevante nei sistemi meccanici, dove le guarnizioni e le superfici di attrito sono fondamentali per le prestazioni e la durata.
Punti chiave spiegati:
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Accumulo di calore ed effetti termici
- Anche in condizioni stabili, il funzionamento continuo può provocare un accumulo di calore localizzato.
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Le temperature elevate possono causare
- Ammorbidimento o indurimento dei materiali, con conseguente alterazione della loro resistenza all'usura.
- Espansione termica, con conseguente disallineamento o aumento della pressione di contatto.
- Degradazione dei lubrificanti, che ne riduce l'efficacia.
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Indurimento del materiale o modifiche della superficie
- Le superfici degli alberi o i materiali delle tenute possono subire cambiamenti microstrutturali nel corso del tempo.
- L'indurimento del lavoro (ad esempio, negli alberi in metallo) può aumentare la rugosità della superficie, accelerando l'usura abrasiva.
- Le guarnizioni polimeriche possono perdere elasticità o sviluppare microfratture a causa di sollecitazioni prolungate.
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Riempitivi abrasivi e interruzione del film di trasferimento
- Alcune guarnizioni contengono riempitivi fibrosi o particellari a scopo di rinforzo.
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Sebbene questi riempitivi migliorino la resistenza all'usura, possono:
- Impedire la formazione di un film di trasferimento uniforme (uno strato protettivo che riduce l'attrito).
- Agiscono come abrasivi se distribuiti in modo non uniforme o se il materiale della matrice si degrada.
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Carico dinamico e micromovimenti
- Anche le condizioni "stabili" possono comportare sottili vibrazioni o carichi ciclici.
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Nel tempo, questi piccoli movimenti possono causare
- Usura da sfregamento nei punti di contatto.
- Cricche indotte dalla fatica nelle guarnizioni o nelle superfici di accoppiamento.
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Degradazione ambientale e chimica
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L'esposizione a umidità, ossigeno o sostanze chimiche di processo può provocare:
- Ossidazione dei componenti metallici.
- Rigonfiamento o infragilimento delle guarnizioni polimeriche.
- Questi cambiamenti possono non essere visibili inizialmente, ma si accumulano nel tempo.
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L'esposizione a umidità, ossigeno o sostanze chimiche di processo può provocare:
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Guasto della lubrificazione
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I lubrificanti possono:
- contaminarsi con detriti da usura
- Perdono viscosità a causa dell'assottigliamento per taglio o della degradazione termica.
- Questo riduce la loro capacità di separare efficacemente le superfici.
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I lubrificanti possono:
Avete considerato come piccole deviazioni dall'allineamento o dal carico ideale possano aggravarsi nel tempo?Anche in sistemi ben mantenuti, questi fattori sottili possono avere un impatto significativo sul comportamento dell'usura a lungo termine.L'interazione tra le proprietà dei materiali, i fattori ambientali e le dinamiche operative crea un complesso panorama di usura che richiede un'attenta selezione e monitoraggio dei materiali.
Tabella riassuntiva:
| Fattore | Impatto sull'usura |
|---|---|
| Accumulo di calore | Ammorbidisce/indurisce i materiali, degrada i lubrificanti, causa l'espansione termica. |
| Indurimento del materiale | Aumenta la rugosità della superficie, riduce l'elasticità o crea microfratture. |
| Riempitivi abrasivi | Disturbano il film di trasferimento, agiscono come abrasivi se distribuiti in modo non uniforme. |
| Carichi dinamici | Provoca usura da sfregamento e cricche da fatica dovute a micromovimenti. |
| Degradazione chimica | Porta all'ossidazione, al rigonfiamento o all'infragilimento delle guarnizioni/superfici di accoppiamento. |
| Rottura della lubrificazione | La contaminazione o l'assottigliamento riducono la separazione superficiale, aumentando l'attrito. |
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