Una piccola boccola puo’ fermare una grande macchina: non appena compare il gioco, nel nodo cresce il battimento, si logorano le sedi e cedono i pezzi vicini. Nella maggior parte dei meccanismi le boccole di supporto e ammortizzanti si fanno in gomma, che sotto carico e al gelo perde rapidamente la forma. La boccola in poliuretano dallo stabilimento TIMOL offre una durata 10 volte superiore alla gomma, smorza la vibrazione e recupera la forma dopo ogni compressione. Analizziamo come il poliuretano supera gomma, caprolone e acciaio in cifre, come scegliere la durezza e come ordinare la boccola per la propria misura.
Perche’ la boccola in poliuretano supera quella in gomma
Il poliuretano e’ piu’ longevo della gomma prima di tutto per la resistenza all’usura e l’elasticita’. L’abrasione DIN 53516 del poliuretano colato e’ di 38-39 mm³, mentre nella gomma SBR raggiunge 100-200 mm³ e nella NBR si mantiene a 80-150 mm³. A carico uguale la boccola in poliuretano perde meno materiale, quindi il gioco compare piu’ tardi.
Il secondo vantaggio e’ l’elasticita’ con recupero della forma. La boccola si puo’ comprimere e torcere, e recupera immediatamente la geometria grazie alla resilienza al rimbalzo del 34-61%. La gomma ai carichi massimi rimane depressa, e nella coppia cresce il gioco. Il poliuretano mantiene l’accoppiamento stretto anche dopo migliaia di cicli di compressione. Proprio la deformazione permanente della gomma, e non la sua usura, e’ la causa piu’ frequente della comparsa del gioco nei nodi snodati e di supporto, e qui il vantaggio del poliuretano e’ particolarmente evidente.
Il terzo fattore e’ la resistenza al mezzo. Il poliuretano non teme i prodotti petroliferi, gli oli tecnici, l’acqua salata e i reagenti stradali, mentre la gomma SBR ha una scarsa resistenza agli oli e si gonfia al contatto con i lubrificanti. L’intervallo di lavoro da -60 a +100 °C e’ piu’ ampio della gomma SBR (-40 a +80 °C), quindi la boccola in poliuretano non si irrigidisce al gelo e non cede al caldo.
C’e’ anche un effetto pratico per i pezzi vicini. La boccola in poliuretano che mantiene a lungo il preciso accoppiamento senza gioco protegge l’albero e il corpo dal logoramento e i cuscinetti dai carichi a urto. Nei nodi con vibrazione proprio la boccola ammortizzante spesso determina la durata di tutto il complesso, quindi risparmiare su di essa di solito si traduce nella riparazione anticipata degli elementi piu’ costosi.
Confronto del poliuretano con gomma, caprolone e acciaio
Il poliuretano occupa la nicchia tra la gomma morbida e la plastica strutturale rigida: e’ piu’ duro e piu’ resistente all’usura della gomma, ma piu’ elastico e piu’ tollerante agli urti del caprolone. La tabella riporta le caratteristiche di riferimento dei materiali con cui si fanno realmente le boccole.
| Materiale | Abrasione DIN 53516, mm³ | Temp. di lavoro, °C | Durezza | Res. alla trazione, MPa | Resilienza al rimbalzo, % |
|---|---|---|---|---|---|
| Poliuretano TIMOL | 38-39 | -60…+100 | 85A-95A | 39-87 | 34-61 |
| Gomma NBR | 80-150 | -30…+100 | 40A - 90A | 10-25 | 20-45 |
| Gomma SBR | 100-200 | -40…+80 | 40A - 80A | 8-20 | 30-55 |
| Caprolone PA6/PA66 | 30-90 | -40…+100 | 75D - 85D | 60-85 | 5-15 |
| Acciaio strutturale | n/d | -40…+500 | 120-250 HB | 370-700 | n/d |
Il caprolone ha un’abrasione simile al poliuretano (30-90 mm³) e una maggiore resistenza alla trazione, ma la sua resilienza al rimbalzo e’ solo del 5-15%: sotto l’urto si scheggia e assorbe umidita’ gonfiandosi. La boccola in acciaio non smorza la vibrazione per niente e richiede la lubrificazione della coppia di attrito. Il poliuretano con durezza vicino a 70D offre una rigidita’ paragonabile alla plastica, ma al tempo stesso ammortizza gli urti e recupera la forma.
