Rottura degli ingranaggi nelle pompe a bassa pressione: perché avviene e come prevenirla

La rottura degli ingranaggi in una pompa oleodinamica a ingranaggi viene di solito attribuita a un sovraccarico o a un componente difettoso. Nelle applicazioni a bassa pressione la causa può essere l'opposto: la pompa lavora a una pressione molto inferiore a quella prevista dal suo progetto interno. Le pompe a ingranaggi standard sono assemblate con boccole volutamente serrate, che si separano leggermente grazie alla pressione di esercizio e lasciano agli ingranaggi lo spazio per ruotare liberamente. Se la pressione è troppo bassa, e soprattutto se la cilindrata è molto piccola, questo gioco non si forma. L'attrito aumenta finché gli ingranaggi cedono.

La soluzione raramente è una pompa più grande o "più robusta". È una pompa configurata per la reale pressione di esercizio. Un caso documentato da Vivoil, di cui Hydrapac Italia ha a magazzino le pompe a ingranaggi, mostra come una pompa a ingranaggi unidirezionale Vivoil gruppo 0 standard, opportunamente personalizzata, abbia eliminato le ripetute rotture degli ingranaggi in un circuito di lubrificazione che lavorava sotto i 5 bar.

Perché si rompono gli ingranaggi in una pompa a ingranaggi a bassa pressione?

In una pompa a ingranaggi Vivoil standard le boccole sono volutamente serrate. Una sezione di compensazione della guarnizione le mantiene in battuta contro gli ingranaggi. Alla normale pressione di esercizio, la pressione del fluido allontana leggermente le boccole, così le parti rotanti possono muoversi liberamente.

Con una pressione molto bassa, unita a una cilindrata ridotta, questa separazione non avviene. Gli ingranaggi lavorano con un attrito eccessivo che può portarli a rottura, anche quando la pompa è perfettamente funzionante e correttamente dimensionata per la portata richiesta.

Il risultato sembra un difetto del prodotto, ma il vero problema è che la pompa non è adatta alle condizioni di esercizio.

Cosa è successo nel caso della lubrificazione dei compressori?

Il cliente costruisce compressori alternativi multistadio ad alta pressione. Di serie queste macchine usano la lubrificazione a sbattimento: l'albero a gomiti pesca nell'olio del carter e lo spruzza sulle canne dei cilindri.

Una versione opzionale aggiunge la lubrificazione forzata per il punto più difficile da raggiungere, la canna dell'ultimo stadio:

  • Una pompa oleodinamica a ingranaggi aspira l'olio dal carter e lo invia alla canna dell'ultimo stadio
  • Il circuito comprende un refrigeratore finale (aftercooler) e un filtro di pulizia
  • Un pressostato arresta il motore se l'olio si esaurisce

Le pompe Vivoil montate su questo circuito hanno subito la rottura degli ingranaggi poco dopo l'entrata in servizio. Le pompe erano perfettamente funzionanti e correttamente dimensionate per il circuito. Analizzando i dati dell'applicazione, i tecnici Vivoil hanno individuato la causa: le pompe lavoravano a meno di 5 bar. Le pompe Vivoil standard sono collaudate per funzionare a 250–300 bar.

La pompa utilizzata aveva la cilindrata più piccola della gamma Vivoil, 0,17 cm³/giro. È proprio la combinazione di pressione molto bassa e cilindrata molto piccola a rendere più

Come è stata risolta la rottura degli ingranaggi?

Vivoil non ha progettato una nuova pompa. Ha personalizzato un modello standard eliminando la sezione di compensazione interna della guarnizione, l'elemento che mantiene le boccole serrate. Senza questa sezione le boccole restano leggermente separate e gli ingranaggi ruotano liberamente anche a pressioni molto basse.

Il cliente ha collaudato le pompe modificate e ha confermato che il problema è stato risolto in modo definitivo.

