Il giunto nella trasmissione avverte raramente del guasto in anticipo: prima compare un battito sull’albero, poi crescono rumore e vibrazione, poi si rompono i perni e la linea si ferma. Gli inserti elastici in gomma invecchiano per l’olio, l’ozono e il carico termico in pochi mesi, cosi’ il meccanico e’ costretto a tenerli in magazzino a scorte. Il giunto in poliuretano dallo stabilimento TIMOL offre una durata circa 10 volte superiore alla gomma, mantiene l’elasticita’ in un ampio intervallo di temperature e trasforma la sostituzione dell’elemento elastico da emergenziale a pianificata. Analizziamo come e’ costruito questo giunto, in cosa il poliuretano supera gomma e metallo, e come ordinare un inserto su vostro disegno.
Cosa sono i giunti in poliuretano e quale compito risolvono
Il giunto in poliuretano trasmette il momento torcente tra due alberi e al tempo stesso smorza i carichi d’urto e le oscillazioni torsionali della trasmissione. L’elemento elastico in poliuretano, che puo’ essere perni, stella, boccole o inserto monolitico, si deforma sotto carico, accumula l’energia dell’urto e la restituisce in modo graduale, proteggendo motore, riduttore e cuscinetti da carichi bruschi.
Grazie all’elasticita’, il poliuretano compensa il disassamento degli alberi: spostamento assiale, radiale e angolare, che si verificano sempre al montaggio e con la dilatazione termica delle apparecchiature. Questa e’ la funzione di lavoro principale del giunto elastico. Il metallo non svolge questa funzione, e i polimeri rigidi come il caprolone sotto il carico d’urto si scheggiano.
La tecnologia di colata libera TIMOL consente di riprodurre l’elemento elastico di qualsiasi profilo: a perni, a camme, a stella, a boccola. La durezza, la forma e le dimensioni vengono definite nella fase di colata per la specifica semimuffa del cliente, cosi’ il nuovo inserto si posiziona nella sede standard senza modificare il nodo.
Perche’ il poliuretano e’ migliore di gomma, metallo e caprolone nei giunti
Il poliuretano TIMOL unisce le qualita’ principali per un giunto: alta resistenza all’usura, resilienza al rimbalzo e resistenza agli oli, che nessun materiale classico ha contemporaneamente. L’abrasione DIN 53516 del poliuretano e’ di 38-39 mm³, mentre quella della gomma SBR raggiunge 100-200 mm³ e quella della NBR 80-150 mm³. L’inserto elastico in poliuretano si consuma molte volte piu’ lentamente di quello in gomma a parita’ di carico.
La gomma non e’ inferiore solo per l’usura. La resistenza alla trazione della SBR e’ 8-20 MPa, della NBR 10-25 MPa, del poliuretano TIMOL 39-87 MPa. Questo significa che i perni in poliuretano reggono un momento torcente piu’ elevato senza rompersi. Il caucciu’ naturale ha una resilienza al rimbalzo piu’ alta (40-75%), ma la temperatura di lavoro massima e’ solo +70 °C e la resistenza agli oli e’ scarsa, cosi’ nella trasmissione industriale vicino al riduttore invecchia rapidamente.
Il caprolone (poliammide PA6/PA66) viene talvolta montato in giunti a camme rigidi. La sua abrasione (30-90 mm³) e’ buona, ma la resilienza al rimbalzo e’ solo del 5-15%: sotto carico d’urto non ammortizza ma si scheggia. Il poliuretano con durezza 70 Shore D offre una resistenza all’usura simile, ma al tempo stesso smorza l’urto e recupera la forma. L’acciaio nell’elemento elastico non funziona affatto: non smorza, non compensa il disassamento, corrode ed e’ 6-7 volte piu’ pesante del poliuretano.
Consiglio dell’ingegnere: non inseguire la durezza massima. Per il giunto e’ importante l’equilibrio: un inserto troppo morbido si sovraccarica e scorre sotto il momento, uno troppo rigido smette di smorzare gli urti e li trasmette ai cuscinetti. Per le trasmissioni medie iniziare con 85-95 Shore A e correggere in base all’usura effettiva. E sgrassare obbligatoriamente le superfici di accoppiamento prima del montaggio: una pellicola d’olio sui perni ne accelera lo sfilamento dalle sedi.
