Come fare tenuta su cilindri e presse con steli e camicie usurati, rigati o danneggiati

L’obiettivo di questo articolo è quello di capire come fare tenuta con successo su cilindri e presse usurati, dove le comuni guarnizioni in gomma o poliuretano non garantiscono l’eliminazione delle perdite, riducendo drasticamente l’affidabilità e la produttività dei macchinari.

Dopo questo articolo saprai come:

• Incrementare l’affidabilità di macchinari usurati
• Ridurre ed eliminare i costi associati a manutenzioni non programmate e ri-lavorazioni (es. ri-cromatura)
• Minimizzare problemi legati a sicurezza ed ambiente associati alle perdite
• Eliminare costi collegati a fermi macchina e tempi di consegna dei ricambi e componenti richiesti.

Quando ci si trova a dover fare manutenzione su cilindri e presse di grandi dimensioni, spesso macchinari datati di cui non si posseggono neanche più i disegni originali, si ha il dubbio se conviene o meno effettuare lavorazioni su steli e camicie usurate, rigate o danneggiate, perché probabilmente non si hanno altre soluzioni valide per affrontare il problema delle eccessive perdite.

Capita spesso che su questa tipologia di macchinari, una volta che steli e camicie sono rigati, si debbano sostituire le guarnizioni frequentemente, tendenzialmente ogni 6 mesi circa, durante le fermate estive e invernali per non incidere sulla produzione.

Quando invece la situazione diventa insostenibile (perdite eccessive di fluido, perdite di pressione, scarti di produzione,…) occorre invece sostituire le guarnizioni su stelo e pistone anche ogni 3 o 4 mesi, con conseguenti costi non pianificati che vanno ad incidere sulla produttiva ed il rendimento della macchina.

Come si può fare tenuta con successo, eliminando le perdite, senza dover lavorare (es. ri-cromare) lo stelo di un cilindro o di una pressa?

Vediamo innanzitutto quali sono i settori industriali che sono soggetti ad avere un’usura consistente di cilindri e presse e che quindi si trovano ad affrontare il problema frequentemente.

Dove troviamo cilindri e presse di grandi dimensioni che sono soggetti ad usura?

I settori industriali che presentano cilindri e presse datati, rigati ed usurati sono soprattutto quelli che vengono definiti heavy-duty industry, ovvero industria pesante.

Nell’industria pesante rientrano innanzitutto le industrie siderurgiche, dove possiamo includere sia le acciaierie che le aziende dedicate esclusivamente allo stampaggio a caldo dell’acciaio (dove sono presenti presse o magli per la forgiatura, fucinatura ecc.). Includiamo anche tutte quelle aziende dedite alla produzione o lavorazione dell’alluminio, quindi aziende di estrusione e laminazione alluminio o fonderie pressofusione di alluminio/magnesio. Le presse di estrusione alluminio, come vedremo in seguito per lo stampaggio ad iniezione, presentano usura maggiore sul main-ram, ovvero il cilindro principale della pressa.

Non è propriamente inglobato nell’industria pesante ma il settore automotive è caratterizzato da presse meccaniche ed oleodinamiche di grandi dimensioni ed un fermo impianto può costare diverse migliaia di euro all’ora. In 25 anni di attività nel mondo dei sistemi di tenuta, i macchinari più usurati sono stati riscontrati all’interno del settore automotive, dove possiamo includere:

• lo stampaggio lamiera a freddo, effettuato tramite presse oleodinamiche o meccaniche (nei cilindri di bilanciamento, nonostante siano cilindri pneumatici, quando le guarnizioni falliscono, si causa un fermo macchina quasi immediato)
• la produzione di pneumatici, dove troviamo prima i Banbury mixer e successivamente presse oleodinamiche per la vulcanizzazione della gomma
• lo stampaggio materie plastiche tramite presse ad iniezione, dove il cosiddetto main-ram, il cilindro principale, è quello più soggetto ad usura, dovendo lavorare in orizzontale e dove le guarnizioni devono essere sufficientemente elastiche per fare tenuta nella parte superiore ma allo stesso tempo molto resistenti per reggere lo schiacciamento del cilindro nella parte inferiore.

Un altro settore soggetto a usura di steli e camicie di cilindri e presse è quello definito come Wood Based Panel Industry (WBPI), ovvero produzione pannelli base legno. La produzione di pannelli base legno avviene attraverso presse oleodinamiche, che possono essere presse singole, presse multi-piano o presse continue. Spesso un’azienda presenta differenti tipologie di presse a seconda della produzione che deve effettuare e del prodotto finito che vuole ottenere, oltre a vari cilindri o capsule utilizzati per operazioni e lavorazioni complementari.

Prima di capire come fare tenuta con successo su questi macchinari, individuiamo qual è la causa dell’usura di steli e camicie di cilindri e presse. D’altronde, se le guarnizioni che stai usando attualmente ti hanno causato questo problema, che senso avrebbe continuare ad utilizzare la stesso prodotto che ti ha portato a ricercare soluzioni alternative?