Come scegliere la durezza della boccola in poliuretano
La durezza del poliuretano e’ il parametro principale di scelta, perche’ determina l’equilibrio tra rigidita’ del supporto e morbidezza del funzionamento. Le boccole piu’ morbide nell’intervallo 80-90 Shore A smorzano meglio vibrazione e rumore, sono adatte per silent block e smorzatori. Quelle piu’ dure, vicino alla scala D, reggono un grande carico statico e mantengono il preciso accoppiamento nei supporti a strisciamento.
Consiglio dell’ingegnere: non installare nel nodo il poliuretano piu’ duro con il principio “piu’ e’ duro meglio e’”. Una boccola troppo dura trasmette gli urti direttamente alla sede e al corpo, cigola e logora il foro. Prima stabilire cosa e’ piu’ importante nel nodo specifico: smorzamento o rigidita’ del supporto, e solo allora scegliere la durezza. La precisione del diametro interno sotto l’albero e’ critica: prevedere il gioco di lavoro per la dilatazione termica, altrimenti la boccola si inceppa.
Il colore del poliuretano non influisce su durezza e durata: il colorante si aggiunge alla base trasparente solo per la marcatura delle partite e non agisce sulla struttura del materiale. Per il montaggio contano le dimensioni, la durezza e la pulizia delle superfici di accoppiamento. Una panoramica piu’ ampia delle proprieta’ del materiale per i diversi nodi e’ nella sezione informazioni di riferimento.
Dove si usano le boccole in poliuretano
Le boccole e gli anelli in poliuretano lavorano in 12 settori dell’industria e dei trasporti. Nella costruzione di macchine vengono messe come supporti a strisciamento, guide e smorzatori nelle macchine utensili e nelle attrezzature che lavorano sotto carico e in soluzioni aggressive. Nella tecnica automobilistica sono le boccole degli stabilizzatori e dei bracci, i silent block che migliorano la precisione dello sterzo.
L’industria mineraria e la metallurgia usano le boccole in poliuretano nei nodi con carico a urto e abrasivo, dove la gomma dura settimane. Le macchine agricole le montano negli snodi e nei supporti delle attrezzature portate che lavorano nel fango e al gelo. Gli anelli in poliuretano servono anche come guarnizioni nei meccanismi con blocchi scorrevoli e rotanti. L’elenco completo delle misure e’ nel catalogo dei prodotti.
Vale la pena menzionare separatamente i supporti a strisciamento, dove la boccola in poliuretano lavora in coppia con l’albero senza cuscinetto metallico. Qui contano non solo la resistenza all’usura, ma anche il basso coefficiente di attrito e la precisione del diametro interno. Il poliuretano mantiene la geometria del foro, quindi la coppia funziona in modo uniforme, senza grippaggi e ticchettii. In molti meccanismi una tale boccola consente di rinunciare alla lubrificazione della coppia, il che semplifica la manutenzione in condizioni di polvere e umidita’.
Come ordinare le boccole su misura allo stabilimento TIMOL
Per l’ordine inviare il disegno o il campione consumato con il diametro interno ed esterno, l’altezza e il tipo di accoppiamento. Descrivere le condizioni di lavoro: carattere del carico (statico, a urto, ciclico), mezzo (oli, acqua, chimica), regime di temperatura. Con questi dati il tecnologo selezionera’ la durezza e la formulazione del poliuretano, terra’ conto del gioco di lavoro e riprodurra’ il pezzo con il metodo di colata libera.
La produzione e’ possibile da un pezzo a partite in serie per una linea di assemblaggio. L’ampia scelta di formulazioni consente di fare la boccola della rigidita’ necessaria, che non cigola e non logora la sede. Le lamentele per boccole in poliuretano troppo dure o cigolio riguardano quasi sempre pezzi non certificati di materia prima non controllata, dove la durezza e’ stata scelta a caso e la tecnologia violata. Quando la boccola si fa per un nodo specifico con durezza selezionata, questi problemi scompaiono. Per ottenere il calcolo per il vostro disegno e fare l’ordine, contattare tramite i contatti dello stabilimento TIMOL. Gli ingegneri aiuteranno a scegliere il materiale e organizzeranno la produzione per il vostro nodo.