3 principali differenze tra i riduttori a vite senza fine a doppio involucro e gli azionamenti a vite senza fine convenzionali

Molte persone hanno familiarità con il riduttore a vite senza fine a doppio involucro ; si tratta di un "volto familiare" nel campo della trasmissione di potenza industriale, ampiamente utilizzato in vari settori industriali e meccanici grazie a vantaggi quali una struttura compatta, una trasmissione fluida e la capacità di raggiungere elevati rapporti di riduzione.

Negli ultimi anni, un numero crescente di persone ha iniziato ad acquistare riduttori a vite senza fine a doppio avvolgimento. Allora, qual è la differenza tra un riduttore a vite senza fine a doppio avvolgimento e una trasmissione a vite senza fine convenzionale?

Diversi principi di meshing

Le trasmissioni a vite senza fine convenzionali utilizzano tipicamente una vite senza fine cilindrica che ingrana con un ingranaggio elicoidale. Questa disposizione determina un contatto puntuale o lineare, una piccola area di carico effettiva e suscettibilità alla concentrazione di sollecitazioni, con conseguente rapida usura e bassa efficienza.

La caratteristica unica del riduttore toroidale a vite senza fine a doppio avvolgimento risiede nella sua struttura a "doppio avvolgimento". Durante la lavorazione della vite senza fine, una superficie curva complessa viene generata attraverso due movimenti avvolgenti, consentendo l'innesto simultaneo di più denti con l'ingranaggio a vite senza fine. Ciò crea un'unità ad alto rapporto di contatto caratterizzata da una combinazione di contatto superficiale e coniugazione multilinea. I vantaggi di questo metodo di meshing sono evidenti: l'area di contatto è notevolmente aumentata, migliorando così sostanzialmente la capacità di carico.

Differenze significative nelle proprietà meccaniche

La percezione che gli azionamenti a vite senza fine soffrano di bassa efficienza è profondamente radicata. Gli azionamenti a vite senza fine standard in genere funzionano solo con un'efficienza del 40%-70%, un valore che diminuisce significativamente all'aumentare del rapporto di riduzione, principalmente a causa dell'intenso attrito radente tra la vite senza fine e le superfici dei denti dell'ingranaggio a vite senza fine. Inoltre, la capacità di carico degli azionamenti a vite senza fine convenzionali è modesta, il che li rende adatti per applicazioni con carichi da leggeri a medi.

Al contrario, i riduttori a vite senza fine a doppio involucro offrono elevata densità di coppia e capacità di carico. Eccellono in applicazioni che richiedono un'elevata forza di uscita e un'installazione compatta, dimostrando anche una resistenza superiore ai carichi di impatto e all'usura.

Sono proprio le differenze nelle prestazioni meccaniche che portano a campi di applicazione molto diversi per gli azionamenti a vite senza fine convenzionali e per i riduttori a vite senza fine a doppio involucro. I riduttori a vite senza fine a doppio involucro sono ampiamente utilizzati in applicazioni che richiedono un'affidabilità estremamente elevata, come laminatoi metallurgici, paranchi minerari, timonerie marine e macchinari per l'edilizia pesanti, mentre le trasmissioni a vite senza fine standard sono generalmente utilizzate in ambienti come nastri trasportatori e apparecchiature industriali generali.

I processi e i costi di produzione sono diversi

Gli azionamenti a vite senza fine convenzionali sono caratterizzati da una struttura semplice, processi di produzione maturi, costi bassi e idoneità alla produzione di massa.

Al contrario, i riduttori a vite senza fine a doppio involucro utilizzano una complessa geometria della superficie della vite senza fine che richiede macchine utensili CNC specializzate e processi di rettifica degli ingranaggi di precisione; di conseguenza, sono difficili e richiedono molto tempo da produrre, comportano costi più elevati e rappresentano un tipo di apparecchiatura di trasmissione relativamente nuova.

Ad esempio, i riduttori a vite senza fine a doppio involucro sviluppati e prodotti da SGR sono caratterizzati dall'ingranamento multi-dente tra vite senza fine e ruota elicoidale. La vite senza fine è realizzata in acciaio 20CrMnTi, sottoposto a cementazione, tempra e rettifica di precisione, mentre l'ingranaggio a vite senza fine è realizzato in lega di bronzo ad alte prestazioni, garantendo resistenza all'usura di lunga durata, elevata efficienza di trasmissione e una lunga durata. Rispetto ai gruppi di ingranaggi a vite senza fine cilindrici con le stesse specifiche, questi riduttori offrono capacità di carico ed efficienza di trasmissione significativamente più elevate; inoltre, presentano capacità di autobloccaggio meccanico a rapporti di trasmissione elevati, migliorando efficacemente la sicurezza dei macchinari di sollevamento.

Cosa bisogna considerare quando si sceglie un riduttore a vite senza fine a doppio involucro?

I riduttori a vite senza fine funzionano secondo il principio dell'attrito radente. I loro rapporti di riduzione variano tipicamente da 5:1 a 100:1; generalmente, maggiore è il rapporto di riduzione, minore è l'angolo di attacco e minore è l'efficienza. Quando si sceglie un riduttore a vite senza fine è necessario bilanciare il rapporto di riduzione con l'efficienza e scegliere un modello che soddisfi i requisiti di entrambi.

Inoltre, per un funzionamento prolungato, è necessario prendere in considerazione misure di dissipazione del calore, come l'installazione di ventole o sistemi di raffreddamento dell'olio o la scelta di un alloggiamento in ghisa dotato di alette di raffreddamento.

I materiali e i processi di produzione dei riduttori a vite senza fine sono determinanti fondamentali per le loro prestazioni. I principali produttori utilizzano in genere acciaio legato (come 20CrMnTi) per la vite senza fine e bronzo allo stagno (ZCuSn10P1) o bronzo all'alluminio per l'ingranaggio a vite senza fine, materiali che offrono un'eccellente resistenza all'usura e un basso attrito. I componenti vengono sottoposti a cementazione, tempra e rettifica per ottenere elevata durezza e resistenza all'usura duratura, con conseguente elevata efficienza di trasmissione e lunga durata.

Al contrario, se la ghisa viene sostituita al materiale dell'ingranaggio a vite senza fine nei prodotti di qualità inferiore, la durata utile viene drasticamente ridotta.

Affrontare il problema alla fonte selezionando un produttore affidabile e affidabile di riduttori a vite senza fine può evitare molti problemi. Se il riduttore è destinato all'uso in apparecchiature specializzate, ad esempio imbarcazioni marine, ascensori o macchinari di sollevamento, è consigliabile verificare se il produttore possiede le certificazioni di settore pertinenti; per le applicazioni marittime, ad esempio, è altamente auspicabile la certificazione del Russian Maritime Register of Shipping (RS). (Autore, SGR, Angie Zhang)

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