La causa di righe ed usura su steli e camicie di cilindri e presse

Le righe e l’usura di steli e camicie su cilindri e presse sono riconducibili nel 95% dei casi ad un utilizzo improprio dei sistemi di tenuta. Il restante 5% dei problemi è dovuto al fatto che le guarnizioni non vengono fatte lavorare bene, ovvero il cilindro non è ben supportato da fasce guida e avviene il contatto metallo-metallo che va ad incidere sul rendimento delle guarnizioni installate, sia su stelo che su pistone.

Su steli e camicie di grandi dimensioni si installano spesso le guarnizioni originali fornite dal costruttore della pressa. Esse sono quasi sempre realizzate in gomma (NBR), gomma telata (NBR + inserti in tela, nylon ecc.) oppure guarnizioni in poliuretano. Qualora le guarnizioni non vengano acquistate direttamente dal costruttore del cilindro o della pressa, si cercano soluzioni economiche standard in commercio.

Il problema di questi materiali è che hanno un alto (in alcuni casi altissimo) coefficiente d’attrito ed assorbono il fluido, con tutti gli abrasivi contenuti al suo interno. Utilizzare un materiale con un alto coefficiente d’attrito per fare da guarnizione è la cosa più sbagliata che si possa fare. Si genera calore, usura e fallimento dei componenti interni.

Inoltre, i profili con cui vengono realizzati le guarnizioni, siano essi profili con labbro ad U o guarnizioni a pacco (diversi anelli sovrapposti), non presentano un labbro positivo a coltello: le particelle abrasive contenute nel fluido si incastrano quindi tra la guarnizione e lo stelo o la camicia del cilindro, andando ad agire come carta vetro su questi componenti. Risultato: steli e camicie rigate in pochi mesi.

Se uniamo il tutto, ovvero un materiale ad alto coefficiente d’attrito più profili errati, otterremo una bomba ad orologeria che inciderà sui costi di produzione e manutenzione, inficiando il rendimento del macchinario.

Dopo aver capito quali sono gli errori da evitare, vediamo finalmente come risolvere questa situazione, purtroppo comune a molti settori industriali che utilizzano cilindri e presse di grandi dimensioni.

Qual è il materiale ideale per fare tenuta cilindri e presse con steli e camicie rigati, usurati e danneggiati?

La soluzione è rappresentata dall’utilizzo di un materiale a bassa durezza, basso coefficiente d’attrito e profili idonei. Il miglior materiale attualmente disponibile sul mercato a livello globale per fare tenuta su cilindri e presse che presentano righe ed usura è un polimero termostabile progettato appositamente per risolvere i problemi di tenuta delle apparecchiature usurate, danneggiate, rigate o datate, per sopperire ai problemi di dimensioni, costi o tempi di fermo macchina. Con questo polimero termostabile a bassa durezza si migliorano le prestazioni e l’affidabilità dei cilindri, riducendo drasticamente i costi causati da perdite e rilavorazioni.

Questo materiale esclusivo con una durezza pari ad 85 Shore A si adatta perfettamente alle irregolarità delle superfici e crea una tenuta positiva che consente di aumentare il tempo medio tra le riparazioni (MTBR) dei cilindri e delle presse. Il polimero in oggetto ha un’eccezionale resistenza all’abrasione ed all’usura rispetto ai materiali convenzionali (NBR, gomma telata, poliuretano,..). L’usura delle tenute è di conseguenza inferiore. E’ la soluzione ideale per un utilizzo su cilindri oleodinamici e pneumatici industriali in presenza di impieghi gravosi.

Il polimero termostabile a bassa durezza è facilmente lavorabile a macchina consentendo flessibilità di produzione: è possibile realizzare qualsiasi profilo di tenuta, nelle esatte dimensioni dell’apparecchiatura, evitando costi di lavorazione e tempi di attesa eccessivi. La sua memoria elastica a lungo termine aumenta il pre-carico, consentendo e garantendo le massime prestazioni anche a basse pressioni.

Perché scegliere guarnizioni realizzate in polimero a bassa durezza per cilindri e presse con steli e camicie rigati o usurati

• Materiale a bassa durezza progettato specificatamente per apparecchiature usurate, rigate o danneggiate
• Materiale a base di uretano termostabile, fornisce un’eccezionale resistenza all’usura ed all’abrasione aumentando le prestazioni di tenuta
• Materiale con memoria elastica a lungo termine, mantiene il pre-carico a basse pressioni (cilindri pneumatici) e non si deforma a causa della compressione
• Resistente all’idrolisi, può essere utilizzato in acqua e con fluidi idraulici convenzionali
• Materiale lavorabile a macchina, elimina i tempi di attesa ed i costi di lavorazione, consentendo di avere le guarnizioni su misura fino a 1400 mm di diametro esterno entro 24 ore dall’ordine
• Prodotto personalizzato, disponibile in vari profili tra qui raschiastelo, guarnizione per stelo, guarnizione per istone e o-ring statici
• La resistenza all’ozono e ai raggi UV rallenta l’invecchiamento prematuro del materiale garantendo una maggiore conservazione e durata in esercizio.