Kai Boockmann e Michaela Boockmann
Boockmann Engineering GmbH
Eckartspfad, 97708
Bad Bocklet, Germania
Nozioni di base sulla lubrificazione del filo magnetico
La lavorazione del filo smaltato richiede lubrificazione per i seguenti motivi:
• Protezione del filo e dell'isolamento
• Aumento della velocità di produzione
• Protezione degli utensili di avvolgimento
• Aumento della densità degli avvolgimenti
Il raggiungimento di questi risultati richiede costantemente l’integrazione con apparecchiature per cavi di alta qualità e soluzioni affidabili di magneti industriali lungo tutta la linea di produzione.
Meccanica della movimentazione dei fili magnetici
Immaginiamo un filo smaltato, che viene premuto su un piano con un carico Fz, la forza di attrito da vincere per muovere il filo è funzione di Fz. Per superfici di scorrimento asciutte e solide, la forza di attrito è indipendente dalla velocità v del movimento (Figura 1), il che vale anche per fili lubrificati con cera o materiali simili alla cera. La lubrificazione con olio o grasso provoca un galleggiamento viscoso, che dipende dalla velocità di movimento.
Fig. 1 — Lubrificazione e forza di attrito.
Per velocità e densità di avvolgimento elevate è spesso necessaria una superficie di scorrimento solida e asciutta. Ciò può essere ottenuto, con scarso successo, mediante smalti autoscorrevoli o, con maggior successo, mediante lucidatura con agenti scorrevoli solidi, principalmente paraffina e cere. L'efficienza di questo processo di lucidatura viene spesso migliorata all'interno di un forno di ricottura del filo o come parte di un sistema completo di apparecchiature automatiche per filo smaltato.
I lubrificanti oleosi tendono a fuoriuscire dalla bobina di erogazione. Come il grasso o quantità elevate di cera a punto di fusione relativamente basso, l'olio assorbe la polvere e i rivestimenti con questi materiali non possono resistere alle elevate pressioni specifiche tra i fili che si incrociano a causa del loro comportamento viscoso. Pertanto la loro applicazione è preferita principalmente per la tecnica di inserimento nella produzione di motori, ecc.
Il coefficiente di attrito, le proprietà di scorrimento, l'avvolgimento e l'inseribilità risultano ottimali in base alla quantità di lubrificante. Sfortunatamente, questi valori ottimali spesso non si trovano nello stesso intervallo quantitativo e quindi devono essere determinati dall'esperienza.
Il coefficiente di attrito dinamico, misurato tra un filo e una piastra di acciaio (Parussel4), è indicato nella Tabella 1 per diversi materiali di smalto e cere. Si tratta di una proprietà materiale del lubrificante applicato, influenzata dal materiale isolante del filo. A causa della forte dipendenza del coefficiente di attrito dalla quantità di lubrificante sulla superficie del filo (Figura 2), la quantità applicata sulla superficie deve essere controllata entro limiti ristretti. Inoltre, il processo di lubrificazione influenza l'affidabilità e l'uniformità della lubrificazione, un fattore critico per gli operatori di apparecchiature per cavi di alta qualità.
Tabella 1. Coefficiente dinamico di attrito per diverse combinazioni di materiali isolanti e lubrificanti determinati secondo Parussel 4 .
Fig. 2 — Coefficiente di attrito per diverse cere a confronto
Ragioni per i metodi di lubrificazione senza solventi
I lubrificanti a base solvente sono costituiti per quasi il 99% da composti organici volatili (COV), che vengono solitamente rilasciati dai sistemi di ventilazione delle fabbriche (Figura 3).
Fig. 3 — Fumi rilasciati durante la lubrificazione del filo a base solvente.
Poiché le normative governative (ad esempio, il regolamento europeo VOC 1999-13-EC5) limitano la quantità di emissioni di COV anche specificamente derivanti dalla produzione di filo smaltato, i produttori possono eliminare un'importante fonte di emissione utilizzando una lubrificazione priva di solventi. Questo cambiamento è sempre più supportato dalle moderne soluzioni magnetiche industriali e dalle apparecchiature automatiche a filo smaltato progettate per processi più puliti.
E per quanto riguarda la norma ISO 14000, i clienti richiedono sempre più spesso programmi di protezione ambientale da parte dei loro fornitori di filo smaltato. Inoltre, i liquidi applicati, comprese le soluzioni di lubrificanti solidi, vengono staccati dalla superficie del filo a causa delle maggiori forze centrifughe sui rulli guida a rotazione rapida nelle macchine per smaltatura ad alto VD, con un impatto sull'affidabilità e sulla qualità del processo.
La lubrificazione del filo smaltato senza solventi riduce i problemi di salute dei lavoratori derivanti dai fumi e previene gravi incidenti sul lavoro e rischi di incendio, contribuendo a creare un ambiente operativo più sicuro per tutti i forni di ricottura del filo e i sistemi di cordatura.
Inoltre, si evitano gli attacchi indotti dai solventi sullo smalto del filo e sulle bobine di plastica, preservando l'integrità del filo prodotto su apparecchiature per filo di alta qualità.