Quando uma bota padrão não consegue atender a todos os requisitos, como espaço disponível, curso, diâmetro de montagem ou ambiente circundante, um fole de borracha personalizado geralmente é uma boa opção.

À primeira vista, parece simples, mas dependendo de como as dobras se movem, onde a tensão está localizada e se as extremidades permanecerão seladas durante todo o tempo, a vida útil e o desempenho serão alterados.

Funções de um fole protetor

O fole de proteção serve como cobertura protetora para as partes móveis.

No caso de uma haste de cilindro, protegerá a superfície da haste contra poeira e impedirá que a poeira entre nas vedações. Em uma junta, pode ajudar a separar a graxa do ambiente externo.

Os foles de borracha de proteção contra poeira não são vedações em si e não eliminam a necessidade de outras vedações internas. Eles atuam principalmente como uma camada externa de defesa, e é possível que, mesmo que algumas partes estejam contaminadas, a vedação na haste permaneça intacta, desde que esteja funcionando com sua própria pressão e movimento.

Projetando com base no envelope de movimento

Para começar, os comprimentos de operação, como comprimento instalado e comprimido, extensões mínimas e máximas, devem ser conhecidos e declarados corretamente.

É principalmente devido à consideração do curso de deslocamento que o projetista deve saber não apenas como o fole deve ser dobrado, mas também onde as dobras devem ser posicionadas para não entrarem em contato com outras partes, especialmente nos extremos do movimento.

O projeto adequado do fole de vedação é aquele que impede que o movimento de vedação seja interrompido caso o fole sofra flambagem, por exemplo, ou colida com equipamentos adjacentes.

O deslocamento radial, o movimento angular e a rotação precisam ser descritos em detalhes para separá-los do movimento axial do dispositivo que as vedações e foles estão protegendo. Uma peça concebida apenas para movimento retilíneo pode tocar outras peças móveis após algum tempo, caso se desalinhem.

A geometria da convolução controla a deformação local.

A geometria das convoluções, ou seja, seu número, o espaçamento (a distância entre elas), a profundidade das dobras e a espessura da parede, é o que realmente define a distribuição do movimento no fole.

Algumas poucas convoluções podem fazer com que uma única dobra sofra uma grande mudança de forma, enquanto que foles com muitas convoluções podem apresentar problemas de espaço insuficiente no local comprimido, causando contato entre as dobras.

Os foles de borracha moldados também podem ter flanges nas extremidades, bordas, ressaltos e ranhuras que facilitam a fixação. Embora a integração possa reduzir o número de componentes separados, ela também vincula a função de vedação ao tamanho moldado. A posição da braçadeira e o grau de compressão precisam ser pré-definidos, e a montagem fica a critério do operador.

A escolha dos materiais acompanha o meio ambiente.

Caso o material do fole de borracha seja selecionado, é necessário elaborar primeiro uma lista de exposição. A poeira pode ser extremamente fina, abrasiva ou uma combinação de poeira e óleo. No caso de instalações externas, devem-se considerar a exposição ao ozônio, à luz solar, à chuva e às variações de temperatura. Os agentes de limpeza utilizados na fábrica podem conter soluções alcalinas ou ácidas.

Polímeros à base de borracha natural, como o NBR, são frequentemente a escolha em áreas onde óleos e graxas minerais são comuns; no entanto, para uma avaliação completa de sua adequação, fatores como intempéries e baixas temperaturas também devem ser considerados. O EPDM é apropriado para ambientes externos sujeitos a intempéries, água e limpeza; contudo, essas são apenas algumas das propriedades em que ele pode funcionar, especialmente contra óleos derivados de petróleo, para os quais geralmente não é adequado.

A borracha FKM é conhecida por sua resistência ao calor e boa compatibilidade com óleos; no entanto, seu desempenho em baixas temperaturas pode ser um problema. A borracha de silicone é capaz de desempenhar uma ampla gama de funções, desde temperaturas muito frias até muito quentes, e também resiste às intempéries, embora tenda a rasgar e romper com mais facilidade, especialmente quando exposta a poeira fina ou superfícies ásperas durante a instalação. O equilíbrio provavelmente varia de um composto para outro, por exemplo, de CR para CR. Deve-se sempre ter em mente que nenhuma família de borracha específica garante adequação isoladamente, independentemente da formulação e das condições de exposição.

