1. A relação entre propriedades do material e resistência ao desgaste
O material de um volante é um fator chave na determinação de sua resistência ao desgaste. Os volantes de baquelite (plástico fenólico), devido à sua estrutura de cadeia molecular estável e baixo coeficiente de atrito (0,3-0,4), apresentam uma taxa de desgaste de apenas 0,01-0,03 mm/1.000 ciclos em condições normais de operação. Já os volantes em ferro fundido passam por um processo de tratamento térmico para aumentar sua dureza (HRC 40-50), permitindo controlar o desgaste em 0,05 mm/1.000 ciclos sob cargas pesadas.
Volantes de nylon, reforçados com fibra de vidro, oferecem resistência ao desgaste 50% maior que o nylon puro. No entanto, o uso-de longo prazo em temperaturas abaixo de -20 graus aumenta a fragilidade do material, aumentando potencialmente a taxa de desgaste para 0,1 mm/1.000 ciclos. Embora os volantes de aço inoxidável (como 304 e 316) tenham menor resistência ao desgaste do que o ferro fundido, sua vida útil pode ser estendida de 2 a 3 vezes em ambientes corrosivos (como equipamentos químicos).
2. O impacto das condições operacionais no desgaste
O ambiente operacional de um volante afeta significativamente sua vida útil. Embora os volantes de baquelite tenham um ponto de amolecimento de 170 graus sob condições de alta-temperatura (como aquelas em equipamentos metalúrgicos), a exposição prolongada a temperaturas acima de 150 graus pode fazer com que o módulo de elasticidade do material diminua em 20%, levando à deformação da estrutura corrugada e ao aumento do desgaste. Em ambientes-de alta umidade (como aqueles usados no processamento de alimentos), os volantes de ferro fundido devem ser galvanizados ou revestidos-por spray com um revestimento-antiferrugem. Caso contrário, manchas de ferrugem aparecerão em 48 horas, aumentando a rugosidade da superfície Ra de 0,8μm para 3,2μm e o atrito em 40%.
Em ambientes vibrantes (como os de equipamentos marítimos), os fixadores do volante podem se soltar, resultando em desvios de concentricidade superiores a 0,1 mm e em um aumento nas paralisações operacionais de 1% a 10%. Além disso, em ambientes empoeirados (como aqueles que envolvem máquinas de mineração), partículas podem entrar na folga entre o volante e o eixo, causando desgaste abrasivo e reduzindo a vida útil do rolamento em 50%.
3. Métodos de Operação e Fatores Humanos
A operação inadequada é uma das principais causas de danos ao volante. Ao operar um volante com uma alavanca longa ou chave de tubo, o torque pode exceder 2 a 3 vezes o valor nominal, causando deformação do furo quadrado ou chaveta. Por exemplo, o torque nominal de um volante de máquina-ferramenta é de 50 N·m, mas o torque real aplicado ao usar uma chave de tubos pode chegar a 150 N·m, causando falha na junta.
O impacto direto com uma ferramenta de impacto (como um martelo) pode rachar o material de baquelite ou causar microfissuras no ferro fundido. Esses defeitos se propagam sob tensões alternadas, eventualmente levando à fratura. A operação frequente de sobrecarga (como abertura e fechamento freqüentes de um volante de válvula) pode causar corrosão por pites na superfície da esfera do rolamento, aumentando o desgaste em dez vezes em um ano.
4. Nível de manutenção e vida útil prolongada
A manutenção regular pode reduzir significativamente o risco de desgaste do volante. A limpeza é fundamental; a remoção imediata de óleo e poeira evita a degradação do material. Por exemplo, se a graxa permanecer na superfície de um volante de baquelite por um longo período, sua resistência de isolamento poderá cair abaixo de 10⁷Ω, aumentando o risco de vazamento elétrico. A lubrificação deve ser selecionada com base no material. Os volantes de ferro fundido usam graxa à base de-cálcio, enquanto os volantes de náilon exigem um lubrificante de náilon especializado. A lubrificação a cada 3-6 meses pode aumentar a vida útil do rolamento em 30%.
A verificação dos fixadores pode evitar danos por vibração causados pelo afrouxamento. Dados experimentais mostram que um parafuso solto de 1 mm pode aumentar a vibração do volante em 200%, acelerando o desgaste da estrutura interna. Evitar sobrecarga é tão importante quanto prevenir colisões. Por exemplo, se um volante for impactado durante o transporte, sua concentricidade poderá desviar-se em mais de 0,1 mm, causando atraso operacional.
