Puede suceder que desee asegurarse de que algunas partes del sistema tengan el comportamiento correcto en términos de absorción de energía y que estas partes también estén diseñadas con detalles de montaje que den como resultado un buen amortiguador de goma.

En general, un amortiguador de goma se utiliza en máquinas donde se requiere amortiguación una vez que la máquina alcanza su recorrido máximo. En estos casos, se emplea un amortiguador de goma pequeño debido a las limitaciones de espacio y tiempo. Además, debe desacelerar la masa en movimiento, limitar la fuerza máxima aplicada y, al mismo tiempo, ser capaz de soportar un uso repetitivo. Por lo tanto, la capacidad de carga estática por sí sola no describe adecuadamente la función de este tipo de amortiguador de goma.

Los amortiguadores de caucho moldeado brindan protección para topes de máquinas, equipos de manipulación de materiales, puertas, carros, conjuntos móviles, etc. El comportamiento de los amortiguadores de caucho depende de la energía del impacto, la velocidad, la temperatura, la forma y la manera en que se ensamblan las piezas. Un elemento seleccionado únicamente por su diámetro exterior puede ser demasiado duro o aplastarse fácilmente.

Comience con energía en lugar de peso.

Cuando se trata de fuerzas en el punto de colisión, la masa del vagón no solo representa la principal fuente de impacto, sino que también transporta energía que solo puede ser absorbida parcialmente en una distancia limitada, y con la que el sistema de frenado tendrá que lidiar, como ocurrió en este ejemplo.

Un amortiguador industrial debe permitir definir con precisión su recorrido máximo de compresión. Si el amortiguador se comprime completamente, puede producirse un pico de fuerza y, por lo tanto, un impacto que se transmita al bastidor o al elemento de fijación. Por otro lado, si el amortiguador es demasiado blando, la pieza móvil puede seguir moviéndose más allá de los límites de seguridad.

La frecuencia de los eventos es otro factor muy importante. Las situaciones de emergencia mensuales permiten que el equipo se enfríe y que se recuperen las piezas. Sin embargo, los impactos repetidos que ocurren cada pocos segundos pueden provocar un calentamiento rápido del caucho y un cambio en su rigidez, lo que afectará el contacto posterior.

La forma determina la curva de fuerza.

Dependiendo de la forma del amortiguador, este presentará diferentes curvas de deformación. Una forma específica del área de contacto podría provocar un aumento gradual de la fuerza. Un hueco o una pared cónica, por ejemplo, podrían extender el recorrido del amortiguador, pero al mismo tiempo la tensión podría concentrarse en las esquinas o las partes más delgadas del mismo.

El diseño de los amortiguadores de goma debe tener en cuenta el movimiento lateral y la desalineación.

Una colisión descentrada puede doblar el perno de montaje o cortar el caucho sin comprimirlo. Una amplia superficie de contacto y un elemento guiado móvil ayudarán a mantener la trayectoria de la carga.

La fabricación de topes de goma personalizados puede implicar la adición de una tira metálica adherida, la inserción de elementos metálicos o la perforación del bloque. Si bien estas técnicas facilitan la instalación del tope, pueden generar líneas de unión, corrosión y zonas de concentración de tensiones.

Durante el diseño, se debe tener en cuenta la geometría del metal para lograr la máxima deflexión.

La rigidez dinámica no es igual a la rigidez estática.

La respuesta del caucho suele ser más rígida durante la deformación rápida que durante la compresión lenta. La histéresis, que representa la pérdida de energía, se transforma parcialmente en calor. De hecho, el mismo mecanismo que reduce el rebote también eleva la temperatura interna durante impactos repetitivos.

Trelleborg denomina al amortiguador ANB que fabrica un cuerpo cilíndrico de caucho nitrilo adherido, cuyo compuesto de alta histéresis ayuda a limitar el movimiento del equipo. La gama publicada especifica diversas cargas máximas según el tamaño y destaca las grúas, los vehículos forestales y los equipos de manipulación de materiales como aplicaciones típicas.

En ese ejemplo del catálogo, vemos que la capacidad de carga de un amortiguador se determina únicamente tras considerar su construcción estructural. No es capaz de soportar una composición o geometría diferente bajo la misma carga.

Debe realizar pruebas en amortiguadores de impacto de caucho utilizando condiciones que sean consistentes con la velocidad, la energía y el montaje de la aplicación prevista para el amortiguador (el uso final).

Seleccionar el material tiene que ver con tener suficiente energía y recuperación.

Algunas aplicaciones mecánicas pueden hacerse más duraderas y resistentes al desgaste con el tipo de caucho adecuado, es decir, caucho natural.