Um caso de equipamento para alimentação em pó de uso público

O Grupo ATP relatou uma aplicação de fole em uma máquina automática que dosa pós alimentícios. A máquina utilizava oito funis conectados a uma placa móvel. A conexão do componente de borracha precisava acomodar o movimento de aproximação e separação, bem como a vibração proveniente do manuseio do conteúdo.

O curso do fole especificado era de aproximadamente um milímetro. Apesar desse pequeno movimento, o controle da poeira e a necessidade de manter condições higiênicas eram de extrema importância. A perda de pó para o ambiente através do funil era uma preocupação, mas a questão mais importante era evitar que a contaminação externa entrasse no caminho do pó.

Este exemplo demonstra que, apenas pelo tamanho do movimento, não é possível obter informações sobre a complexidade do projeto. Um movimento pequeno ainda pode exigir a resistência do material à fadiga, um design que não gere partículas de poeira, uma montagem simples e documentação adequada para contato com alimentos. Os critérios de aceitação são definidos por todo o processo.

Esse foi um exemplo dado pelo fornecedor, que não se aplica ao nosso caso. Trata-se apenas de um exemplo citado publicamente pelo fornecedor, e não de um resultado obtido pela Yida. O exemplo é apresentado apenas para ilustrar um possível cenário em um determinado ambiente de operação industrial, mas não garante o nível de desempenho ou a conformidade com as normas de outro fole. Portanto, um novo projeto de fole ainda precisaria fornecer as especificações do material que documentem a compatibilidade da borracha com o pó, as condições de limpeza e de movimento, e ser testado de acordo.

As classificações de proteção contra poeira exigem uma linguagem cuidadosa.

A norma IEC 60529 define os graus de proteção IP para invólucros elétricos. A classificação IP5X ou IP6X aplica-se à configuração do invólucro testado, incluindo seus foles, juntas, fixadores e outras aberturas. Não deve ser atribuída a um único componente de borracha solto isoladamente.

Os foles de borracha para proteção contra poeira podem suportar o peso de uma caixa, mas o conjunto final deve ser testado nas condições especificadas. A posição do fole, seu curso, o roteamento dos cabos e a compressão da montagem podem alterar o resultado. Um teste estático em uma posição pode não representar a exposição à poeira durante o movimento.

Que testes de materiais podem estabelecer

A norma ASTM D624 mede a resistência ao rasgo sob uma configuração de teste definida. O resultado pode ajudar a selecionar compostos nos casos em que entalhes ou danos nas bordas sejam preocupantes, mas a norma afirma que a relação com o serviço deve ser determinada para cada aplicação específica.

A norma ASTM D573 avalia o efeito do envelhecimento ao ar em altas temperaturas sobre as propriedades da borracha. Ela é útil para comparação em laboratório, embora a ASTM afirme que o resultado pode não corresponder exatamente ao desempenho em serviço, pois as condições de operação variam.

A norma ASTM D2000 fornece um sistema para classificar materiais de borracha vulcanizada quanto à resistência ao envelhecimento térmico, ao inchamento por óleo e a outros requisitos. Ela auxilia na definição das especificações de um composto. No entanto, não comprova a vida útil à fadiga, o ajuste ou o desempenho em relação à poeira de um fole.

Esses métodos respondem a questões materiais. Os testes de peças acabadas devem responder às questões do produto: a peça pode ser instalada sem danos, movimentar-se por toda a sua extensão, permanecer fixada e manter a barreira de contaminação necessária após ciclos repetidos?

Onde os foles costumam falhar

O contato entre dobras é um risco geométrico frequente. Quando as convoluções se friccionam sob compressão máxima, a superfície pode polir, aquecer e, eventualmente, desgastar-se completamente. A contaminação retida entre as dobras pode agravar a abrasão.

O rasgo geralmente começa em uma transição abrupta, área fina, ponto de entrada ou borda de montagem danificada. O estiramento excessivo durante a instalação pode criar um pequeno corte que aumenta durante os ciclos de uso. Os dados de resistência ao rasgo não levam em consideração uma ferramenta de montagem com rebarba exposta.

