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Motori per apparecchiature a vite senza fine
I motori a vite senza fine vengono generalmente scelti per la loro silenziosità, grazie al movimento di scorrimento fluido dell'albero a vite. A differenza dei motori con ingranaggi a smalto, che potrebbero produrre rumori di scatto durante la rotazione della vite, i motori a vite senza fine possono essere installati in ambienti silenziosi. In questo articolo, analizzeremo l'approccio di rotazione CZPT e le diverse tipologie di viti senza fine disponibili. Esamineremo inoltre i vantaggi dei motori a vite senza fine e delle ruote elicoidali.
attrezzatura per vermi
Nel caso di un ingranaggio a vite senza fine, il passo assiale della corona dentata della vite senza fine rotante corrispondente è equivalente al passo circolare del pignone rotante accoppiato dell'ingranaggio a vite senza fine. Una vite senza fine con un solo inizio è detta vite senza fine con un passo diretto. Ciò porta a una ruota elicoidale di dimensioni più ridotte. Le viti senza fine possono lavorare in spazi ristretti grazie al loro profilo ridotto.
In genere, un ingranaggio a vite senza fine ha un'efficienza considerevole, ma presenta anche alcuni svantaggi. Gli ingranaggi a vite senza fine non sono consigliati per applicazioni ad alta temperatura a causa dell'elevato attrito. Un film lubrificante completamente fluido e il minore livello di usura dell'ingranaggio riducono l'attrito e l'usura. Gli ingranaggi a vite senza fine hanno anche un tasso di usura inferiore rispetto a un ingranaggio tradizionale. L'albero e l'ingranaggio a vite senza fine sono inoltre molto più efficienti di un ingranaggio tradizionale.
L'albero della vite senza fine è alloggiato in un blocco di cuscinetti autoallineante fissato al carter del riduttore. L'alloggiamento eccentrico è dotato di cuscinetti radiali su entrambe le estremità, che gli consentono di ingranare con la ruota dentata della vite senza fine. La corsa viene trasmessa all'albero della vite senza fine tramite ingranaggi conici 13A, un singolo set alle estremità dell'albero della vite senza fine e l'altro al centro dell'albero trasversale.
ruota elicoidale
In un riduttore a vite senza fine, il pignone o la vite senza fine è posizionato tra un cilindro dentato e un albero a vite senza fine. L'albero della vite senza fine è supportato all'estremità da un cuscinetto reggispinta radiale. L'albero trasversale del riduttore è montato su un apposito supporto e collegato in modo girevole alla ruota elicoidale. La corsa iniziale viene trasferita all'albero della vite senza fine 10 tramite ingranaggi conici 13A, uno dei quali è posizionato all'estremità dell'albero della vite senza fine e l'altro al centro dell'albero trasversale.
Le viti senza fine e le ruote elicoidali sono disponibili in diversi materiali. La ruota elicoidale è realizzata in lega di bronzo, alluminio o metallo. Le ruote elicoidali in bronzo all'alluminio sono un'ottima opzione per applicazioni ad alta velocità. Le ruote elicoidali in ghisa massiccia sono economiche e adatte a carichi leggeri. Le ruote elicoidali in nylon MC sono estremamente resistenti all'usura e lavorabili. Sono disponibili anche ruote elicoidali in bronzo all'alluminio, ideali per applicazioni con condizioni di utilizzo gravose.
Nella realizzazione di una ruota elicoidale, è fondamentale scegliere il lubrificante più adatto per l'albero e la ruota stessa. Un lubrificante idoneo deve avere una viscosità cinematica di 300 mm²/s ed essere specifico per cuscinetti a manicotto delle ruote elicoidali. La lubrificazione efficace della ruota elicoidale e dell'albero è essenziale per garantirne la durata.
Vermi multi-inizio
Un martinetto a vite senza fine a più inizi combina i vantaggi di più inizi con velocità di uscita lineari. L'albero a vite senza fine a più inizi riduce gli effetti negativi delle viti senza fine a un solo inizio e degli ingranaggi a rapporto elevato. Entrambi i tipi di ingranaggi a vite senza fine hanno una vite reversibile che può essere invertita o arrestata manualmente, a seconda dell'applicazione. La capacità di autobloccaggio dell'ingranaggio a vite senza fine dipende dall'angolo di elica, dall'angolo di pressione e dal coefficiente di attrito.
Una vite senza fine a singolo inizio ha una sola filettatura che percorre tutta la lunghezza del suo albero. La vite fa avanzare un dente per ogni giro. Una vite senza fine a più inizi ha più filettature in ciascuna delle sue filettature. La riduzione di velocità su una vite senza fine a più inizi è pari al numero di denti dell'ingranaggio meno il numero di inizi sull'albero della vite senza fine. In genere, una vite senza fine a più inizi ha due o tre filettature.
