Tipos de fole de borracha: guia de materiais, seleção e comparação

Tipos de fole de borracha

Fole de borracha são geralmente classificados de duas maneiras: pela forma da seção transversal e pela forma como são construídos. A forma determina como um fole se encaixa em uma determinada montagem, enquanto o método de construção determina como ele se comporta sob carga, calor e flexões repetidas.

Por formato, os tipos mais comuns incluem:

• Fole redondo (cilíndrico) — o perfil mais utilizado, montado em torno de eixos, hastes e caixas redondas
• Foles quadrados e retangulares — usado em guias lineares, eixos de pórtico e coberturas de máquinas com superfícies de montagem planas
• Fole cônico (cônico) — conecte dois diâmetros diferentes, comuns em coifas de direção e juntas homocinéticas
• Foles multieixos - projetado com espaçamento de convolução irregular para acomodar movimentos combinados axial, lateral e angular ao mesmo tempo

Por construção, o fole se enquadra em duas grandes categorias. Fole moldado são produzidos em uma única peça a partir de um composto de borracha, proporcionando uma parede lisa e uniforme que se adapta a aplicações de pressão moderada e ciclo moderado. Fole reforçado com tecido incorpore uma camada têxtil tecida dentro da parede de borracha, adicionando resistência ao rasgo e estabilidade dimensional para peças maiores, pressões internas mais altas ou aplicações onde o fole deve resistir a perfurações de detritos pontiagudos.

Materiais de fole de borracha: uma visão geral

A seleção do material é o maior fator na duração de um fole de borracha em serviço, porque temperaturas extremas, exposição a produtos químicos e exposição a UV/ozônio degradam os elastômeros de maneira diferente. Abaixo está uma comparação dos elastômeros mais comumente usados ​​em foles de borracha industriais.

Foles de borracha EPDM

Os foles de borracha EPDM são valorizados pela sua resistência à água, ao vapor, à exposição aos raios UV e a uma ampla gama de produtos químicos polares, incluindo muitos ácidos e álcalis. Isso torna o EPDM uma escolha comum para equipamentos externos, máquinas de tratamento de água e aplicações com lavagem regular ou exposição ao clima. O EPDM também se mantém bem em uma ampla faixa de temperatura, normalmente apresentando desempenho confiável de cerca de -50°C até 130°C sem endurecimento ou rachaduras significativas.

A principal limitação do EPDM é a baixa compatibilidade com óleos, combustíveis e graxas à base de petróleo, que fazem com que o material inche e amoleça. Por esse motivo, os foles de EPDM são geralmente especificados onde o ambiente circundante envolve água, vapor ou intemperismo geral, em vez de máquinas pesadas com óleo – aplicações hidráulicas e mecânicas lubrificadas normalmente exigem nitrila ou neoprene.

Foles de borracha de silicone

Os foles de borracha de silicone são a escolha padrão quando um fole precisa permanecer flexível em uma faixa de temperatura incomumente ampla ou extrema. O silicone mantém sua elasticidade de aproximadamente -60°C até 200°C ou mais, dependendo da formulação, e resiste ao ozônio, aos raios UV e ao envelhecimento térmico de longo prazo muito melhor do que os elastômeros de uso geral.

Por causa disso, os foles de silicone são comuns em equipamentos industriais de alta temperatura, fornos, componentes adjacentes à exaustão e dispositivos eletrônicos ou médicos onde a estabilidade térmica e a pureza do material são importantes. A compensação é mecânica: o silicone tem menor resistência ao rasgo e à abrasão do que o nitrilo ou o neoprene, por isso é menos adequado para ambientes com detritos pontiagudos, abrasão intensa ou alta carga mecânica.

Foles de borracha de neoprene

Os foles de borracha de neoprene oferecem uma combinação equilibrada de resistência às intempéries, resistência moderada ao óleo e boa resistência à fadiga por flexão, razão pela qual o neoprene continua sendo um dos materiais mais amplamente especificados para coberturas de equipamentos de uso geral e externos. Ela resiste melhor à luz solar, ao ozônio e ao envelhecimento geral do que a borracha natural, ao mesmo tempo que resiste melhor ao contato ocasional com óleos e graxas do que o EPDM.

