Un rullo di trasmissione in una linea di stampa o di confezionamento si consuma fino a formare scanalature dopo mesi di lavoro continuo, e ogni sostituzione significa l’arresto dell’intero tratto. Il rivestimento in poliuretano ripristina la geometria del rullo e fornisce un rivestimento che supera il metallo e la gomma di diverse volte. Di seguito spiego come è fatto il rivestimento dei rulli, quale materiale scegliere in base alle cifre, come viene montato e come ordinare la produzione secondo il vostro disegno.
Cosa offre il rivestimento dei rulli in poliuretano
Il rivestimento di un rullo in poliuretano è l’applicazione di uno strato elastomerico resistente all’usura sulla superficie di lavoro di un pezzo cilindrico che ruota o trasmette rotazione. Il rivestimento protegge il metallo dall’abrasione, dalla corrosione e dai carichi d’urto, e inoltre restituisce la geometria esatta a un rullo usurato senza produrre un pezzo nuovo.
L’effetto è evidente subito su due fronti. In primo luogo, la durata aumenta drasticamente: la resistenza all’usura del poliuretano da colata TIMOL è 10 volte superiore a quella della gomma standard, per cui l’intervallo tra le riparazioni del gruppo si allunga. In secondo luogo, lo strato elastico smorza le vibrazioni e riduce il livello di rumore della linea, oltre a migliorare l’aderenza del rullo con il materiale trasportato. Il metallo sotto il rivestimento non è più a contatto diretto con l’abrasivo e l’umidità.
Dove si trovano i rulli rivestiti e perché si usurano
I rulli rivestiti lavorano dove la superficie del pezzo è in contatto costante con il materiale, il nastro o l’abrasivo. Sono i rulli di trasporto e di pressione dei trasportatori, i rulli di traino delle macchine da stampa e di confezionamento, le vie di laminazione, i rulli nella produzione di laminati per tubi e nella lavorazione del legno, i tamburi nelle linee minerario-metallurgiche.
L’usura di un rullo metallico deriva da più cause contemporaneamente. Le particelle abrasive nel flusso del materiale erodono la superficie, l’acqua e l’ambiente aggressivo provocano corrosione, e i carichi alternati portano alla fatica del metallo e alla comparsa di scanalature. Non appena la geometria si altera, il rullo comincia a battere, rovina il prodotto e sovraccarica i cuscinetti. Un rullo metallico nudo in tali condizioni deve essere ritornito o sostituito ogni trimestre.
Il rivestimento in poliuretano spezza questa catena. L’elastomero riceve l’abrasivo su di sé, non si corrode e assorbe gli urti invece di trasmetterli alla struttura. Inoltre lo strato si ripristina facilmente con una nuova colata quando esaurisce la sua durata, mentre il nucleo metallico rimane in servizio per anni.
Un altro scenario tipico è il ripristino della geometria di un rullo già usurato. Quando sulla superficie metallica sono comparse scanalature e usura, invece della costosa produzione di un rullo nuovo si applica sul nucleo uno strato di poliuretano e lo si ritornisce fino al diametro esatto. Il rullo torna nel gruppo con la geometria ripristinata e una nuova superficie di lavoro resistente all’usura, e la linea evita un lungo fermo in attesa di un nuovo pezzo metallico.
Poliuretano contro gomma e acciaio: confronto in cifre
In resistenza all’usura il poliuretano supera nettamente la gomma, e in peso e resistenza alla corrosione batte il metallo. Riporto cifre di riferimento concrete per i materiali realmente impiegati sui rulli.
| Materiale | Abrasione DIN 53516, mm³ | t di esercizio, °C | Resistenza a trazione, MPa | Durezza | Densità, g/cm³ |
|---|---|---|---|---|---|
| Poliuretano TIMOL | 38-39 | -60…+100 | 39-87 | 85A-95A | 1.05-1.25 |
| Gomma NBR | 80-150 | -30…+100 | 10-25 | 40A-90A | 1.0-1.3 |
| Gomma SBR | 100-200 | -40…+80 | 8-20 | 40A-80A | 0.94-1.1 |
| Acciaio St3/St45 | nessuno (metallo) | -40…+500 | 370-700 | 120-250 HB | 7.7-7.9 |
L’abrasione secondo DIN 53516 nel poliuretano è di 38-39 mm³, mentre nella gomma SBR questo valore raggiunge 100-200 mm³ e nella NBR 80-150 mm³. Ciò significa che la gomma sul rullo si consuma da 3 a 5 volte più velocemente a parità di condizioni. Il rullo d’acciaio non ha un valore DIN di abrasione nello stesso senso, perché si deteriora in altro modo, per rigature, corrosione e fatica, e per giunta pesa da 6 a 7 volte più dello strato di poliuretano della stessa geometria (densità 7.7-7.9 contro 1.05-1.25 g/cm³). Il metallo inoltre non smorza gli urti e trasmette la vibrazione ai cuscinetti, mentre il poliuretano li smorza grazie alla sua elasticità.
