1. La relació entre les propietats dels materials i la resistència al desgast
El material d'un volant és un factor clau per determinar la seva resistència al desgast. Les volants de baquelita (plàstic fenòlic), a causa de la seva estructura de cadena molecular estable i el seu baix coeficient de fricció (0,3-0,4), presenten una taxa de desgast de només 0,01-0,03 mm/1.000 cicles en condicions de funcionament normals. Els volants de ferro colat, en canvi, se sotmeten a un procés de tractament tèrmic per augmentar la seva duresa (HRC 40-50), permetent controlar el desgast en 0,05 mm/1.000 cicles sota càrregues pesades.
Les volants de niló, reforçades amb fibra de vidre, ofereixen un 50% més de resistència al desgast que el niló pur. Tanmateix, l'ús-a llarg termini a temperatures inferiors a -20 graus augmenta la fragilitat del material, augmentant potencialment la taxa de desgast a 0,1 mm/1.000 cicles. Si bé les volants d'acer inoxidable (com el 304 i el 316) tenen una resistència al desgast més baixa que el ferro colat, la seva vida útil es pot allargar 2-3 vegades en entorns corrosius (com ara equips químics).
2. L'impacte de les condicions de funcionament sobre el desgast
L'entorn de funcionament d'un volant afecta significativament la seva vida útil. Tot i que les volants de baquelita tenen un punt de suavització de 170 graus en condicions d'alta -temperatura (com les d'equips metal·lúrgics), l'exposició prolongada a temperatures superiors a 150 graus pot provocar que el mòdul elàstic del material disminueixi un 20%, provocant una deformació de l'estructura corrugada i un augment del desgast. En entorns d'alta-humitat (com els que s'utilitzen en el processament d'aliments), els volants de ferro colat han d'estar galvanitzats o recoberts-per polvorització amb un recobriment anti-rovell. En cas contrari, apareixeran taques d'òxid en 48 hores, augmentant la rugositat superficial Ra de 0,8 μm a 3,2 μm i la fricció en un 40%.
En entorns vibratoris (com els d'equips marins), els elements de subjecció del volant de mà es poden afluixar, donant lloc a desviacions de concentricitat superiors a 0,1 mm i un augment de les parades operatives de l'1% al 10%. A més, en entorns polseosos (com els que impliquen maquinària de mineria), les partícules en partícules poden entrar a l'espai lliure entre el volant i l'eix, provocant un desgast abrasiu i escurçant la vida útil del coixinet en un 50%.
3. Mètodes de funcionament i factors humans
El funcionament inadequat és una de les principals causes de danys al volant. Quan s'utilitza un volant amb una palanca llarga o una clau anglesa, el parell pot superar 2-3 vegades el valor nominal, provocant la deformació del forat quadrat o de la clau. Per exemple, el parell nominal d'un volant de màquines-eina és de 50 N·m, però el parell real aplicat quan s'utilitza una clau anglesa pot arribar als 150 N·m, provocant una fallada de la junta.
L'impacte directe amb una eina d'impacte (com un martell) pot trencar el material de baquelita o provocar microesquerdes en el ferro colat. Aquests defectes es propaguen sota tensions alternes, i finalment condueixen a la fractura. L'operació de sobrecàrrega freqüent (com ara l'obertura i el tancament freqüents d'un volant de mà de la vàlvula) pot provocar corrosió per picadura a la superfície de la bola del coixinet, augmentant el desgast per deu en un any.
4. Nivell de manteniment i vida útil ampliada
El manteniment regular pot reduir significativament el risc de desgast del volant. La neteja és fonamental; l'eliminació ràpida de l'oli i la pols evita la degradació del material. Per exemple, si el greix roman a la superfície d'un volant de baquelita durant un període prolongat, la seva resistència d'aïllament pot baixar per sota de 10⁷Ω, augmentant el risc de fuites elèctriques. La lubricació s'ha de seleccionar en funció del material. Els volants de ferro colat utilitzen greix a base de calci-, mentre que els volants de niló requereixen un lubricant de niló especialitzat. La lubricació cada 3-6 mesos pot augmentar la vida del coixinet en un 30%.
Comprovar els elements de fixació pot evitar els danys per vibració causats per afluixar-los. Les dades experimentals mostren que un cargol solt d'1 mm pot augmentar la vibració del volant en un 200%, accelerant el desgast de l'estructura interna. Evitar la sobrecàrrega és tan important com prevenir les col·lisions. Per exemple, si un volant és impactat durant el transport, la seva concentricitat pot desviar-se més de 0,1 mm, provocant un retard operatiu.
