I carichi impulsivi danneggiano i meccanismi silenziosamente: ogni urto della traversa di sollevamento, della benna del caricatore o del cursore della pressa si trasmette al telaio, allenta i collegamenti ed espelle i cuscinetti. Il limitatore metallico non attenua l’urto, lo ferma solo in modo rigido, e la struttura continua a subire danni. Il paraurti in gomma attenua, ma si fessura rapidamente. La barra in poliuretano riceve l’energia d’urto, la disperde e torna alla forma, durando molte volte piu’ della gomma. L’articolo analizza come funziona l’ammortizzatore in poliuretano, perche’ batte gomma e metallo in cifre e come ordinare il pezzo per il proprio carico.
Cosa fa la barra in poliuretano nel nodo
La barra ammortizzante assorbe e disperde l’energia d’urto nei punti in cui la parte mobile del meccanismo arriva a fine corsa: limitatori di corsa, paraurti di traverse e carrelli gru, tamponi di caricatori, inserti elastici dell’attrezzatura di stampaggio. Invece di un arresto metallico rigido, il pezzo in poliuretano si comprime per una corsa calcolata, attenua l’urto e torna alla forma al ciclo successivo.
La caratteristica chiave non e’ solo la resistenza all’usura, ma la combinazione di alta robustezza con elasticita’ controllata. Il poliuretano regge una resistenza alla trazione di 39-87 MPa e una resistenza alla lacerazione di 40-120 kN/m, quindi il bordo del pezzo non si apre sotto l’urto ripetuto. Allo stesso tempo, con la ricetta si imposta il carattere desiderato: resilienza elastica per la restituzione di energia o assorbimento morbido senza rimbalzo.
La forma dell’ammortizzatore influisce direttamente sulle sue caratteristiche. Un cilindro pieno offre una resistenza rigida alla fine della corsa, una barra cava o sagomata con fori longitudinali si comprime piu’ dolcemente e progressivamente, perche’ le pareti hanno spazio per deformarsi. Scegliendo non solo la durezza ma anche la geometria, si ottiene la curva di smorzamento desiderata senza cambiare il materiale, ad esempio avvio morbido della corsa e arresto rigido alla fine.
Oltre alle classiche barre, nello stesso gruppo rientrano tamponi, cuscini, inserti, anelli e ammortizzatori cavi. Il metodo di lavoro si sceglie in base al nodo, ma la logica del vantaggio del poliuretano sulla gomma e’ la stessa ovunque.
Poliuretano contro gomma e metallo nei nodi a urto
Il poliuretano combina cio’ che gomma e metallo offrono separatamente: attenua l’urto come un elastomero, ma regge il carico e la forma quasi come un materiale strutturale. Questo lo rende ottimale proprio per gli ammortizzatori, dove sono importanti contemporaneamente elasticita’ e robustezza.
La gomma attenua bene l’urto ma perde per robustezza e durata. La resistenza alla trazione della NBR e’ solo di 10-25 MPa, la resistenza alla lacerazione di 10-50 kN/m, l’abrasione di 80-150 mm³ contro 38-39 mm³ del poliuretano. Sotto urti ripetuti il paraurti in gomma si apre sul bordo e si sbriciola, mentre il poliuretano mantiene la geometria per molti cicli. Il caucciu’ naturale ha una resilienza elevata del 40-75%, ma il suo limite superiore e’ solo +70 °C e la resistenza agli oli e’ scarsa, quindi in condizioni industriali non e’ longevo.
Il metallo nel ruolo di ammortizzatore non funziona affatto: l’acciaio non assorbe l’urto, lo trasmette alla struttura, e’ rumoroso e corrode. Inoltre e’ pesante, densita’ 7,7-7,9 g/cm³ contro 1,05-1,25 g/cm³ del poliuretano, cioe’ il limitatore in acciaio e’ sei-sette volte piu’ pesante di quello in poliuretano e aggiunge massa ai nodi mobili invece di proteggerli.
