Essendo negato per spiegare le cose, come dice sempre mia figlia, ho dato un taglio semplice
alla cosa dividendola, anche per motivi di tempo, in due parti: cause (I) e correzioni (II).
Spero di non aver detto cose troppo banali e che magari tutti voi conoscete già bene.
Nel caso J può buttare tutto…
Parte I
Attrito
Due corpi in movimento reciproco con contatto incontrano una forza resistente che si chiama attrito.
L’attrito è, per corpi solidi e nel limite di elasticità, linearmente proporzionale alla
pressione esercitata tra i due moltiplicata per un coefficiente d’attrito dipendente dai
materiali stessi.
[In maniera adimensionale Fr = us(d) * Fp. Dove u (Mu) può essere (s)tatico o (d)inamico.]
L’attrito è di tre tipi, radente, volvente e viscoso. Il primo è il più noto e si manifesta
quando due parti strisciano tra loro. Il paletto della serratura ad esempio.
Il secondo si verifica quando una parte rotola su di un’altra ed è di regola decine di
volte inferiore al primo.
Ad esempio le sfere di un cuscinetto. Il terzo è quello di un corpo che si muove in un
liquido ed è l’attrito generato ad esempio dai lubrificanti sulle parti lubrificate. (Caso full fluid)
In questo ultimo caso l’usura è immisurabile per quanto teoricamente sempre presente.
Usura
Nel momento in cui si ha attrito si ha anche una usura delle superfici in contatto.
Sono le due facce della stessa medaglia.
Essa dipende oltre che dal valore assoluto dell’attrito anche dalla durezza dei corpi.
In particolare più è grande e meno si ha usura. L’uso della ceramica nelle moderne
macchine è dovuto a questo fenomeno.
Ottone o allumino hanno usure di 20, 30 o più volte superiori rispetto
a combinazioni ad alta durezza.
L’usura si ha con asportazione o per trasferimento, i cultori della materia
scuseranno la semplificazione.
Nel secondo caso il materiale più morbido si trasferisce sulla superficie più
dura, lasciandovi quindi delle tracce visibili mentre nel primo caso si ha
invece una disgregazione delle superfici con generazione di piccole particelle
libere che, se lasciaste in sede, determinano un aumento drammatico dell’attrito
e dell’usura dei pezzi.
[Si generano gradienti di Fp enormi con asportazioni profonde di materiale]
E’ il motivo dei filtri nei circuiti dell’olio e delle calamite nei tappi degli
stessi dove applicabile.
Lubrificazione
Per abbassare la resistenza di contatto tra materiali si usa interporre dei materiali, più
morbidi, tra le loro superfici. Senza entrare nei dettagli delle varie tecnologie
fermiamoci ai mezzi liquidi o semi liquidi.
Ovvero i lubrificanti. Si dividono per consistenza in oli, grassi, saponi eccetera.
Il loro funzionamento, in particolare di quelli liquidi, ha tre
fasi di lavoro: fluida, mista e limite o marginale.
In lubrificazione fluida l’olio separa totalmente le parti le quali “galleggiano” su
uno strato d’olio che può essere di tipo spesso o sottile. Gli alberi motore delle
auto lavorano in lubrificazione fluida: pochi secondi a piena potenza senza di essa
e addio motore.
Come già detto l’usura è qui quasi zero, almeno a regime di lavoro.
Nel caso che il meato tra le parti sia troppo piccolo per la rugosità residua si
possono avere leggeri e sporadici contatti tra i metalli e allora si parla di
lubrificazione mista. Nel caso i contatti siano molti , rugosità eccessiva, giochi
o asimmetrie di lavorazioni, moti alternativi, si parla di lubrificazione limite con
contatti continui e permanenti: è il nostro caso penso.
Vedremo ora cosa sono e come lavorano i lubrificanti.
Segue parte II