Specifiche della pompa a ingranaggi personalizzata Vivoil 7P0101001
Specifica Valore
Modello personalizzato Vivoil 7P0101001
Modello standard di base Vivoil X0P0101ABBA
Tipo di pompa Pompa a ingranaggi unidirezionale
Gruppo Gruppo 0
Cilindrata 0,17 cm³/giro
Pressione di esercizio nell'applicazione Inferiore a 5 bar
Modifica Eliminata la sezione di compensazione interna della guarnizione

Quali applicazioni sono a rischio di rottura degli ingranaggi a bassa pressione?

Il rischio è massimo quando una pompa a ingranaggi di piccola cilindrata lavora molto al di sotto delle pressioni per cui è stata progettata e collaudata. I casi tipici sono i circuiti di lubrificazione e di circolazione dell'olio su compressori, motori e altre macchine, dove la pompa movimenta l'olio anziché generare pressione nel sistema.

Se riscontrate la rottura degli ingranaggi su una pompa correttamente dimensionata e senza segni di sovraccarico, verificate la reale pressione di esercizio prima di ordinare un altro ricambio identico.

Come specificare una pompa a ingranaggi per il funzionamento a bassa pressione?

La maggior parte delle rotture degli ingranaggi a bassa pressione si può prevenire già in fase d'ordine. L'uso previsto non sempre viene comunicato quando si ordinano i componenti, quindi la pompa fornita è una versione standard pensata per pressioni standard. Quando richiedete un'offerta, indicate:

  • La reale pressione di esercizio, soprattutto se molto inferiore ai valori tipici dell'oleodinamica
  • L'applicazione, ad esempio lubrificazione, travaso o circolazione, non solo il codice
  • La cilindrata o la portata richiesta e la velocità di rotazione
  • Il senso di rotazione e il tipo di fissaggio
  • Il tipo di fluido e la temperatura di esercizio

Con questi dati il costruttore può confermare se una pompa standard è adatta. In caso contrario, può proporre una versione personalizzata di un modello standard, di solito più rapida da ottenere rispetto a un progetto completamente su misura.

Come Hydrapac Italia vi aiuta a scegliere la pompa a ingranaggi Vivoil giusta

Hydrapac Italia dispone a magazzino di un'ampia gamma di gruppi e modelli di pompe a ingranaggi Vivoil per costruttori OEM, costruttori di macchine, reparti di manutenzione e distributori. Quando una pompa standard non è adatta all'impiego, possiamo anche ordinare pompe Vivoil personalizzate. Inviateci i dati della vostra applicazione, compresa la reale pressione di esercizio: li verificheremo con Vivoil per fornirvi subito la pompa giusta, un modello standard da magazzino o una versione personalizzata per il funzionamento a bassa pressione.

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Domande frequenti

La bassa pressione può danneggiare una pompa oleodinamica a ingranaggi?

Sì. Nelle pompe a ingranaggi standard le boccole sono serrate e si affidano alla pressione di esercizio per separarsi leggermente. A pressioni molto basse restano serrate, gli ingranaggi lavorano con un attrito eccessivo e possono rompersi.

Perché le pompe a ingranaggi di piccola cilindrata sono più a rischio?

Il problema si presenta quando una pressione molto bassa si combina con una cilindrata ridotta. Nel caso Vivoil, una pompa da 0,17 cm³/giro che lavorava sotto i 5 bar ha subito la rottura degli ingranaggi poco dopo l'entrata in servizio.

A quale pressione vengono collaudate le pompe a ingranaggi Vivoil standard?

Le pompe Vivoil standard sono collaudate per funzionare a 250–300 bar. Una pompa che lavora sotto i 5 bar è molto al di fuori di questo campo.

Serve una pompa completamente su misura per un'applicazione a bassa pressione?

Non necessariamente. Nel caso documentato, Vivoil ha personalizzato una pompa unidirezionale standard gruppo 0 (modello di base X0P0101ABBA) eliminando la sezione di compensazione interna della guarnizione. Il risultato è il modello personalizzato 7P0101001.

Cosa devo comunicare al fornitore quando ordino una pompa a ingranaggi?

Indicate le reali condizioni di esercizio, in particolare la pressione di lavoro quando si discosta molto dai valori standard, e descrivete l'applicazione. Così il costruttore può confermare se una pompa standard è adatta o proporne una personalizzata.

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