O acoplamento no acionamento raramente avisa sobre a avaria com antecedência: primeiro aparece batimento no eixo, depois cresce o ruído e a vibração, e em seguida destroem-se os pinos e param a linha. Os insertos elásticos de borracha envelhecem pelo contato com óleo, ozônio e carga térmica em meses, portanto o mecânico é obrigado a mantê-los no estoque em grande quantidade. O acoplamento de poliuretano da fábrica TIMOL oferece recurso aproximadamente várias vezes superior à borracha, mantém a elasticidade em ampla faixa de temperatura e transforma a troca do elemento elástico de emergência em planejada. Analisamos como esse acoplamento é estruturado, em que o poliuretano supera borracha e metal, e como encomendar o inserto para o seu desenho.
O que são os acoplamentos de poliuretano e que tarefa resolvem
O acoplamento de poliuretano transmite torque entre dois eixos e ao mesmo tempo absorve oscilações de impacto e de torção do acionamento. O elemento elástico de poliuretano, que pode ser pinos, estrela, buchas ou inserto sólido, deforma-se sob carga, acumula a energia do solavanco e a devolve suavemente, protegendo o motor, o redutor e os rolamentos de cargas bruscas.
Devido à elasticidade, o poliuretano compensa o desalinhamento dos eixos: deslocamento axial, radial e angular, que sempre ocorre na montagem e na dilatação térmica do equipamento. Esta é a principal função de trabalho do acoplamento elástico. O metal não executa essa função, e os polímeros rígidos como a caprolona racham sob carga de impacto.
A tecnologia de vazamento livre TIMOL permite reproduzir o elemento elástico de qualquer perfil: com pinos, cames, estrela, buchas. A dureza, a forma e as dimensões são definidas na etapa de fundição para a semicoupla específica do cliente, portanto o novo inserto encaixa no assentamento padrão sem modificação do nó.
Por que o poliuretano supera borracha, metal e caprolona nos acoplamentos
O poliuretano TIMOL combina as qualidades principais para o acoplamento: alta resistência ao desgaste, elasticidade de retorno e resistência a óleos, que nenhum material clássico possui simultaneamente. O abrasamento pela DIN 53516 do poliuretano é de 38-39 mm³, enquanto na borracha SBR esse valor chega a 100 a 200 mm³, e na borracha NBR de 80 a 150 mm³. O inserto elástico de poliuretano se desgasta várias vezes mais lentamente que o de borracha sob a mesma carga.
A borracha perde não apenas em desgaste. A resistência à tração da SBR é de 8 a 20 MPa, da NBR de 10 a 25 MPa, e do poliuretano TIMOL de 39-87 MPa. Isso significa que os pinos de poliuretano suportam torque mais alto sem ruptura. A borracha natural tem retorno mais alto (40 a 75%), mas a temperatura de trabalho superior é de apenas +70 °C e a resistência a óleos é ruim, portanto em acionamento industrial perto de redutor ela envelhece rapidamente.
A caprolona (poliamida PA6/PA66) às vezes é instalada em acoplamentos de cames rígidos. Seu abrasamento (30 a 90 mm³) é razoável, mas a elasticidade de retorno é de apenas 5 a 15%: sob carga de impacto, ela não amortiça, mas lasca. O poliuretano com dureza de 70 Shore D dá resistência ao desgaste similar, mas absorve o impacto e recupera a forma. O aço no elemento elástico não funciona de forma alguma: não amortiça, não compensa o desalinhamento, corrói e é de 6 a 7 vezes mais pesado que o poliuretano.
Conselho do engenheiro: não busque a dureza máxima. Para o acoplamento é importante o equilíbrio: um inserto muito macio sobrecarrega-se e escorrega sob o torque; um muito rígido deixa de absorver impactos e os transmite para os rolamentos. Para acionamentos médios, comece com 85 a 95 Shore A e corrija pelo desgaste real. E necessariamente desengordurem as superfícies de assentamento antes da montagem: a película de óleo nos pinos acelera o seu arrancamento dos assentos.
