Scanalatura per O-ring - Dinamica - Pneumatica

Pneumatica versus idraulica: la differenza nella gola

La tenuta radiale dinamica per la pneumatica assomiglia molto all’idraulica, ma ci sono due differenze essenziali. In primo luogo, la pressione di esercizio nella pneumatica è generalmente più bassa, raramente superiore a 16 bar nelle applicazioni industriali. Questo riduce in parte il requisito relativo alla larghezza del gioco e al materiale. In secondo luogo, il fluido è l’aria, e l’aria non lubrifica. Negli O-ring idraulici, il fluido idraulico crea un film lubrificante sulla superficie di tenuta. Nella pneumatica, questo film è completamente assente, a meno che il sistema non venga lubrificato intenzionalmente. La compressione viene quindi impostata leggermente più bassa nella pneumatica rispetto all’idraulica per limitare l’attrito a secco. Tuttavia, l’anello deve sempre fare sufficiente contatto per bloccare il flusso d’aria. Questo equilibrio determina il campo di progetto della gola.

I parametri della gola per applicazioni pneumatiche

I sei parametri della gola sono gli stessi dell’idraulica: d2, t, b1, z, r1 e r2. I valori di t sono leggermente più alti rispetto all’idraulica per lo stesso diametro della sezione, con il risultato di una compressione ancora più bassa. Il resto della geometria è comparabile. Il risultato è una gola che preme l’anello con meno forza, riducendo l’attrito a scapito di un rischio di perdita leggermente maggiore in presenza di pressioni variabili.

d2: diametro della sezione

Il diametro della sezione è il punto di partenza dell’intero calcolo della gola, anche nell’uso pneumatico. Per i cilindri pneumatici si usano generalmente diametri della sezione più piccoli rispetto all’idraulica, perché le pressioni di esercizio sono più basse e la costruzione è più compatta. Le misure comuni sono 1,78 mm, 2,62 mm e 3,53 mm per la pneumatica industriale standard.

t: profondità della gola (tolleranza +0,05 mm)

Nella pneumatica, la profondità della gola è ancora più vicina a d2 rispetto all’idraulica. Con d2 = 5,00 mm, t = 4,60 mm: una compressione di appena l’8%. Nell’idraulica, per lo stesso diametro della sezione, è del 12%. Quel 4% in meno di compressione riduce sensibilmente l’attrito, ma richiede una superficie di tenuta più precisa. Anche qui la tolleranza su t è positiva: la gola può essere leggermente più profonda, ma mai meno profonda.

b1: larghezza della gola (tolleranza +0,25 mm)

La larghezza della gola è comparabile a quella dell’idraulica per lo stesso diametro della sezione. Nella pneumatica, il twisting gioca un ruolo ancora maggiore che nell’idraulica, perché la compressione più bassa trattiene l’anello meno saldamente nella gola. Mantenete b1 entro le tolleranze e non usate mai una gola più larga del valore nominale più la tolleranza.

z: lunghezza dello smusso

La lunghezza dello smusso sul lato di inserimento è identica a quella dell’idraulica. Nei sistemi pneumatici si lavora più spesso con una lubrificazione ridotta, il che aumenta il rischio di danneggiamento durante il montaggio. Eseguite sempre lo smusso come indicato nella tabella: 15-20 gradi, lunghezza z dipendente da d2.

Compressione pneumatica: 7-13% di d2. Più bassa dell’idraulica (9-16%). Una compressione più bassa richiede una finitura superficiale ancora più precisa.

Lubrificazione e finitura superficiale

L’aria non lubrifica, ma molti sistemi pneumatici usano una nebbia d’olio o grasso siliconico come lubrificazione. Questo riduce l’attrito e prolunga notevolmente la durata dell’anello. Senza lubrificazione, l’anello si usura più velocemente e l’attrito è più elevato a ogni corsa. Il requisito di rugosità per la superficie di tenuta nell’uso dinamico pneumatico è Ra max. 0,4 µm (Rz max. 1,2 µm), lo stesso dell’idraulica. Con una qualità superficiale insufficiente, l’usura si verifica già a basse pressioni, soprattutto senza lubrificazione.

Tre punti di attenzione nella tenuta pneumatica

1. La lubrificazione non è un lusso. Nei cilindri pneumatici a funzionamento a secco, l’O-ring si usura più rapidamente e l’attrito è maggiore. Usate grasso siliconico o una nebbia d’olio se il sistema lo consente.

2. Una bassa compressione richiede una superficie di tenuta precisa. La minore compressione nella pneumatica riduce la forza di contatto. Una superficie di tenuta ruvida è meno tollerata nella pneumatica che nelle applicazioni statiche. Ra 0,4 µm è davvero il limite massimo.

3. Fate attenzione al twisting con corse brevi. Con corse brevi e bassa compressione, l’anello tende a ruotare nella gola. Controllate accuratamente la larghezza della gola b1 ed evitate gole troppo larghe.

Materiale per O-ring pneumatici

NBR è la scelta standard per la pneumatica a temperatura ambiente con o senza nebbia d’olio. EPDM viene usato in sistemi con vapore o vapore acqueo, oppure in applicazioni senza lubrificazione a olio in cui NBR soffre di essiccamento. FKM è la scelta preferita per gas aggressivi, alte temperature o uso con detergenti chimici. Gli O-ring in silicone vengono utilizzati a temperature estreme (sotto -50 °C o sopra +150 °C), ma sono meno resistenti all’usura ed elastici rispetto a NBR o FKM.

Controllate la compatibilità del vostro fluido tramite la guida alla resistenza chimica.