A separação das extremidades ocorre quando a carga da braçadeira, o formato do cordão ou a superfície de contato não controlam o movimento. Óleo sob a braçadeira pode reduzir a aderência. Uma braçadeira apertada apenas pelo tato também pode gerar pressão irregular e cortar a borracha.

Processo de inspeção parcial concluído

A medição dimensional começa com a peça em condições controladas. Em seguida, verifique o diâmetro para montagem, a altura após a instalação, detalhes das características da parede e as dimensões críticas da dobra. Verifique se há rebarbas, linhas de junção, danos ou áreas finas que possam causar problemas de movimentação da peça.

Mova a máquina no fator projetado e no fator projetado com um determinado deslocamento enquanto o circuito estiver em funcionamento a uma temperatura definida dentro dos padrões aceitos. Quando for seguro, poeira ou contaminantes podem ser manuseados. Se a peça for uma proteção da carcaça interna, meça a entrada de partículas no conjunto enquanto ele estiver posicionado e verifique se está se movendo na velocidade de serviço.

Selecione algumas amostras e exponha-as a óleo, produtos de limpeza, fluido refrigerante, ozônio e outras condições químicas/ambientais identificadas na análise da aplicação. Os testes em cupons de material podem detectar alterações no material. As amostras montadas podem mostrar os resultados de inchaço, perda de fixação e alteração na dobra da vedação.

Após o teste de dobra, analise as raízes e cristas das dobras, bem como as transições. Anote a abrasão, fraturas, deformações por sobrecarga e sujeira encontradas no interior das dobras. A aceitação do dispositivo deve ser clara após a conclusão do teste, incluindo informações como número de ciclos, nível máximo de sujeira e força máxima, se houver.

Os foles de borracha personalizados devem ser reavaliados se o material, as ferramentas, a espessura da parede ou a montagem forem alterados. A aprovação da amostra comprova que a configuração testada é adequada. No entanto, não se deve presumir que uma alteração posterior que afete a deformação ou a fixação também esteja coberta.

Entre em contato conosco através das informações abaixo.

Forneça uma lista de contaminantes internos e externos com detalhes específicos sobre a poeira, o tipo de partícula, o tipo de óleo, o tipo de água e os produtos químicos de limpeza utilizados. Inclua a faixa de temperatura, se a peça é usada em ambientes externos ou não, o nível de vácuo ou pressão a ser exercido e se o seu dispositivo requer certificação especial da autoridade sanitária, se é um dispositivo elétrico ou se há exigência de limpeza durante a operação.

Fole de borracha moldado - especifique o método de montagem e como as peças serão unidas. Informações como a largura das braçadeiras, o formato do sulco e o acabamento da superfície de contato, bem como as ferramentas de instalação que serão utilizadas, podem ajudar a determinar se as extremidades permanecerão unidas.

Colaborando com a Fábrica

A Dalian Yida fabrica produtos de borracha de precisão há muitos anos, possuindo, portanto, experiência e conhecimento das necessidades para produzir peças de borracha personalizadas que atendam às especificações do cliente. No que diz respeito à vedação por fole, analisaremos a viabilidade de fabricação, os materiais, as dimensões críticas e o método de teste do protótipo em sua aplicação real.

Obter a definição das limitações de movimento e dos critérios de aceitação antes da usinagem é útil, especialmente se isso nos permitir discutir as geometrias de dobra, a montagem e os pontos de inspeção. Se houver dados disponíveis sobre o desempenho de um produto existente, como os danos que podem ser causados, seu padrão pode servir como base para a elaboração de uma proposta inicial.

O fole deve permitir a liberdade de movimento dos componentes sem que a barreira seja ultrapassada na direção errada. Portanto, tudo depende da geometria, do material e da compatibilidade dos componentes aos quais a peça é submetida após a realização do teste.

Consequentemente, a escolha do material de um fole de borracha é apenas parte de um processo de decisão maior e mais complexo. No entanto, assim que a Yida recebe detalhes sobre a amplitude de movimento, contaminantes ou uma descrição do método de fixação, uma revisão do projeto e um plano de amostragem para a peça em questão podem ser realizados como suporte às necessidades práticas do projeto.