Comparativo de materiais para acoplamentos elásticos
A tabela mostra a diferença entre o poliuretano e as alternativas comuns pelas características de referência reais. Para o elemento elástico, os parâmetros-chave são abrasamento, resistência à tração e retorno.
| Material | Abrasamento DIN 53516, mm³ | Temp. trabalho, °C | Dureza | Resist. à tração, MPa | Elasticidade de retorno, % |
|---|---|---|---|---|---|
| Poliuretano TIMOL | 38-39 | -60 a +100 | 85A-95A | 39-87 | 34-61 |
| Borracha NBR | 80-150 | -30 a +100 | 40A a 90A | 10-25 | 20-45 |
| Borracha SBR | 100-200 | -40 a +80 | 40A a 80A | 8-20 | 30-55 |
| Borracha natural NR | 60-130 | -50 a +70 | 30A a 80A | 20-30 | 40-75 |
| Caprolona PA6/PA66 | 30-90 | -40 a +100 | 75D a 85D | 60-85 | 5-15 |
| Aço estrutural | n/d | -40 a +500 | 120-250 HB | 370-700 | n/d |
O poliuretano tem o menor abrasamento entre os elastômeros e ao mesmo tempo mantém a elasticidade que a caprolona não possui. Exatamente essa combinação explica por que o inserto de poliuretano dura aproximadamente várias vezes mais que o de borracha e não lasca, como o de caprolona, em acionamento de impacto. O sortimento de elementos elásticos e peças relacionadas está no catálogo de produtos de poliuretano.
Em quais setores são aplicados os acoplamentos de poliuretano
Os acoplamentos de poliuretano trabalham em acionamentos em todos os lugares onde há carga de impacto ou cíclica e é necessária compensação de desalinhamento. A nomenclatura geral da fábrica abrange 12 setores industriais, e os acoplamentos são demandados na maioria deles.
A mineração e o beneficiamento de minérios utilizam acoplamentos elásticos nos acionamentos de transportadores, britadores e alimentadores, onde os impactos na transmissão são constantes. A metalurgia instala insertos de poliuretano nos acionamentos de linhas de laminação e transporte. Os equipamentos de bombas e compressores, onde o eixo do motor é conectado ao eixo da bomba, necessitam de acoplamentos que absorvam pulsações e tolerem contato com óleo.
A maquinaria agrícola e a indústria alimentícia valorizam o poliuretano pela resistência à umidade, às soluções de lavagem e pelo fato de a peça não corroer. O segmento automotivo e de reparos aplica elementos de poliuretano em acoplamentos elásticos de cardan e acionamentos, onde o análogo de borracha perde rapidamente a elasticidade. Em todos esses casos, o determinante é o mesmo: o poliuretano mantém o torque por mais tempo e raramente exige a parada da linha.
Como são fabricados e montados os acoplamentos de poliuretano
A fabricação começa com o desenho ou a amostra da semicoupla do cliente. O tecnólogo determina o tipo de elemento elástico, a dureza de acordo com o torque calculado e a formulação do polímero para o meio de trabalho. Em seguida, o elemento é fundido pelo método de vazamento livre em molde, polimerizado em temperatura controlada durante algumas horas e, se necessário, a geometria é ajustada por usinagem mecânica para os tamanhos de assentamento.
A montagem do inserto de poliuretano é simples e não modifica a construção do acoplamento. Os pinos ou buchas são instalados nos assentos padrão da semicoupla; a estrela é presa entre os cames. Antes da instalação, as superfícies são limpas e desengordurantes, e o assentamento é feito sem martelamento por impacto para não danificar o elemento. Quando desgastado, troca-se apenas a parte de poliuretano; as semicouplas metálicas permanecem em operação.
Essa abordagem oferece a principal economia: em vez de comprar o acoplamento em conjunto, a empresa restaura o nó substituindo um inserto barato. A tecnologia de fundição e preparação de superfícies está descrita com mais detalhes na seção de informações de referência.
Como encomendar acoplamentos por desenho
Para encomendar acoplamentos de poliuretano, forneça o desenho ou a amostra do elemento elástico com os tamanhos de assentamento e descreva as condições de trabalho: torque, tipo de carga, meio de trabalho e faixa de temperatura. Esses dados são suficientes para selecionar a dureza, a forma e a formulação do polímero.
A fábrica TIMOL executa tanto insertos unitários para reparo quanto lotes em série, além de fabricação de elementos não padrão por esboço. Após a concordância do projeto técnico, determinam-se os prazos e as condições de fabricação. Para consulta, cálculo para o seu nó e pedido, entre em contato pelos contatos da fábrica TIMOL.