Confronto dei materiali per i giunti elastici
La tabella sottostante mostra la differenza tra il poliuretano e le alternative piu’ comuni tramite caratteristiche tecniche di riferimento. Per l’elemento elastico sono fondamentali abrasione, resistenza alla trazione e rimbalzo.
| 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 |
| Caucciu’ naturale NR | 60-130 | -50…+70 | 30A-80A | 20-30 | 40-75 |
| 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 poliuretano ha l’abrasione piu’ bassa tra gli elastomeri e mantiene al tempo stesso l’elasticita’ che il caprolone non ha. E’ proprio questa combinazione a spiegare perche’ l’inserto in poliuretano dura circa 10 volte di piu’ di quello in gomma e non si scheggia come quello in caprolone in una trasmissione a urti. L’assortimento degli elementi elastici e dei pezzi correlati e’ nel catalogo dei prodotti in poliuretano.
In quali settori si usano i giunti in poliuretano
I giunti in poliuretano lavorano nelle trasmissioni ovunque vi siano carichi d’urto o ciclici e sia necessaria la compensazione del disassamento. La nomenclatura generale dello stabilimento copre 12 settori industriali, e i giunti sono richiesti nella maggior parte di essi.
L’industria mineraria e di arricchimento utilizza giunti elastici nelle trasmissioni di nastri trasportatori, frantoi e alimentatori, dove gli urti alla trasmissione sono costanti. La metallurgia monta inserti in poliuretano nelle trasmissioni di linee di laminazione e trasporto. Le pompe e i compressori, dove l’albero del motore e’ collegato all’albero della pompa, richiedono un giunto che smorzi le pulsazioni e tolleri il contatto con il lubrificante.
Le macchine agricole e l’industria alimentare apprezzano il poliuretano per la resistenza all’umidita’, alle soluzioni detergenti e perche’ il pezzo non corrode. Il segmento automotive e delle riparazioni utilizza elementi in poliuretano nei giunti elastici dei cardani e delle trasmissioni, dove l’analogo in gomma perde rapidamente l’elasticita’. In tutti questi casi il fattore determinante e’ lo stesso: il poliuretano regge il momento piu’ a lungo e richiede meno fermate della linea.
Come si producono e montano i giunti in poliuretano
La produzione inizia dal disegno o dal campione della semimuffa del cliente. Il tecnologo determina il tipo di elemento elastico, la durezza per il momento torcente calcolato e la ricetta del polimero per il mezzo di lavoro. L’elemento viene poi colato con il metodo della colata libera in uno stampo, polimerizzato a temperatura controllata per alcune ore e se necessario la geometria viene portata alle dimensioni di accoppiamento con lavorazione meccanica.
Il montaggio dell’inserto in poliuretano e’ semplice e non modifica la struttura del giunto. I perni o le boccole vengono installati nelle sedi standard della semimuffa, la stella viene bloccata tra le camme. Prima dell’installazione le superfici vengono pulite e sgrassate, e l’accoppiamento viene effettuato senza battiture per non danneggiare l’elemento. Quando si consuma si sostituisce solo la parte in poliuretano, le semimuffé metalliche restano in uso.
Questo approccio genera il principale risparmio economico: invece di acquistare un giunto completo, l’azienda ripristina il nodo sostituendo un unico inserto economico. La tecnologia di colata e la preparazione delle superfici sono descritte piu’ in dettaglio nella sezione informazioni di riferimento.
Come ordinare giunti su disegno
Per ordinare giunti in poliuretano, fornire il disegno o il campione dell’elemento elastico con le dimensioni di accoppiamento e descrivere le condizioni di lavoro: momento torcente, carattere del carico, mezzo di lavoro e intervallo di temperatura. Questi dati sono sufficienti per scegliere durezza, forma e ricetta del polimero.
Lo stabilimento TIMOL esegue sia inserti singoli per la riparazione sia lotti in serie, nonche’ elementi non standard su schizzo. Dopo l’approvazione delle specifiche tecniche vengono definiti tempi e condizioni di produzione. Per consulenza, calcolo per il vostro nodo e ordine contattare tramite i contatti dello stabilimento TIMOL.