La gomma costa meno, ma perde su più punti insieme: minore resistenza all’usura, minore resistenza a trazione (8-25 MPa contro 39-87 MPa del poliuretano) e un intervallo di temperatura più stretto nell’SBR. Perciò, per i rulli caricati il poliuretano offre il miglior rapporto tra durata e peso.
Come scegliere la durezza e lo spessore del rivestimento del rullo
La durezza si sceglie in base al tipo di carico, e lo spessore in base al diametro del rullo e alla forza di pressione. Regola generale: quanto maggiore è la pressione e quanto più precisa deve essere la geometria, tanto più rigido il poliuretano; e quanto più delicato è il contatto con il prodotto, tanto più morbido.
Il poliuretano da colata TIMOL è disponibile in un intervallo da 50 Shore A a 70 Shore D, quindi un’unica tecnologia copre sia i rulli di pressione morbidi sia le vie di laminazione rigide. Per i rulli di trasporto e di traino si prende di solito la zona media 80-95 Shore A, dove si combinano aderenza e resistenza all’usura. Per i rulli ad alta pressione si sceglie la zona Shore D.
Consiglio dell’ingegnere: Non inseguite per impostazione predefinita la massima durezza. Un poliuretano più morbido aderisce meglio al nastro e smorza gli urti, mentre uno strato troppo rigido su un rullo sottile può distaccarsi sotto flessione. Prima della colata sgrassate e preparate obbligatoriamente la superficie metallica per il primer di adesione; è proprio la qualità della preparazione della superficie a determinare se il rivestimento durerà per tutta la vita utile calcolata.
Lo spessore dello strato si calcola in modo che riesca a dissipare il calore d’attrito e non si surriscaldi nella zona di contatto. Per la maggior parte dei rulli di trasporto basta uno strato di alcuni millimetri; per le zone di laminazione e fortemente caricate lo si aumenta. I valori ottimali vengono scelti dagli ingegneri dello stabilimento per ogni gruppo specifico.
Montaggio, adesione e manutenzione di un rullo rivestito
Il poliuretano viene applicato con il metodo della colata libera direttamente sul nucleo metallico preparato, dopo di che lo strato polimerizza e forma un legame monolitico con il metallo. La tecnologia della colata libera consente di riprodurre con precisione la geometria del rullo ed evitare i pori d’aria nel rivestimento.
La chiave della durabilità è la preparazione della superficie prima della colata: pulizia dal vecchio rivestimento, sgrassatura, sabbiatura a granigliatura e applicazione del primer di adesione. Un rullo preparato correttamente dà un legame monolitico che non si distacca sotto flessione e carico alternato. Il rullo finito viene equilibrato per evitare il battito ai giri di lavoro.
La manutenzione si riduce al controllo visivo dello stato del rivestimento e alla ricolata tempestiva quando lo strato ha esaurito la sua durata. Il nucleo metallico non viene gettato: viene rivestito di nuovo e il gruppo torna in servizio. Questo è il vantaggio economico fondamentale rispetto alla sostituzione di un rullo interamente metallico.
Come ordinare il rivestimento di un rullo presso lo stabilimento TIMOL
Ordinare il rivestimento di un rullo presso lo stabilimento TIMOL è possibile secondo un disegno esistente, secondo una descrizione tecnica o secondo un rullo smontato e usurato come campione. La produzione avviene con il metodo della colata libera per le dimensioni, i carichi e le condizioni di esercizio specifici del vostro gruppo.
Il processo comincia con una consulenza, dove gli ingegneri scelgono la durezza, lo spessore del rivestimento e la marca del poliuretano per il vostro compito. Potete consultare l’elenco dei prodotti nel catalogo dei prodotti in poliuretano, mentre i dettagli tecnici del materiale e della tecnologia sono raccolti nella sezione informazioni di riferimento. Per ottenere un calcolo secondo il vostro disegno, rivolgetevi ai contatti dello stabilimento TIMOL. L’esperienza di lavoro con centinaia di gruppi aiuterà a scegliere una soluzione che prolunghi la vita del rullo e riduca i fermi della linea.