Riduttori con limitatore di coppia
La scelta di utilizzare riduttori con limitatore di coppia può avere svariate motivazioni, tra cui le principali sono:
- prevenire un infortunio;
- salvaguardare un impianto e i suoi organi di trasmissione;
- evitare di danneggiare un motore elettrico trifase;
- sbloccare un impianto.
In particolare i sistemi di limitazione di coppia trasmissibile si applicano ad una particolare tipologia di riduttori: quelli a vite senza fine.
Cosa sono i riduttori a vite senza fine?
I riduttori a vite senza fine sono tra i riduttori più usati nel mercato Italiano vista la loro principale peculiarità: piccoli ingombri rispetto il rapporto di riduzione.
In generale per riduttori a vite senza fine s’intendono quei riduttori nei quali la trasmissione del moto è generata grazie ad una specifica coppia di elementi: vite senza fine e corona elicoidale.
Che cos’è il rapporto di riduzione?
Il rapporto di riduzione è dato dal rapporto fra il numero dei principi della vite senza fine (dove per numero di principi s’intende il numero di eliche presenti) e il numero di denti della corona elicoidale. Ad esempio in un riduttore con rapporto 100/1 avrà una vite senza fine con un solo principio rapportato ad una corona elicoidale con 100 denti.Il valore dei rapporti può variare ma generalmente si spazia tra il rapporto di 5/1 (o 7,5/1) che corrisponde alla fascia più veloce fino ad arrivare al valore di 100/1 come rapporto lento.
Sistemi per la limitazione di coppia
Oggi il mercato offre principalmente 3 sistemi integrati per limitare la coppia dei riduttori a vite senza fine:
- molle a tazza con ferodo,
- coni di bronzo in bagno d’olio,
- innesto a profilo con sblocco.
Come tutti i sistemi anche i riduttori con limitatore di coppia hanno vantaggi e svantaggi; analizziamoli uno alla volta.
Riduttori con limitatore di coppia: molle a tazza con ferodo
Il primo sistema, molle a tazza con ferodo, é il sistema più vecchio ed economico che sia stato inventato. Si basa sul poggiare un ferodo ed una serie di molle a tazza solidali con un albero privo di chiavetta, sul fianco del mozzo di un qualsiasi riduttore a vite senza fine. L’albero privo di chiavetta, munito di un’apposita battuta sul lato opposto, ruoterà e trasmetterà coppia tanto quanta ne riuscirà a trasmettere la serie di molle a tazza ed il ferodo, il tutto opportunamente compresso da un bullone avvitato sull’albero.
I limiti…
Purtroppo questo sistema ha dei limiti in termini di rendimento causati da varie problematiche:
– la scarsità della superficie di contatto,
– la perdita di taratura iniziale del bullone causata dal consumo del ferodo operato dallo ‘slittamento’ del sistema che genera incostanza nella trasmissione della coppia,
– la naturale ossidazione del gruppo che compromette, a volte anche gravemente, la coppia necessaria allo “stacco” vanificando la sua funzione.
Riduttori con limitatore di coppia: coni di bronzo in bagno d’olio
Il secondo sistema a coni in bagno d’olio è attualmente quello più adottato dai costruttori di riduttori a vite senza fine, quali Bonfiglioli, Siti o Stm per citare i principali. Questo sistema pur basandosi su molle a tazza, esercita la sua pressione non più all’esterno del riduttore, come nel primo caso, ma all’interno del riduttore stesso. Oltre al rendimento nella limitazione di coppia, questa tipologia comporta il vantaggio di mantenere il sistema lubrificato rendendo il limitatore di coppia praticamente immune da usura.
Seppur industrializzato, questa tipologia di limitazione di coppia costa molto ed in alcuni casi incide per un valore di circa 45% sul costo del riduttore stesso.
Riduttori con limitatore di coppia: innesto a profilo con sblocco
Il terzo sistema è stato studiato e messo in commercio da un’azienda Veneta, la E-Mec Srl. Questo sistema lavora a secco ma non prevede l’utilizzo di ferodi per cui, grazie ai materiali usati e allo studio del profilo degli innesti, rende questo sistema estremamente economico e duraturo. Altro vantaggio interessante, che i due precedenti sistemi non possono offrire, è la possibilità di disaccoppiare il riduttore dal suo albero lento semplicemente agendo su una leva.
I limiti…
Anche questo sistema ha alcuni limiti: può essere applicato solo a riduttori a vite senza fine combinati, inoltre la coppia deve essere decisa in sede di assemblaggio in quanto una volta stabilita non può essere modificata. In alcuni casi, tuttavia, questa possibilità viene vista come un vantaggio per chi costruisce impianti, assicurando che nessuno mai potrà manomettere le prestazioni e la coppia dell’impianto, salvaguardando sicurezza e durata dell’impianto stesso.
