problema surriscaldamento "bronzine" tornio

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AndreaNSR125
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problema surriscaldamento "bronzine" tornio

Messaggio da AndreaNSR125 » mercoledì 12 settembre 2012, 20:42

allora: il mio vetusto tornietto (simil super7 per intenderci) aveva le bronzine ormai ben oltre la frutta, presentando un gioco di decimi di mm, e che io avevo fin'ora sempre utilizzato lubrificandolo a grasso... e salvo avere asportazioni di materiale piuttosto ridotte, funzionava bene.
Con il tempo, non riuscendo a far entrare bene il grasso nella bronzina (e ammetto, un po di leggerezza da parte mia), le bronzine si sono usurate ulteriormente eho deciso di rifarle.
Le ho rifatte in materiale composito, usando come primo strato un tessuto di kevlar (ottima resistenza ad usura, ma trattandosi comunque di materiale plastico, non dovrebbe risultare abrasivo sull'albero), poi qualche avvolgimento in carbonio e poi fibra di vetro.
senza dilungarmi troppo perchè ci vorrebbero pagine intere, sono arrivato a questo punto: le "bronzine" girano bene sull'albero, con una minima resistenza.
Tutto l'insieme da montato gira senza molta resistenza.
Comparatore alla mano però mi trovo con un gioco verticale sulla bronzina anteriore di almeno 5 centesimi.
Se faccio un po più di forza sul naso dell'albero i centesimi continuano a salire, diciamo fino a 15 usando molta forza e non ho ancora capito bene se sia un problema di rigidezza o di cos'altro.

Il problema è che una volta messo in moto, l'albero tende a surriscaldarsi, arrivando anche al grippaggio. In questa condizione il comparatore non si muove. Appena si raffredda un po l'albero, il gioco sul naso è di 1-2 centesimi, ma la temperatura dell'albero è molto alta (non ci si tiene su la mano).
Questo si verifica tenendo la velocità  di circa 1000 rpm se non sbaglio i conti. a 500 rpm invece non dà  problemi di grippaggio, ma l'albero si riscalda comunque molto (ma ci si tiene su la mano)

Quello che non riesco a capire è da dove arrivi tutto questo riscaldamento... che ci sia una bronzina che sfrega sull'albero? E' dato semplicemente dall'attrito con l'olio?
Le bronzine così fatte sono estremamente isolanti (fredde al tatto, nonostante l'albero bollente) quindi l'albero non ha possibilità  di raffreddarsi per conduzione.
Quando usavo il grasso con le bronzine originali, si scaldava la testa, orientativamente sui 30-40°, ma... era grasso!

qualche consiglio? grazie a tutti!

Ocean
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Re: problema surriscaldamento "bronzine" tornio

Messaggio da Ocean » giovedì 13 settembre 2012, 16:40

Andrea,

Da una rapida ricerca su google non sono certissimo che un cuscinetto fatto solo di materiali come quelli da te elencati possa funzionare (il vetro è sicuramente un forte abrasivo, carbonio e kevlar non saprei). Tuttavia, essendo tu un ingegnere, le tue fonti saranno di gran lunga migliori di quelle consultate da me: prendi quindi le mie parole come riflessioni "ad alta voce".

Sempre da fonte web, i cuscinetti in composito contengono almeno un materiale già  conosciuto per le sue proprietà  lubrificanti. In questo documento, ad esempio, viene analizzato il comportamento di un manufatto in Kevlar/PTFE:

http://www.cjmenet.com.cn/xuebaoenglish ... 10-367.pdf

Potrebbe darsi che il grosso della funzione di cuscinetto radente la stia facendo la matrice di resina, le cui caratteristiche tribologiche mi sono ignote, ma che non penso possano essere granchè (è una plastica non pensata allo scopo, dopo tutto).
In caso di scarsa resistenza alla frizione della suddetta matrice resinosa, potrebbe verificarsi una rapida usura della stessa, che porterebbe l'albero a diretto contatto delle fibre, con generazione di notevoli quantità  di calore.

