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Il materiale più utilizzato
per la costruzione degli alberi è l'acciaio.
Nella zona di strisciamento è comunque consigliabile eseguire un
trattamento di indurimento superficiale. Per quanto riguarda
la tenuta, sono accettabili anche materiali come ghise
speciali e/o sferoidali anche se in questi casi è preferibile montare
una boccola di scorrimento in acciaio trattato. Per quanto riguarda la
tenuta di acqua con basse velocità periferiche, si possono utilizzare
materiali non ferrosi come
il bronzo o sinterizzati speciali. Questi, però, sono generalmente
sconsigliati in quanto cattivi conduttori di calore.
In alcuni casi è possibile utilizzare boccole riportate in
acciaio inossidabile. Anche il grado di finitura e la durezza
dell'albero rivestono una notevole importanza ai fini della
durata dell'anello.
6.1 Durezza
Come principio base la durezza dell'albero, accettabile, potrebbe
essere di 45 HRC
e dovrebbe crescere all'aumentare della velocità periferica. Le norme
standard DIN 3760
specificano che per velocità
superiori a 4 m/sec
l'albero
deve avere una durezza di
circa 55 HRC.
La scelta della durezza
appropriata non dipende solo dalla velocità
periferica, ma anche da fattori come la lubrificazione e la presenza di
particelle abrasive contenute nel fluido da
ritenere o nell'ambiente esterno. Scarsa lubrificazione e condizioni
ambientali poco favorevoli richiedono difatti un albero
di durezza più elevata.
6.2 Rugosità
La rugosità è indice del grado di finitura dell'albero. Può
essere espressa in diversi
modi:
- Ampiezza media (Rz): è il valore medio aritmetico delle singole
ampiezze di rugosità di 5 tratti di misura
parziali consecutivi
- Ampiezza massima di rugosità (Rmax): è la più grande delle
ampiezze di rugosità parziali che si trovano nel tratto di
misura complessivo Lm
- Rugosità media (Ra): è il valore medio aritmetico dei valori
assoluti di tutte le distanze del profilo di rugosità R all'interno del
tratto di misura complessivo Lm.
Se la rugosità viene espressa in Rmax o Rz il grado di finitura
superficiale dell'albero deve essere contenuto entro i seguenti
limiti:
- Rmax <= 6.3 µm
- Rz da 1 a 4 µm
(Per quanto riguarda la superficie, l'indice di rugosità più
significativo è Rmax). Prove sperimentali mirate a rilevare il comportamento
degli anelli di tenuta in relazione ai diversi tipi
di superfici di scorrimento hanno mostrato come i migliori
risultati ottenibili su produzione di serie in larga scala
(non solo dal punto di vista delle massime prestazioni,
ma anche con costanza, ripetibilità dei risultati, nonchè facilità
di esecuzione) possano essere ottenuti con superfici di scorrimento
finite mediante rettifica "a tuffo" (in questo caso la rugosità
Ra deve essere compresa tra 0,2 e 0,63
µm). Questo tipo di
rettifica, infatti, diventa indispensabile per non generare microrugosità
ad andamento elicoidale (tipiche delle rettifiche "a
passata"), che, per "effetto pompa",
risultano molto dannose dal punto di vista dell'efficienza della tenuta.
Nei casi in cui, per
particolari esigenze costruttive, non sia possibile
creare una superficie con le caratteristiche richieste o nel caso di
azioni dovute alla corrosione sull'albero, si
deve ricorrere al montaggio, nella zona di tenuta, di una pista
di scorrimento.
Con questa soluzione, in
caso di usura, è possibile sostituire la sola pista.
6.3 Smusso
Per non danneggiare il labbro di tenuta durante il montaggio è
necessario eseguire, secondo la direzione di montaggio, uno smusso od un
arrotondamento di invito.
Rigature, bave di lavorazione, corrosioni o
altri difetti presenti sulla superficie di tenuta dell'albero conducono
a perdite. Per questo motivo è consigliabile proteggere
gli alberi fino al montaggio, evitando danneggiamenti accidentali.
6.4 Tolleranze
di lavorazione
Per ciò che concerne le tolleranze di lavorazione dell'albero nella
zona interessata alla tenuta, è ammesso un grado di
lavorazione minimo corrispondente alla ISO h 11.
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