Ridurre l'usura delle guide lineari

Per ottenere la massima vita utile di una guida lineare è necessario tenerla pulita e ben lubrificata.

Più che un consiglio sembra semplice buon senso, eppure nella realtà quotidiana dei processi produttivi a ciclo continuo e ad alta intensità i cuscinetti si sporcano e si seccano.

Quando si verifica anche solo una delle due condizioni, le guide lineari si usurano più rapidamente. Negli scenari peggiori, contaminazioni e lubrificazione insufficiente possono creare un contatto metallo contro metallo fra gli elementi volventi e la pista di scorrimento. Questo può provocare un'usura eccessiva, sotto forma di ammaccature, vaiolatura o grippaggi.

Per chiunque abbia progettato o lavorato con macchine industriali non sarà certo una novità sentir parlare dell'importanza della lubrificazione e dell'evitare le contaminazioni.

Quando si utilizzano guide lineari su apparecchiature medicali, alimentari, macchine da imballaggio o altri sistemi sensibili, i costruttori spesso adottano misure straordinarie per tenere fuori i contaminanti e tenere dentro l'olio. Possono aggiungere costosi giunti per coprire le guide, oppure optare per sistemi d'ingrassaggio automatici ancora più costosi.

Tuttavia, nella loro preoccupazione, i costruttori spesso trascurano soluzioni progettuali più economiche per risolvere i problemi di contaminazione e lubrificazione.

Lotta alle contaminazioni

Le contaminazioni avvengono in forme diverse, alcune più aggressive di altre. I detriti metallici provenienti dalle lavorazioni, per esempio, sono una delle cause più frequenti di usura. Anche le polveri di silicio generate dalla fabbricazione di semiconduttori sono un osso duro per le superfici delle guide. I processi produttivi moderni possono produrre un elenco lunghissimo di potenziali contaminanti.

Anche i contaminanti meno aggressivi possono diventare un problema. Anche quelli più morbidi - dell'industria alimentare, per esempio - possono accumularsi nelle guide lineari.

Questo tipo di detriti magari non generano usura, ma possono impedire il funzionamento corretto del sistema lineare, con conseguenze negative sull'accuratezza del posizionamento e sulla qualità del prodotto. Se una guida lineare si riempie di sporco fino a bloccarsi, ci sono anche possibili costi di manutenzione e di fermo macchina da considerare.

La contaminazione è inoltre una strada a doppio senso. Oltre a preoccuparsi di quella che deriva dal prodotto e interferisce con il sistema lineare, i costruttori si preoccupano anche del lubrificante in eccesso o del particolato generato dalla guida che può contaminare a sua volta il prodotto.

Questo tipo di contaminazione da macchina a prodotto è una preoccupazione per i settori più sensibili, quali quello medico, elettronico e dei semiconduttori.

Con le guide lineari convenzionali, le piccole sfere a ricircolo su una pista di scorrimento hanno un gioco ridottissimo. Anche un detrito relativamente piccolo può interferire con esse. Al contrario, guide con elementi volventi di diametro maggiore possono far fronte a contaminanti anche relativamente grandi. Si pensi alla differenza fra uno skateboard e un camion che scavalcano un dosso artificiale su strada.

Le guide Compact Rail di Rollon, per esempio, sono basate su elementi volventi del diametro di decine di millimetri. Queste guide lineari possono passare sopra a qualsiasi tipo di impurità che invece bloccherebbe le guide con elementi volventi più piccoli - compresi detriti metallici, polveri di carta e altro ancora.

Gli elementi volventi di diametro maggiore sono anche più resistenti al danneggiamento rispetto a quelli più piccoli. Anche se un contaminante rovina la superficie del cuscinetto o della guida, l'elemento volvente più grande di solito continua a funzionare.

Macchine ben oliate

Spesso quando si parla di problemi di lubrificazione si intende che non c'è abbastanza olio o grasso. A volte è così, perché il lubrificante cola fuori o viene espulso dalle guide, lasciandole in balia della frizione fra parti metalliche e, quindi, dell'usura.

Ma c'è anche un risvolto della medaglia. I manutentori, pistola lubrificatrice alla mano, spesso eccedono nel lubrificare le guide lineari, rischiando di superare le guarnizioni e disperdere olio nell'ambiente.

Bisogna ricordare che anche il lubrificante è considerato un contaminante. Anche cuscinetti troppo lubrificati possono aggravare il problema della contaminazione o spingere i costruttori di macchine a optare per giunti o coperture fisiche.

Immettere la giusta quantità di lubrificante in una guida lineare nei giusti intervalli può essere problematico, perché il tutto dipende da fattori specifici dell'applicazione, quali il tipo di cuscinetto e il ciclo di lavoro.

La sensibilità dell'applicazione alla contaminazione ha anch'essa il suo ruolo: in certi settori, i programmi di lubrificazione sono meno intensi.

Ci sono metodi per assicurarsi che le guide lineari siano sempre adeguatamente lubrificate con pochi interventi dei manutentori. L'opzione più costosa sono i sistemi di lubrificazione automatici, eredità del settore delle macchine utensili, fondamentali per mantenere la patina d'olio che s'interpone fra le superfici di strisciamento.

Per impedire la contaminazione, i costruttori di macchine spesso integrano nelle guarnizioni delle guide lineari anche giunti o altri tipi di coperture.

Questi elementi possono rappresentare un maggior costo e richiedere più manutenzione, ma hanno una loro utilità. Nelle camere bianche, per esempio, può essere richiesto che vi sia una barriera fisica fra il prodotto e gli elementi della macchina.

E nei centri di lavorazione è essenziale proteggere qualsiasi sistema di movimentazione dai detriti metallici.

Ma ci sono anche situazioni di contaminazione molto meno gravi. In questi casi, i costruttori dovrebbero considerare tipi di guide meno sensibili alla contaminazione e meno portate a generarne esse stesse. 

Le guide lineari con elementi volventi grandi e sigillati rientrano in questa categoria.

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