Prevenire la contaminazione: Impedisce a polvere, particelle di roccia e umidità di entrare nel sistema di trasmissione interno (ad esempio, albero eccentrico, cuscinetti e canali di lubrificazione) per evitare usura abrasiva e corrosione.
Lubrificanti di ritenzione: Sigillatura dell'olio o del grasso lubrificante all'interno delle camere dei cuscinetti e dei componenti della trasmissione, garantendo una lubrificazione continua e riducendo i danni causati dall'attrito.
Mantenimento dell'equilibrio della pressione: Aiuta a regolare le differenze di pressione interna tra la camera di frantumazione e il sistema di trasmissione, prevenendo le perdite di olio causate dalle fluttuazioni di pressione.
Corpo della guarnizione: La struttura anulare principale, tipicamente realizzata in gomma nitrilica (NBR), poliuretano (PU) o gomma fluorurata (FKM), con un anello di rinforzo metallico (acciaio al carbonio o acciaio inossidabile) incorporato per migliorare la rigidità strutturale. Il materiale in gomma viene selezionato in base alla temperatura di esercizio (NBR per temperature da -40 °C a 120 °C; FKM per ambienti ad alta temperatura superiori a 150 °C).
Labbra o bordi di tenuta: Uno o più labbri flessibili sui diametri interno ed esterno del corpo della tenuta, che formano un contatto ermetico con le superfici di accoppiamento (ad esempio, la parete esterna dell'anello di regolazione o la parete interna del telaio). Questi labbri sono spesso progettati con una struttura a molla (molla a torsione) per mantenere una pressione costante contro la superficie di accoppiamento, garantendo una tenuta affidabile anche in caso di usura minima.
Anello di rinforzo in metallo: Un sottile anello anulare in acciaio (SPCC o acciaio inossidabile 304) incorporato nel corpo in gomma durante lo stampaggio. Garantisce stabilità dimensionale, prevenendo la deformazione sotto pressione radiale e garantendo che la guarnizione mantenga la sua forma durante il montaggio e il funzionamento.
Scanalatura o flangia di montaggio: Una struttura incassata o sporgente sul bordo esterno della guarnizione che si inserisce in una scanalatura corrispondente sul telaio del frantoio o sull'anello di regolazione, fissando la guarnizione in posizione e impedendone lo spostamento assiale durante la vibrazione.
Fori di ventilazione (in alcuni modelli): Piccoli fori praticati nell'anello di rinforzo metallico per equalizzare la pressione tra il lato interno ed esterno della guarnizione, riducendo il rischio di deformazione del labbro dovuta a differenze di pressione.
Preparazione del materiale:
Composto di gomma: La gomma grezza (ad esempio, NBR) viene miscelata con additivi (nerofumo per il rinforzo, zolfo per la vulcanizzazione, antiossidanti e lubrificanti) in un miscelatore Banbury. La miscela viene impastata a 80-100 °C per formare un composto di gomma omogeneo con una viscosità Mooney di 60-80 (ML 1+4 a 100 °C).
Anello di rinforzo in metallo: Le strisce di acciaio al carbonio vengono tagliate in anelli, sbavate e trattate con un agente legante (ad esempio, Chemlok 205) per garantire una forte adesione tra il metallo e la gomma.
Stampaggio (stampaggio a compressione o a iniezione):
Stampaggio a compressione: La mescola di gomma viene preformata in una forma ad anello e posizionata in uno stampo riscaldato (160–180 °C) accanto all'anello di rinforzo metallico. Lo stampo viene chiuso, applicando una pressione (10–20 MPa) per 5–15 minuti per vulcanizzare la gomma, che si lega all'anello metallico e forma la forma della guarnizione (inclusi i bordi e le scanalature).
Stampaggio a iniezione: Per la produzione in grandi volumi, la mescola di gomma fusa viene iniettata in uno stampo riscaldato contenente l'anello metallico. Questo metodo garantisce un controllo dimensionale più preciso e una distribuzione uniforme del materiale, con tempi di ciclo ridotti a 2-5 minuti.
Vulcanizzazione:
Lo stampo viene mantenuto a 160–180 °C per completare la reazione di vulcanizzazione, reticolando le molecole di gomma e ottenendo elasticità e resistenza meccanica. Per le guarnizioni in FKM, è possibile eseguire una post-vulcanizzazione (2–4 ore a 100–120 °C) per migliorarne la resistenza chimica.
