Guarnizioni in VMQ e FKM ad alta resistenza all’abrasione per frantumatori a ganascia, a cono e a impatto

La frantumazione delle rocce è un processo estremamente abrasivo. I frantoi a mascelle applicano una forza di compressione, i frantoi a cono e quelli girevoli utilizzano un mantello girevole, mentre i frantoi a impatto accelerano le rocce contro lastre frantumatrici o martelli. Tutti generano ingenti quantità di polvere e particolato fine che agiscono come una pasta abrasiva su qualsiasi superficie esposta, comprese le guarnizioni. Inoltre, queste macchine dipendono da complessi sistemi di lubrificazione (spesso a grasso o con olio per ingranaggi pesante) per proteggere cuscinetti e ingranaggi, e le guarnizioni devono trattenere tali lubrificanti escludendo al contempo i contaminanti.

La gomma siliconica (VMQ) offre una combinazione unica di proprietà: un campo di temperatura di impiego estremamente ampio (-60 °°C fino a +225 °°C), eccellente flessibilità a basse temperature e buona resistenza all’ozono e agli agenti atmosferici. Tuttavia, la sua resistenza a trazione e la resistenza all’abrasione sono inferiori a quelle di molti altri elastomeri. Pertanto, il VMQ viene tipicamente utilizzato in posizioni di tenuta secondaria all’interno dei frantumatori, ad esempio guarnizioni per involucri elettrici, sigilli per sensori o in aree con minimo contatto abrasivo diretto ma che richiedono stabilità termica.

Per la tenuta primaria —ad esempio sui cuscinetti dell’albero principale, sui bocchelli eccentrici o sui cilindri idraulici di regolazione —Il fluorocarbonio (FKM) e l’acrilonitrile idrogenato (HNBR) sono i materiali di prima linea.

· FKM: offre la migliore combinazione di resistenza alle alte temperature e di resistenza chimica/oli. È ideale per le guarnizioni del sistema di lubrificazione e nelle zone esposte al calore generato dall’attrito.

· HNBR: ottenuto mediante idrogenazione dell’NBR, migliora significativamente la resistenza al calore (fino a 150 °C), resistenza all'ozono e proprietà meccaniche (resistenza a trazione, resistenza all'abrasione) superiori rispetto al NBR standard. Offre un'eccellente resistenza agli oli per ingranaggi e ai grassi. Per molte applicazioni nei frantoi, l'HNBR rappresenta un compromesso ottimale tra prestazioni, durata e costo, superando spesso l'FKM in scenari di abrasione pura.

La norma AS213 è frequentemente citata per specifici profili di tenuta utilizzati nelle macchine pesanti, come i frantoi, garantendo l'intercambiabilità. Una pratica fondamentale di manutenzione riguarda la progettazione della sede della tenuta: molti frantoi moderni integrano tenute labirinto o tenute a labbro multiple in combinazione con fori di spurgo del grasso. La tenuta elastomerica principale (spesso in HNBR) opera in sinergia con queste caratteristiche meccaniche. Il grasso viene iniettato periodicamente per creare una pressione positiva, espellendo così la polvere anziché consentirne l'ingresso.

Studi di caso provenienti da miniere di rame in Indonesia e da impianti di estrazione di minerale di ferro in India dimostrano che un programma proattivo di manutenzione delle tenute, che comprende:

1. Analisi regolare del grasso lubrificante per verificare il contenuto di silice (indicativo di guasto delle guarnizioni).

2. Termografia a infrarossi dei supporti dei cuscinetti per rilevare surriscaldamento causato da guasti alle guarnizioni.

3. Sostituzione programmata delle guarnizioni dell’albero durante i cambi programmati dei rivestimenti.

   ...può prolungare la vita utile dei cuscinetti del frantumatore del 60-80%. Negli Stati Uniti, alcuni impianti per aggregati hanno adottato come standard l’HNBR per tutte le guarnizioni dinamiche del frantumatore e il VMQ per le guarnizioni statiche, semplificando la gestione del magazzino e migliorando l'affidabilità delle riparazioni.