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Nozioni basilari di tribologia

Ogni anno l'attrito e l'usura causano perdite economiche di diversi miliardi di euro. Per ridurle, si effettua una vasta attività di ricerca di base tribologica.

Ogni anno l'attrito e l'usura causano perdite economiche di diversi miliardi di euro. Per ridurle, si effettua una vasta attività di ricerca di base tribologica. Sulla base di questa ricerca, le aziende con conoscenze specifiche, come la OKS Spezialschmierstoffe GmbH, si occupano dello sviluppo di lubrificanti di alta efficienza.

Che cos'è l'attrito?

L'attrito è la resistenza meccanica offerta al moto relativo di due superfici a contatto. Nella tecnica di solito l'attrito è indesiderato, in quanto causa dissipazione di energia e genera calore e usura.

Misura di coefficienti di attrito

Per calcolare il coefficiente di attrito ci si serve della formula di Coulomb. L'attrito può essere classificato in attrito radente, attrito di giro, attrito volvente e attrito misto.

Il sistema tribologico

Per l'ottimale soluzione di un problema è necessario conoscere tutte le grandezze che influiscono su un sistema tribologico. Si devono considerare anche le complesse interazioni di questi fattori. Le influenze esercitate dall'ambiente (polvere, temperatura e umidità) e i fattori costruttivi (materiale, superficie e geometria dei corpi di attrito) rivestono un'importanza altrettanto significativa dei fattori di sollecitazione (velocità, sollecitazioni a pressione e vibrazioni) per scegliere la sostanza intermedia (lubrificante).

Curva di Stribeck

La curva di Stribeck mostra l'andamento del coefficiente di attrito di un cuscinetto radente lubrificato con olio o con grasso in funzione dei diversi strati di attrito e di lubrificazione. Nella fase iniziale, l'attrito statico è seguito dall'attrito tra corpi solidi (grande coefficiente di attrito/usura elevata). All'aumentare della velocità, nella fase di attrito misto (coefficiente di attrito medio/usura media) si presenta un distacco parziale delle superfici radenti dovuta al film lubrificante. Proprio in questa fase offre protezione il film di funzionamento di emergenza che si forma tramite lubrificanti solidi (curva rossa). A velocità maggiori si forma un film di liquido idrodinamico separa completamente (come nell'aquaplaning) le superfici radenti. In questa fase di attrito idrodinamico si ottengono la minima usura e il minimo attrito.

Multifunzione dei lubrificanti

Le funzioni di un lubrificante possono essere disparate e necessarie singolarmente o in combinazione a seconda dl caso di impiego. Oltre ai requisiti primari del lubrificante – massima trasmissione delle forze con minimo attrito e minima usura – spesso è necessario soddisfare diverse proprietà secondarie, ad esempio la resistenza all'acqua e alle sostanze chimiche, la compatibilità con le materie plastiche o la protezione dalla corrosione.

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