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Il parallelismo delle guide si riferisce all'allineamento preciso delle superfici di montaggio e delle guide rispetto all'asse di movimento del cilindro senza stelo. Quando le tolleranze del corpo del cilindro, delle staffe di montaggio, del telaio della macchina e delle guide si accumulano (si accumulano), anche lievi deviazioni possono provocare attacchi, usura prematura e guasti catastrofici.

La frattura di uno stelo di pistone è in genere dovuta a sollecitazioni di flessione causate da disallineamento e carico laterale, oppure a rotture per trazione dovute a sovraccarico e fatica del materiale. La comprensione delle caratteristiche della superficie di frattura, come l'andamento delle cricche, la struttura e la deformazione, è essenziale per identificare la causa principale e attuare misure preventive efficaci.

Gli intervalli di reingrassaggio devono essere calcolati in base alle condizioni operative e non a date arbitrarie. La rottura del film lubrificante si verifica quando il grasso si degrada per taglio meccanico, ossidazione, contaminazione o esaurimento. Il calcolo corretto degli intervalli tiene conto della lunghezza della corsa, della frequenza dei cicli, del carico, della temperatura e dei fattori ambientali. Un cilindro che esegue 10 cicli/minuto in un ambiente pulito potrebbe aver bisogno di essere reingrassato ogni 6 mesi, mentre uno che esegue 60 cicli/minuto in condizioni polverose potrebbe averne bisogno mensilmente.

Il mordicchiamento della guarnizione si verifica quando la pressione del sistema spinge il materiale della guarnizione nella fessura tra i componenti in movimento e quelli fissi, causando lo schiacciamento, la lacerazione o l'estrusione del bordo della guarnizione. Questo guasto deriva dall'interazione tra la pressione di esercizio, le dimensioni del gioco, la durezza della tenuta e il movimento dinamico, con un gioco eccessivo e l'alta pressione come principali responsabili.

Il martellamento pneumatico si verifica quando un pistone in rapido movimento colpisce la testata o il cuscino del cilindro senza un'adeguata decelerazione, creando onde d'urto che si propagano attraverso l'intero sistema pneumatico e la struttura meccanica. Questo impatto genera forze 5-10 volte superiori ai normali carichi operativi, causando danni progressivi ai componenti del cilindro, all'hardware di montaggio e ai macchinari collegati. Le cause principali sono: ammortizzazione inadeguata, portate d'aria eccessive, controllo improprio della velocità e risonanza del sistema meccanico.

La contaminazione è la causa principale del guasto prematuro dei cilindri pneumatici, responsabile del 60-80% di tutti i danni alle guarnizioni e ai cuscinetti. Identificare l'origine delle particelle, che provengano da infiltrazioni esterne, dall'usura interna, dalla contaminazione del sistema a monte o da un assemblaggio improprio, è essenziale per implementare strategie di filtrazione e prevenzione efficaci. L'analisi delle particelle rivela le dimensioni, la composizione e la fonte, consentendo soluzioni mirate che possono prolungare la durata dei cilindri del 300-500%.

L'effetto diesel nei cilindri pneumatici si verifica quando la rapida compressione dell'aria genera calore sufficiente ad incendiare la nebbia d'olio, i lubrificanti o i contaminanti idrocarburici presenti nel flusso d'aria compressa. Questa compressione adiabatica può aumentare la temperatura dell'aria da 20 °C a oltre 600 °C in meno di 0,01 secondi, raggiungendo la temperatura di autoaccensione della maggior parte degli oli (300-400 °C). La combustione che ne deriva provoca danni catastrofici alle guarnizioni, bruciature superficiali e potenziali rischi per la sicurezza, con incidenti più frequenti nei cilindri ad alta velocità che funzionano a oltre 3 m/s o nei sistemi con lubrificazione eccessiva.

Il tasso di usura del labbro della guarnizione è direttamente correlato al numero di cicli, ma tale relazione dipende in larga misura dalle condizioni operative, tra cui pressione, velocità, temperatura, qualità della lubrificazione e livelli di contaminazione. In condizioni ideali, le guarnizioni in poliuretano si usurano in genere di 0,5-2 micron ogni 100.000 cicli, mentre quelle in nitrile si usurano di 2-5 micron ogni 100.000 cicli. Tuttavia, condizioni avverse possono aumentare i tassi di usura di 10-50 volte, rendendo i fattori operativi più critici del solo numero di cicli. La manutenzione predittiva richiede il monitoraggio sia dei cicli che delle condizioni per prevedere con precisione la durata delle guarnizioni.

Il guasto dei sensori nei cilindri pneumatici è solitamente causato dal decadimento del campo magnetico (indebolimento graduale del magnete del pistone che riduce il raggio di rilevamento) o dal bruciamento dell'interruttore reed (guasto elettrico dei contatti interni del sensore dovuto a corrente eccessiva, picchi di tensione o urti meccanici). Il decadimento del campo magnetico è graduale e interessa tutti i sensori di un cilindro in modo uguale, mentre il guasto dell'interruttore reed è improvviso e interessa in genere singoli sensori. Una diagnosi corretta richiede il test della forza magnetica con un misuratore di gauss e la verifica della continuità elettrica dell'interruttore reed, consentendo la sostituzione mirata solo del componente guasto anziché di parti non necessarie.

La rottura dei filetti nei cilindri in alluminio si verifica quando la resistenza al taglio dei filetti in alluminio, più morbido, viene superata dalla coppia di installazione o dalle sollecitazioni operative, in genere a 60-80% della coppia necessaria per rompere filetti in acciaio delle stesse dimensioni. La minore resistenza al taglio dell'alluminio (90-150 MPa contro i 400-500 MPa dell'acciaio) lo rende particolarmente vulnerabile a sovraccarichi di coppia, filettature incrociate e fatica dovuta a ripetuti cicli di installazione. La prevenzione richiede l'uso di specifiche di coppia adeguate (tipicamente 40-60% dei valori dell'acciaio), una lunghezza di innesto della filettatura di almeno 1,5 volte il diametro del bullone, sigillanti per filettature che riducono l'attrito e inserti filettati in acciaio per le porte sottoposte a manutenzione frequente.