Mauro

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stev 62
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Re: problema surriscaldamento "bronzine" tornio

Messaggio da stev 62 » giovedì 13 settembre 2012, 19:45

AndreaNSR125 ha scritto:
Le bronzine così fatte sono estremamente isolanti (fredde al tatto, nonostante l'albero bollente) quindi l'albero non ha possibilità  di raffreddarsi per conduzione.
ti sei risposto da solo il kevlar non è un buon conduttore di calore

AndreaNSR125 ha scritto:
Quando usavo il grasso con le bronzine originali, si scaldava la testa
esatto ,questo perchè il bronzo ha una conduziuone del calore di molto maggiore e di conseguenza
riscaldava tutta la testa

AndreaNSR125
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Re: problema surriscaldamento "bronzine" tornio

Messaggio da AndreaNSR125 » venerdì 14 settembre 2012, 0:33

vi ringrazio per le risposte, dunque:
da un punto di vista del materiale di una bronzina, in realtà  non dovrebbe poi cambiare molto: quando si è instaurata la portanza idrodinamica, l'albero non è più a contatto con il materiale della bronzina, quindi l'usura della stessa dipende dall'erosione data dall'olio e da quelle condizioni che non permettono l'instaurarsi della lubrificazione idrodinamica: giri troppobassi, oppure carichi troppo alti.
per quanto riguarda l'abrasività  del kevlar non ho alcun riscontro teorico: vetro e carbonio lo sono e non poco, ma il kevlar è una fibra arammidica, ovvero sostanzialmente si tratta di plastica e in base a questo il suo potere abrasivo immagino sia sufficientemente basso.
Quantomeno: sono arrivato al grippaggio parecchie volte, e l'albero non ne ha risentito, mentre con una bronzina classica c'è la formazione di rigature.
Durante il "rodaggio" della bronzina (era un po stretta in alcuni punti,strisciava e sforzava non poco), l'albero è stato lucidato, ma non ha minimamente perso le rigature che si erano formate con la bronzina originale, e anche questo lo interpreto come un buon comportamento a strisciamento.

Per quanto riguarda il calore: indubbiamente essendo la bronzina forteente isolante, tutto il calore viene dissipato dall'albero che quindi è ovviamente più soggetto a surriscalamento, quello che però volevo capire è quanto è giusto che si scaldi...
Prima la bronzina lavorava a grasso e questo comportava un riscaldamento molto maggiore che con l'olio, quindi non penso di poterlo prendere come metro di paragone.
sostanzialmente: non credo che il solo calore generato dall'attrito con l'olio possa causare tutto questo surriscaldamento, secondo me c'è qualcos'altro che non va.... cosa?
Ho fatto alcune prove: ho colorato l'albero con un pennarello indelebile e sono arrivato al grippaggio. La vernice è stata completamente rimossa dall'albero e si è depositata sulla bronzina su una decina di "creste" assiali, disposte più o meno omogeneamente sulla superficie.
Rifatto la prova a velocità  più bassa e ho notato che la vernice viene rimossa solo in 3 piccole fasce circonferenziali (una decina di mm di larghezza in tutto, circa), segno che quindi in quei punti la bronzina è a contatto con l'albero, mentre il resto scivola bene sull'olio.

se stringo le viti che tengono in posizione le bronzine, l'albero viene frenato, fino a bloccarsi completamente se stringo forte.
Anche se stringo poco, l'albero resta comunque un po frenato,ma probabilmente questo è dovuto ad un errore mio in uno degli ultimi passaggi che ha portato a disallineare le due boccole

In ogni caso, appena ho tempo devo rifarle, migliorando molti aspetti, e soprattutto realizzado una specie di armatura in acciao e badando bene a non sacrificare la conduttività  termica... sperem!

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Re: problema surriscaldamento "bronzine" tornio

Messaggio da stev 62 » venerdì 14 settembre 2012, 7:37

mi sembra molto strano che la bronzina fosse ingrassata
solitamente hanno tutte la lubrificazione a olio.
Ma il tornio è tuo da tempo oppure l'hai acquistato di recente?
Non hai un foro sopra con una vaschetta con dentro il feltro magari?
Giusto per sapere... tu hai fatto la bronzina davanti ,ma dietro ce ne un'altra,oppure ci stà  un cuscinetto?
ciao

stafano

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Re: problema surriscaldamento "bronzine" tornio

Messaggio da AndreaNSR125 » venerdì 14 settembre 2012, 10:03

allora, il mio tornio è il "fratellastro" italiano del myford ml7, non è la copia sputata (forse è anche un po più anzianotto), ma la costruzione è molto molto simile.
le due bronzine sono cilindriche e in origine erano lubrificate a olio. A causa dell'eccessivo gioco (per usura) io ho sostituito l'olio con il grasso. (anche perchè non c'erano altre soluzioni, l'olio colava liberamente fuori dalla bronzina)
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