Rifinitura e rifinitura:
La gomma in eccesso (sbavatura) viene rimossa dai bordi della guarnizione mediante macchine rifilatrici (coltelli rotanti o rifilatura criogenica con azoto liquido) per garantire labbra di tenuta lisce e senza sbavature.
Le labbra di tenuta vengono lucidate con tamponi abrasivi per ottenere una rugosità superficiale di Ra0,8–1,6 μm, migliorando il contatto con le superfici di accoppiamento.
Lavorazione di anelli di rinforzo in metallo:
L'anello in acciaio viene ricavato da strisce mediante una pressa per stampaggio, con diametri esterni e interni grezzi torniti entro ±0,1 mm.
La superficie dell'anello viene pulita e rivestita con un agente legante, quindi asciugata a 80–100 °C per 30 minuti per attivare l'adesione.
Preparazione del gruppo guarnizioni:
Le scanalature di accoppiamento sul telaio del frantoio o sull'anello di regolazione vengono lavorate con dimensioni precise (larghezza ±0,05 mm, profondità ±0,02 mm) utilizzando torni CNC, garantendo che la guarnizione aderisca perfettamente senza distorsioni.
Le superfici di accoppiamento (a contatto con le labbra della guarnizione) vengono rettificate fino a raggiungere una rugosità superficiale di Ra0,8–1,6 μm e lucidate per rimuovere sbavature o graffi che potrebbero danneggiare la guarnizione.
Caratteristiche di installazione:
La guarnizione ad anello viene inserita a pressione nella scanalatura di montaggio mediante una pressa idraulica, con uno strumento di guida per evitare la deformazione del labbro durante l'installazione.
Le molle a torsione (se in dotazione) vengono allungate e posizionate nella scanalatura della molla del labbro di tenuta per mantenere la pressione radiale contro la superficie di accoppiamento.
Prove sui materiali:
Test della mescola di gomma: la resistenza alla trazione (≥15 MPa per NBR), l'allungamento a rottura (≥300%) e la durezza (60–70 Shore A) vengono verificate utilizzando gli standard ASTM D412.
Prova dell'anello metallico: la forza di adesione tra gomma e metallo viene testata tramite un test di pelatura (≥5 N/mm) per garantire l'assenza di delaminazione.
Controlli di precisione dimensionale:
I diametri esterno e interno della guarnizione vengono misurati utilizzando una macchina di misura a coordinate (CMM) per garantire il rispetto delle tolleranze (±0,1 mm per le dimensioni critiche).
Lo spessore e l'angolo del labbro vengono ispezionati utilizzando un proiettore di profili, con deviazioni ≤0,05 mm per garantire il corretto contatto con le superfici di accoppiamento.
Test delle prestazioni di tenuta:
Prova di pressione: la guarnizione viene installata in un apposito dispositivo di prova e sottoposta a pressione interna (0,5-1 MPa) con olio o aria. Non sono ammesse perdite per 30 minuti, verificate mediante ispezione visiva o monitoraggio della caduta di pressione.
Test di resistenza alla polvere: la guarnizione viene esposta a polvere fine secondo la norma ISO 12103-1 A2 in condizioni operative simulate per 100 ore. L'ispezione post-test conferma l'assenza di infiltrazioni di polvere nella cavità sigillata.
Test ambientali e di durata:
Resistenza alla temperatura: le guarnizioni vengono invecchiate in forno a 120°C (NBR) o 200°C (FKM) per 168 ore, con test di post-invecchiamento che confermano variazioni minime nella durezza (≤5 Shore A) e nella resistenza alla trazione (≤20% di riduzione).
Prova di fatica da flessione: la guarnizione viene sottoposta a 100.000 cicli di compressione radiale (±0,5 mm) per simulare le vibrazioni, senza che si verifichino crepe o deformazioni del labbro.
Ispezione visiva e dei difetti:
Controlli superficiali: le superfici in gomma vengono ispezionate per verificare la presenza di bolle, crepe o polimerizzazione irregolare utilizzando una lente d'ingrandimento (10x). Gli anelli metallici vengono controllati per verificare la presenza di ruggine o sbavature.
Controllo dell'adesione: viene eseguito un test con coltello per garantire che non vi siano separazioni tra gomma e metallo, e qualsiasi delaminazione comporta il rifiuto.
