Gli ingranaggi a vite senza fine e ruota elicoidale sono utilizzati in vari tipi di applicazioni per la loro capacità di fornire elevati rapporti di riduzione e non di rado per la capacità autobloccante. Tuttavia nel loro caso la scelta della migliore modalità di lubrificazione non si limita alla corretta viscosità del lubrificante.
Nella maggior parte degli ingranaggi il moto relativo fra i denti è una combinazione di rotolamento e strisciamento, ma negli ingranaggi a vite senza fine è predominante lo strisciamento. Questa condizione genera un attrito elevato, a cui corrisponde una temperatura di esercizio altrettanto elevata. Tenuto conto che la velocità relativa di scorrimento in genere non è abbastanza alta da instaurare un regime di lubrificazione idrodinamica (o a film spesso), le superfici rimangono a contatto, ed essendo quindi soggette a lubrificazione limite necessitano di lubrificanti per applicazioni gravose. Qui i lubrificanti per estreme pressioni (EP) non sono sempre adatti, perché i loro additivi spesso contengono zolfo attivato o cloro, che possono danneggiare il bronzo con cui può essere costruita la vite. Per ridurre quest’effetto nocivo alcuni lubrificanti EP utilizzano zolfo disattivato.
Vi sono anche gli oli composti, ottenuti dalla combinazione di olii minerali e acidi grassi, additivati con anti-ossidanti e anti-ruggine. Tuttavia questi lubrificanti possono venire impiegati solo quando la temperatura d’esercizio non supera gli 80° C, per evitare che l’elevata ossidazione generi una grande quantità composti acidi dannosi per la vite in bronzo.
I lubrificanti sintetici sono un’altra soluzione che, sebbene inizialmente più costosa, può migliorare notevolmente l’efficienza e la durata degli ingranaggi. Questi lubrificanti si suddividono in genere in due categorie: con polialfaolefine (PAO); e con glicole polialcilenico (PAG). Rispetto ai PAG, i PAO possono includere additivi EP e venire utilizzati in una più ampia gamma di temperature. I PAG hanno anche loro una buona tolleranza termica, e vantano proprietà lubrificanti migliori rispetto ad altri lubrificanti, ma non includono additivi EP e tendono a essere incompatibili con vernici, guarnizioni e policarbonati.
In questo tipo di ingranaggi è importante anche la disposizione della vite rispetto alla ruota. Infatti nella maggior parte dei casi la vite è collocata sopra la ruota, perché questa soluzione richiede un 50% di lubrificante in meno rispetto alla soluzione in cui la vite sia collocata sotto la ruota.
Carlo Remino
Ricercatore in Meccanica Applicata alle Macchine presso la facoltà di ingegneria dell’Università degli Studi di Brescia. carlo.remino@unibs.it