O neoprene tem um desempenho confiável em uma faixa de temperatura moderada, geralmente de cerca de -35°C a 100°C, tornando-o um padrão prático para equipamentos móveis, máquinas agrícolas e coberturas mecânicas externas que enfrentam uma mistura de exposição climática e leve contato químico sem exigir a maior resistência ao calor do EPDM ou do silicone.

Foles de borracha para aplicações em altas temperaturas

Ambientes de alta temperatura exigem materiais que resistam não apenas à exposição momentânea ao calor, mas também ao envelhecimento térmico de longo prazo, que gradualmente endurece e racha os elastômeros inadequados. Silicone e certos compostos de EPDM são as duas escolhas mais comuns, sendo o silicone geralmente preferido acima de aproximadamente 150°C e o EPDM oferecendo uma opção mais econômica na faixa de 100–130°C.

Nessas aplicações, a espessura da parede e a profundidade de convolução também precisam levar em conta a expansão térmica dos componentes montados, uma vez que um fole dimensionado com precisão à temperatura ambiente pode ficar esticado demais quando o equipamento atingir a temperatura operacional. Os fabricantes normalmente criam uma margem para essa expansão quando a faixa de temperatura operacional é especificada antecipadamente.

Foles de borracha para resistência química

Os requisitos de resistência química variam amplamente dependendo se o fole entrará em contato com ácidos, álcalis, solventes ou produtos petrolíferos, e nenhum elastômero apresenta melhor desempenho em todos eles. O EPDM geralmente oferece a maior resistência a produtos químicos à base de água, vapor e muitos ácidos e álcalis, enquanto o nitrilo e o neoprene são mais adequados para a exposição a óleo, combustível e hidrocarbonetos. Os fluoroelastômeros (FKM) são normalmente reservados para os ambientes químicos mais agressivos, incluindo solventes fortes e exposição a combustíveis em altas temperaturas, embora com um custo de material mais elevado.

Como os gráficos de compatibilidade química variam de acordo com o fabricante e com a concentração e temperatura exatas do produto químico envolvido, é uma boa prática confirmar os dados de resistência para o composto específico e as condições de exposição, em vez de confiar apenas na classe geral do material.

Foles de borracha vs botas de borracha

Os termos “fole de borracha” e “botas de borracha” são frequentemente usados de forma intercambiável e, em muitos casos, referem-se ao mesmo tipo de peça. Quando uma distinção é feita, geralmente ela se baseia na forma e na aplicação, e não na função. Uma capa de borracha normalmente se refere a uma tampa mais curta, geralmente cônica ou assimétrica - o exemplo clássico é uma capa de junta homocinética ou uma capa de mudança de marcha - projetada para vedar uma junta única e relativamente compacta.

Um fole de borracha, por outro lado, descreve mais frequentemente uma tampa cilíndrica ou retangular mais longa e uniformemente enrolada, projetada para acomodar deslocamentos prolongados ao longo de um eixo, como em uma haste de cilindro hidráulico ou em um trilho guia linear. Na prática, ambos os termos descrevem coberturas elastoméricas flexíveis e dobradas que protegem as juntas móveis contra contaminação, e a escolha da terminologia muitas vezes se resume tanto às convenções da indústria quanto a qualquer definição técnica estrita.

Guia de seleção de foles de borracha

A seleção do fole de borracha correto começa com o ambiente operacional e não com a peça em si. As perguntas abaixo ajudam a restringir o material e a construção:

1. Qual faixa de temperatura o fole verá? O calor extremo aponta para o silicone; frio extremo e uso externo geral apontam para EPDM ou neoprene.
2. Com quais produtos químicos ou fluidos ele entrará em contato? A exposição a óleo e combustível favorece nitrila ou neoprene; água, vapor e ácidos favorecem o EPDM.
3. Quanto movimento ele deve acomodar? Determina a contagem de convolução, o passo e se é necessário um perfil redondo padrão ou um design multieixo personalizado.
4. Quão abrasivo é o meio ambiente? Configurações com alto teor de detritos exigem construção reforçada com tecido ou seções de parede mais espessas.
5. A geometria de montagem é padrão ou irregular? Pontos de montagem irregulares ou cônicos normalmente exigem um fole moldado sob medida em vez de uma peça original.

Trabalhar com esses fatores antes de especificar um material ou perfil ajuda a evitar os dois modos de falha mais comuns em serviço: rachaduras prematuras de um elastômero incompatível e estiramento excessivo ou flambagem de um fole dimensionado incorretamente para seu curso e dimensões de montagem.