Ruota

Organo meccanico circolare che, attraverso la rotazione attorno al proprio asse, consente la trasformazione di un moto di strisciamento in un moto di rotolamento.

Gli elementi che costituiscono la ruota sono: il battistrada, il rivestimento, il nucleo, il mozzo e gli organi di rotolamento. 

BATTISTRADA
Il battistrada è la superficie esterna della ruota, ossia la parte a contatto con il suolo. Può essere liscio o scolpito con disegni in rilievo per aumentarne l'aderenza al suolo.

RIVESTIMENTO
Il rivestimento, o fascia di rotolamento è l'anello esterno, realizzato in materiale di diversa natura, che caratterizza la ruota.
Il rivestimento è fisso quando è reso solidale con il nucleo (attraverso un adesivo o con ancoraggio meccanico) oppure calettato quando è assemblato meccanicamente sul nucleo.

NUCLEO
Il nucleo è la parte portante della ruota, che collega il rivestimento al mozzo.
È realizzato in varie forme e in diversi materiali; può essere costituito da un unico pezzo oppure da due o più elementi uniti fra loro.

MOZZO & ORGANI DI ROTOLAMENTO
Il mozzo è la parte centrale della ruota, destinata ad accogliere direttamente l'asse oppure gli organi di rotolamento che facilitano la rotazione (cuscinetti a sfere, cuscinetti a rulli, boccole…).

In relazione alle differenti metodologie di costruzione ed ai materiali che compongono il rivestimento, si possono individuare quattro famiglie di ruote: gommate, poliuretaniche, monolitiche e pneumatiche.

Ruote Gommate (possono essere in gomma Standard, in gomma vulcanizzata Elastica o in gomma Termoplastica)

Nelle ruote gommate, il rivestimento è costituito da un elastomero ottenuto da gomma naturale e/o di sintesi.
Le gomme utilizzate per la costruzione di ruote per uso industriale possono essere vulcanizzate o iniettate.
Nel primo caso, la gomma, additivata con idonee cariche minerali ed agenti vulcanizzanti, è sottoposta ad un processo detto "di vulcanizzazione". In tale processo, la gomma subisce una sostanziale modifica della sua struttura molecolare: dal materiale "pastoso" di inizio processo, si ottiene un prodotto non più fusibile che assume e mantiene nel tempo la forma della cavità dello stampo in cui avviene la reazione. L'anello così ottenuto viene assemblato meccanicamente al nucleo. La gomma vulcanizzata presenta significative caratteristiche di deformabilità elastica entro intervalli relativamente ampi di carichi applicati sia in trazione che in compressione.
Nel secondo caso, la gomma è sottoposta a processi di sintesi chimica; il materiale così ottenuto è iniettato in uno stampo in cui è inserito preventivamente il nucleo. La gomma iniettata mantiene caratteristiche di fusibilità anche dopo lo stampaggio.

Le caratteristiche fisico-meccaniche delle gomme vulcanizzate variano in funzione della qualità della gomma naturale e/o di sintesi utilizzata, della tipologia e della quantità delle cariche minerali addizionate e delle condizioni in cui si sviluppa il processo di vulcanizzazione.
Le gomme iniettate hanno normalmente proprietà elastiche inferiori a quelle delle gomme vulcanizzate di miglior qualità, pur essendo comparabili a quelle di gomme vulcanizzate di media e ridotta qualità.

Di seguito sono indicati i principali parametri fisico-meccanici che caratterizzano la qualità della gomma (per la definizione di ciascun parametro, si vedano le norme indicate accanto al parametro stesso):

Questi parametri non sono indipendenti fra loro; in altri termini, ogni modifica ad uno di essi comporta normalmente la variazione (in entità diverse) anche degli altri parametri.
La durezza è il parametro di più immediata determinazione; in generale, al suo aumento corrisponde una riduzione delle proprietà elastiche (resilienza, allungamento a rottura, compression set), con un
peggioramento complessivo delle prestazioni della ruota.

Parametri quali resistenza alla lacerazione e perdita per abrasione dipendono invece prevalentemente dalla composizione della gomma vulcanizzata e, solo secondariamente, dalla durezza.

Nelle ruote poliuretaniche, il rivestimento è costituito da un elastomero ottenuto esclusivamente da materie prime di sintesi.
I poliuretani sono composti chimici ottenuti da una reazione di polimerizzazione che si innesca ed avviene con la miscelazione di due componenti appartenenti a due differenti famiglie di composti (Di-Isocianati e Polialcoli), preliminarmente riscaldati a temperature tali da mantenerli allo stato liquido e con viscosità relativamente basse; in generale, i poliuretani elastomerici sono esenti da cariche minerali aggiunte. La miscela reattiva è colata o iniettata in stampi riscaldati ove sono alloggiati i nuclei metallici o plastici; la temperatura dello stampo e del nucleo in esso presente garantisce il completamento della reazione di polimerizzazione interna del poliuretano e l'ancoraggio chimico del poliuretano all'adesivo eventualmente presente sulla superficie del nucleo.
L'ampia gamma di composti chimici utilizzabili comporta la possibilità di ottenere innumerevoli formulazioni dell'elastomero; spesso le caratteristiche fisico-meccaniche del composto sono simili nelle diverse formulazioni stechiometriche (cosiddette "ricette"), ma il comportamento in fase di utilizzo può variare anche significativamente a seconda del prodotto impiegato.
Il poliuretano colato è normalmente non più fusibile, presenta in generale buone caratteristiche di elasticità abbinate a livelli medio-alti di durezza e di resistenza meccanica a compressione e trazione.
Il poliuretano iniettato è fusibile anche dopo il processo di stampaggio, presenta in generale caratteristiche di elasticità inferiori e durezza superiore rispetto al poliuretano colato.

Le principali caratteristiche fisico-meccaniche dei poliuretani sono (per la definizione di ciascuna caratteristica, si vedano le norme indicate accanto al parametro stesso):

Nelle ruote monolitiche, nucleo e rivestimento sono realizzati nello stesso materiale. A seconda del materiale utilizzato, cambiano le caratteristiche fisico-meccaniche della ruota.
Tra i materiali più frequentemente utilizzati per la realizzazione di questo tipo di ruote, ricordiamo la ghisa meccanica e i materiali termoplastici.

Nelle ruote pneumatiche, il rivestimento è costituito da una copertura in gomma con inserto di trama di tela e con camera d'aria interna, assemblata sul nucleo. Il battistrada può essere scolpito o rigato per aumentare l'aderenza della ruota al terreno.