Se puede optar por el caucho de nitrilo butadieno (NBR) cuando se utiliza aceite mineral, ya que este se ve menos afectado por él, mientras que el caucho de etileno-propileno (EPDM) no se ve muy afectado por la intemperie ni por la exposición al sol. Los materiales abrasivos desgastan rápidamente el poliuretano, pero si se cumplen los requisitos de carga, puede durar más tiempo.

Todas esas opciones tienen un rango de temperaturas y productos químicos en los que se pueden aplicar. Debes averiguarlo para cada una.

La dureza es solo una de las propiedades del material que se utiliza.

Otros factores como la histéresis, el módulo de elasticidad, la deformación permanente por compresión, la resistencia a las roturas y la resistencia al envejecimiento debido al efecto del calor determinarán la forma o la curva que sigue esa fuerza y ​​cuánto se recuperará dicha fuerza.

Dos productos de caucho con la misma clasificación Shore A pueden mostrar un comportamiento diferente ante un impacto.

Para diseñar un amortiguador de caucho es necesario conocer la temperatura mínima de servicio. Un compuesto que se endurece a temperaturas muy bajas puede transmitir una fuerza máxima mayor.

Por el contrario, la baja resistencia a la tracción junto con la generación acumulativa de calor causada por la baja resistencia al corte a alta temperatura, podría ser responsable de una deformación que va más allá de los límites.

Las pruebas comunes responden a preguntas limitadas.

La norma ASTM D575 mide el comportamiento a compresión bajo condiciones de ensayo específicas. Permite comparar compuestos o proporcionar una referencia controlada de carga-deformación. Una probeta estándar no reproduce las variaciones en el área de contacto, el inserto ni la tasa de impacto del amortiguador.

La norma ASTM D395 evalúa la deformación permanente por compresión tras un periodo definido de compresión y recuperación. Permite comparar la tendencia a la recuperación, pero no predice la recuperación total de un amortiguador moldeado tras miles de impactos a alta velocidad.

La norma ASTM D624 mide la resistencia al desgarro bajo una geometría de muestra definida. Permite realizar pruebas de selección compuestas cuando existe riesgo de fisuras. La propia norma advierte que el resultado puede no estar directamente relacionado con el rendimiento en servicio.

Secuencia de validación de búfer finalizada

Inspeccione las dimensiones, la superficie moldeada y la ubicación del inserto. Mida lentamente la curva inicial de fuerza-deformación para determinar el estado de la pieza. Verifique que el amortiguador tenga espacio libre para deformarse sin entrar en contacto con bordes afilados ni atrapar material contra el marco.

Realice pruebas de impacto con la masa, velocidad y alineación representativas en movimiento. Mida la deflexión, el rebote y la fuerza máxima cuando el riesgo del equipo lo requiera. Comience por debajo del valor máximo del evento y aumente gradualmente mediante un plan de pruebas controlado con las protecciones adecuadas.

Para la absorción de impactos industriales, someta la pieza a ciclos con la frecuencia y temperatura de evento previstas. Monitoree la temperatura de la superficie y el cambio de altura permanente. Repita la medición del impacto después del acondicionamiento para que se observe la variación en la curva de fuerza.

Inspeccione la unión caucho-metal, las zonas de pliegue o abultamiento, la superficie de contacto y el sujetador después del ciclo. Las grietas, los insertos sueltos o la inclinación permanente pueden indicar una carga fuera del eje. Los criterios de aceptación deben incluir tanto la holgura del equipo como el estado del amortiguador.

Información necesaria para el desarrollo

Proporcione la masa móvil, la velocidad de impacto, la altura de caída (cuando corresponda), la deflexión máxima disponible y la frecuencia del evento. Añada la temperatura, los aceites, las condiciones climáticas, la fuerza máxima admisible, el espacio de montaje y las consecuencias de un fallo en el tope.

Para topes de goma personalizados, incluya el ángulo de contacto, los detalles de los sujetadores y cualquier movimiento lateral. Las fotografías o una sección del conjunto pueden revelar problemas de interferencia y trayectoria de carga que un dibujo del amortiguador por sí solo no muestra.

Trabajando con Yida

Dalian Yida Precision Rubber Products Co., Ltd. desarrolla piezas de elastómero moldeadas a medida y componentes de caucho-metal. Para amortiguadores de impacto de caucho, Yida puede analizar la viabilidad de fabricación, las opciones de compuestos, la geometría de los insertos y las dimensiones críticas en función de la carga requerida por el cliente.

Los amortiguadores de caucho moldeado deben ser aprobados mediante pruebas de la pieza terminada en equipos representativos. Al definir la energía, la carrera y la frecuencia del evento, el plan de muestreo permite medir las necesidades reales del equipo en lugar de basarse en un valor de dureza genérico.