Che cos'è un sigillo a labbro?
Una tenuta a labbro è un dispositivo meccanico passivo utilizzato per sigillare i punti di uscita dell'albero su motori elettrici e altri macchinari rotativi e alternativi. Le tenute sono progettate per escludere polvere e umidità dai meccanismi interni del macchinario, pur avendo un effetto minimo o nullo sulle loro prestazioni. La maggior parte dei design delle tenute a labbro consiste in un involucro esterno rigido che si accoppia staticamente con il coperchio della macchina e un elemento interno flessibile che forma una tenuta dinamica sull'albero mobile. La parte rigida della guarnizione è tipicamente realizzata in metallo leggero o in plastica resistente e la parte flessibile da vari gradi di gomma. Alcune tenute a labbro hanno un'ulteriore molla avvolta nell'elemento in gomma flessibile che offre ulteriore pressione attorno all'albero, garantendo l'integrità della tenuta.
La maggior parte delle macchine rotative o alternative presenta un meccanismo interno chiuso che aziona un albero utilizzato per trasferire il lavoro. L'albero, nella maggior parte dei casi, passerà attraverso l'involucro della macchina su una o entrambe le estremità. Sebbene essenziali, questi punti di uscita consentono anche all'umidità e alla polvere di penetrare nell'involucro se non sigillati. Poiché la maggior parte di queste macchine sono sensibili per natura, questa situazione non è auspicabile. Sigillare un albero a rotazione rapida o alternata senza aggiungere eccessivo attrito non è un'impresa da poco, soprattutto quando si tiene conto dell'usura dell'albero e delle risultanti superfici ruvide e irregolari.
Questo dilemma ingegneristico è il punto in cui il sigillo a labbro entra in gioco. Queste guarnizioni sono di forma circolare, con un'apertura al centro leggermente più piccola dell'asta. Sono progettati per adattarsi perfettamente agli scudi terminali della macchina, creando una barriera statica contro polvere e umidità alla giunzione tra guarnizione e schermo. L'apertura dell'albero è flessibile e, essendo più piccola dell'albero, si allunga leggermente per adattarla. La pressione esercitata dal bordo interno della guarnizione forma una barriera dinamica lungo la superficie dell'albero. Le barriere combinate sigillano efficacemente l'albero mobile e il meccanismo interno della macchina.
La costruzione di una tenuta a labbro richiede che si tratti di una costruzione in due parti, vale a dire una parte esterna rigida che preme nello schermo terminale e una parte interna abbastanza flessibile da accogliere l'albero mobile. Questo è generalmente ottenuto formando una coppa in acciaio leggero o plastica rigida, e quindi unendo chimicamente o meccanicamente una gonna di gomma morbida e flessibile ad essa lungo l'apertura dell'albero. Questa gonna è abbastanza forte da esercitare una pressione sufficiente sull'albero per escludere polvere e umidità, ma abbastanza flessibile da accogliere l'usura sulla superficie dell'albero e non degradare le prestazioni della macchina. In alcuni casi, la gonna flessibile della guarnizione a labbro presenterà un compartimento integrale in cui è inserita una molla elicoidale circolare, che aiuta ulteriormente a sigillare l'albero.