Una guarnizione a labbro è un dispositivo meccanico passivo utilizzato per sigillare i punti di uscita dell’albero su motori elettrici e altri macchinari di uscita rotanti e alternativi. Le guarnizioni sono progettate per escludere polvere e umidità dai meccanismi interni del macchinario, pur avendo un effetto negativo minimo o nullo sulle loro prestazioni. La maggior parte dei modelli di tenuta a labbro è costituita da un involucro esterno rigido che si accoppia staticamente con il coperchio dell’estremità della macchina e da un elemento interno flessibile che forma una tenuta dinamica sull’albero in movimento. La parte rigida della guarnizione è tipicamente realizzata in metallo leggero o plastica dura, e la parte flessibile in vari gradi di gomma. Alcune guarnizioni a labbro hanno una molla aggiuntiva avvolta nell’elemento in gomma flessibile che fornisce una pressione aggiuntiva attorno all’albero, garantendo l’integrità della guarnizione.
La maggior parte delle macchine rotanti o alternative è dotata di 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 entrare nell’involucro se non sigillato. Poiché la maggior parte di queste macchine è per natura sensibile, questa situazione non è desiderabile. Tuttavia, sigillare un albero in rapida rotazione o alternativo 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 la tenuta a labbro entra in gioco. Queste guarnizioni sono di forma circolare, con un’apertura al centro leggermente più piccola dell’albero. Sono progettati per essere inseriti a pressione negli schermi terminali della macchina, creando una barriera statica contro la polvere e l’umidità alla giunzione della guarnizione e dello schermo. L’apertura dell’asta è flessibile e, essendo più piccola dell’asta, si allunga leggermente per accoglierla. 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 sia di costruzione in due parti, vale a dire una porzione esterna rigida che preme nello schermo di estremità, e una porzione interna sufficientemente flessibile per accogliere l’albero mobile. Ciò si ottiene generalmente formando una coppa in acciaio leggero o plastica rigida, e quindi incollando chimicamente o meccanicamente una gonna di gomma morbida e flessibile lungo l’apertura dell’albero. Questa gonna è sufficientemente resistente da esercitare una pressione sufficiente sull’albero per escludere polvere e umidità, ma sufficientemente flessibile da sopportare l’usura sulla superficie dell’albero e non degradare le prestazioni della macchina. In alcuni casi, il mantello flessibile della tenuta a labbro sarà dotato di un vano integrale in cui è inserita una molla elicoidale circolare, che aiuta ulteriormente a sigillare l’albero.