Gli ingranaggi a vite senza fine possono essere più silenziosi rispetto ad altri tipi di ingranaggi, poiché l'albero della vite scorre fluidamente anziché produrre un rumore metallico. Questo li rende una scelta ideale per applicazioni in cui la rumorosità è un fattore critico. Gli ingranaggi a vite senza fine possono essere realizzati con materiali più morbidi, risultando quindi più resistenti al rumore. Inoltre, sono in grado di sopportare carichi d'urto. Rispetto agli ingranaggi con denti dentati, gli ingranaggi a vite senza fine presentano un livello di rumore e vibrazioni inferiore.
processo di vortice CZPT
Il metodo di tornitura a vortice CZPT per alberi a vite senza fine alza il livello della lavorazione di precisione per volumi di produzione medio-bassi. Il metodo di tornitura a vortice CZPT riduce la rullatura della filettatura, aumenta la qualità della vite senza fine e offre tempi di ciclo ridotti. La macchina di tornitura a vortice CZPT LWN-90 è dotata di basamento in acciaio, contropunta a trasmissione programmabile e interpolazione a cinque assi per una maggiore precisione e qualità.
Il suo mandrino rotante da 4.000 giri/min e 5 kW crea viti senza fine e una varietà di viti di vario tipo. I suoi diametri esterni raggiungono i 2,5 pollici, mentre la sua lunghezza arriva fino a venti pollici. Il suo processo di taglio a secco utilizza un tubo a vortice per fornire aria compressa refrigerata al punto di taglio. Alla miscela viene aggiunto anche dell'olio. Gli alberi a vite senza fine prodotti sono privi di sottosquadri, riducendo al minimo la quantità di lavorazione necessaria.
La tempra a induzione è un metodo che sfrutta il principio della rotazione. Il processo di tempra a induzione utilizza corrente alternata (CA) per generare correnti parassite negli oggetti metallici. Maggiore è la frequenza, maggiore è la temperatura della superficie. La frequenza elettrica viene monitorata tramite sensori per evitare il surriscaldamento. Il riscaldamento a induzione è programmabile, in modo che solo determinate parti dell'albero a vite senza fine vengano temprate.
Tangenziale frequente in una fase arbitraria su superfici uguali della ruota elicoidale
Un ingranaggio a vite senza fine è composto da due segmenti elicoidali con un angolo di elica pari a novanta gradi. Questa forma consente alla vite di ruotare con più di un dente per ogni giro. L'angolo di elica di una vite senza fine è solitamente vicino ai novanta gradi e la lunghezza del corpo è piuttosto elevata sul lato assiale. Un ingranaggio a vite senza fine con un angolo di elica di 90 gradi ha caratteristiche simili a quelle di un ingranaggio a vite con un angolo di elica di 90 gradi.
Il segmento trasversale assiale di una ruota elicoidale non è convenzionalmente trapezoidale. In alternativa, la porzione lineare della faccia indiretta è modificata da curve cicloidali. Queste curve presentano una tangente frequente attorno alla linea primitiva. La ruota elicoidale viene quindi sagomata mediante fresatura, ottenendo un ingranaggio con due superfici di ingranamento. Questo tipo di ingranaggio a vite senza fine può ruotare ad alte velocità e funzionare comunque silenziosamente.
Una ruota elicoidale con passo cicloidale è un ingranaggio a vite senza fine molto più produttivo. Riduce l'attrito tra la vite e l'ingranaggio, con conseguente maggiore robustezza, migliore efficienza operativa e minore rumorosità. Questo passo contribuisce inoltre a un innesto della ruota elicoidale molto più uniforme ed efficiente. Inoltre, non compromette l'aspetto estetico e tende a rendere più fluido l'accoppiamento tra la ruota elicoidale e l'ingranaggio.
Calcolo della flessione dell'albero a vite senza fine
Esistono numerosi metodi per calcolare la flessione dell'albero a vite senza fine, e ogni tecnica presenta i propri svantaggi. Le tecniche comunemente utilizzate forniscono approssimazioni molto buone, ma sono inadeguate per identificare la reale flessione dell'albero. Ad esempio, questi metodi non tengono conto delle modifiche geometriche della vite, come l'avvolgimento elicoidale dello smalto. Inoltre, sovrastimano l'effetto di irrigidimento dell'ingranaggio. Pertanto, per ottenere alberi a vite senza fine sottili di successo, sono necessari metodi alternativi.
Fortunatamente, esistono diverse strategie per determinare la massima flessione dell'albero della vite senza fine. Queste tecniche utilizzano il metodo degli aspetti finiti e includono condizioni al contorno e calcoli dei parametri. Qui esaminiamo un paio di tecniche. La prima, DIN 3996, calcola la massima flessione dell'albero della vite senza fine in base ai risultati delle prove, mentre la seconda, AGMA 6022, utilizza il diametro alla base della vite senza fine come diametro di flessione uguale.
Il prossimo approccio si concentra sui parametri fondamentali degli ingranaggi a vite senza fine. Analizzeremo ciascuno di essi più nel dettaglio. Esamineremo lo smalto degli ingranaggi a vite senza fine e le variabili geometriche che li influenzano. Spesso, il numero di denti di un ingranaggio a vite senza fine è compreso tra uno e quattro, ma può arrivare fino a dodici. La scelta dello smalto deve dipendere da specifiche di ottimizzazione, tra cui prestazioni e peso. Ad esempio, se un ingranaggio a vite senza fine deve essere più piccolo del prodotto precedente, sarà sufficiente una piccola quantità di smalto.