Tabella comparativa dei materiali per ammortizzatori e paraurti
| Materiale | Abrasione DIN 53516, mm³ | Res. alla trazione, MPa | Res. alla lacerazione, kN/m | Resilienza al rimbalzo, % |
|---|---|---|---|---|
| Poliuretano TIMOL | 38-39 | 39-87 | 40-120 | 34-61 |
| Gomma NBR | 80-150 | 10-25 | 10-50 | 20-45 |
| Caucciu’ naturale NR | 60-130 | 20-30 | 20-60 | 40-75 |
| Acciaio strutturale | n/d | 370-700 | n/d | n/d |
L’acciaio guida prevedibilmente per resistenza alla trazione, ma per un ammortizzatore non e’ importante: non ha ne’ elasticita’ ne’ capacita’ di assorbire gli urti. Tra gli elastomeri il poliuretano batte entrambe le gomme su tutti e tre i parametri di lavoro contemporaneamente: abrasione piu’ bassa, resistenza alla trazione piu’ alta e migliore resistenza alla lacerazione. Il caucciu’ naturale ha una resilienza interessante, ma per robustezza e durata e’ significativamente inferiore, quindi per nodi a urto pesanti la scelta rimane al poliuretano.
Consiglio dell’ingegnere: prevedere per l’ammortizzatore una corsa di compressione sufficiente, generalmente non meno di un quarto dell’altezza del pezzo, affinche’ il poliuretano lavori a compressione e non a taglio. Se il nodo colpisce di sbieco, prevedere il bloccaggio della barra con foro di montaggio o inserto filettato, altrimenti il pezzo viene espulso dalla sede. Definire chiaramente se e’ necessaria la resilienza elastica per la restituzione di energia o l’assorbimento sordo dell’urto, perche’ per questi regimi si scelgono ricette di poliuretano diverse.
Dove si utilizzano barre in poliuretano e ammortizzatori
La movimentazione e il trasporto sono i principali utilizzatori di ammortizzatori: paraurti di carrelli gru, tamponi di traverse, limitatori di corsa di bracci lavorano in regime di urti continui, dove la gomma ha una vita particolarmente breve. Caricatori e macchine speciali montano tamponi in poliuretano su benne e telai per attenuare gli urti nel lavoro con materiale pesante.
Costruzione di macchine utensili e stampaggio: le barre in poliuretano come elementi elastici dell’attrezzatura sostituiscono le molle in acciaio nella corsa di ritorno di cursori e estrattori, senza fatica di metallo e senza rottura nel ciclo. Il vantaggio non e’ solo nella durata, ma anche nella sicurezza: un elemento in poliuretano quando si rompe non vola in schegge come una molla in acciaio rotta, ma rimane intero, rendendo piu’ sicura la manutenzione dell’attrezzatura. Il trasporto ferroviario utilizza tamponi e inserti in poliuretano in nodi con carichi dinamici significativi, dove e’ importante un funzionamento stabile nel freddo invernale e nel caldo estivo senza variazione delle caratteristiche.
In generale il poliuretano TIMOL lavora in dodici settori industriali, e ovunque ci siano urti e vibrazioni un ammortizzatore in questo materiale e’ giustificato economicamente. L’elenco completo dei prodotti e’ nel catalogo, i dettagli tecnici di dimensionamento nella sezione informativa.
Come ordinare un ammortizzatore per il proprio carico
Per il calcolo descrivere il nodo: massa o forza da fermare, corsa di compressione disponibile, frequenza degli urti, metodo di fissaggio e ambiente di lavoro. In base a questi dati i tecnici determinano durezza, forma e ricetta del poliuretano, e scelgono anche il regime di lavoro: elastico o assorbente. Con disegno o campione del vecchio pezzo il dimensionamento sara’ piu’ preciso.
La produzione e’ possibile sia come pezzo unico per un meccanismo specifico sia in serie per un parco macchine dello stesso tipo. La tecnologia di colata libera consente di riprodurre una barra, un cilindro, un cono o un pezzo di forma complessa senza costose attrezzature. Se necessario, nel corpo dell’ammortizzatore si cola direttamente un inserto metallico, un perno filettato o una rondella di appoggio, e il pezzo arriva pronto per il montaggio senza lavorazioni aggiuntive. Per consulenza e ordine contattare lo stabilimento TIMOL tramite i contatti. I tecnici calcolano l’ammortizzatore per i vostri carichi e lo producono con la geometria esatta del nodo.