Attrito e Lubrificazione

L’attrito si genera quando due superfici strisciano l’una sull’altra in quanto esse non sono mai perfettamente levigate. Sulle superfici ci sono in effetti creste e avvallamenti, generalmente tanto piccoli da non poter essere osservati ad occhio nudo e talvolta rilevabili solo mediante fortissimi ingrandimenti. Quando due superfici sono accoppiate, l’effettivo contatto avviene sulle creste o “asperità”, come generalmente sono denominate. Se l’area di contatto iniziale è troppo piccola per reggere il carico applicato, interviene una deformazione elastica delle superfici, cosicché l’area di contatto risulta aumentata. Se il carico è ancora più forte, si instaura una deformazione plastica. Se poi una superficie subisce una traslazione rispetto all’altra, intervengono ulteriori deformazioni, specialmente sotto carichi notevoli, con ingranamenti o saldature delle asperità che si toccano e che oppongono una certa resistenza al moto. Questa resistenza, sia se dovuta alle asperità che si toccano che ad incipienti ingranamenti, è definita attrito. Questo attrito genera calore e può causare danni notevoli alle superfici in contatto.Una delle tecniche migliori per cercare di ridurre gli attriti tra due superfici in moto relativo è quella di interporre una sostanza con caratteristiche diverse da quelle delle due sostanze considerate in modo da separarle di quel tanto che sia sufficiente affinché le rispettive asperità superficiali non si tocchino. Questa sostanza, che può essere un gas, un liquido o un solido, è detta, in termini generali, lubrificante. L’impiego dei lubrificanti liquidi è di gran lunga il prevalente. Gli oli lubrificanti sono costituiti da un olio base (minerale o sintetico) al quale vengono aggiunti degli additivi, la cui funzione è quella di migliorare le caratteristiche del lubrificante.

La lubrificazione che si ottiene può essere divisa in vari tipi:
• Lubrificazione limite
• Lubrificazione mista o imperfetta
• Lubrificazione idrodinamica
La relazione tra questi tre diversi tipi di lubrificazione può essere molto meglio intesa esaminando come si instaura il velo d’olio tra le superfici in movimento. Quando inizia il moto, l’attrito tra le superfici è altissimo. Frequentemente c’è contatto metallo contro metallo. Solo poche molecole d’olio, in tali condizioni, tra superficie e superficie (lubrificazione limite).
Non appena la velocità aumenta, l’attrito diminuisce rapidamente poiché incomincia a formarsi tra le due superfici in moto un sottile velo d’olio. C’è ancora contatto tra metallo e metallo ma molto meno che nel primo caso (lubrificazione mista o imperfetta).
Se il velo d’olio diventa sufficiente spesso è capace di separare completamente le superfici metalliche in moto relativo, allora siamo nella condizione della lubrificazione idrodinamica. Un ulteriore aumento della velocità incrementa lo spessore del velo d’olio con un maggior margine di sicurezza, ma l’attrito ricomincia ad aumentare per il formarsi di fenomeni di agitazione (turbolenza) nello stesso velo d’olio.
Per svolgere una corretta lubrificazione degli organi meccanici nelle applicazioni industriali un olio deve avere i seguenti requisiti:
• Tenere separate le superfici in movimento, creando tra queste un film continuo impedendone il contatto in tutte le condizioni di carico, temperatura e velocità • Agire da fluido di raffreddamento
• Possedere una stabilità termica ed ossidativa tale da non degradarsi nel periodo di vita utile
• Proteggere le superfici dall’attacco di agenti atmosferici o di prodotti aggressivi che si formano durante l’esercizio
• Impedire la formazione di depositi e/o tenerne dispersi nel fluido gli eventuali.