Da Moog una guida alla selezione della migliore vite meccanica per ogni applicazione.
Moog, azienda leader nel campo delle tecnologie per il controllo del movimento, sa bene che selezionare la vite perfetta per l’attuazione lineare elettromeccanica può essere un compito arduo. Come scegliere la soluzione più adatta?
di Lucia Quaglietta
Gli attuatori lineari elettromeccanici traducono coppia e movimento rotatorio in un movimento lineare preciso e ripetibile, essenziale per un gran numero di applicazioni, in un’ampia gamma di settori. Tra le tante configurazioni tecniche possibili, la struttura più comune di questi attuatori consiste in un motore, una vite per la trasformazione del moto, da rotatorio a lineare o viceversa e un giunto che li unisce e trasmette la potenza. Tre le tecnologie dell’eccellenza proposte da Moog: viti a rulli satelliti, a ricircolo di sfere e Inverted roller screw. Ogni componente si differenzia dall’altro per geometria, funzionalità e prestazioni: elementi che gli Ingegneri Moog valutano come prioritari a seconda dell’ambito applicativo, al fine di selezionare la tecnologia più idonea.
COME SCEGLIERE LA VITE PERFETTA? LA PROPOSTA DI MOOG
Il tipo e il dimensionamento ottimali della vite dipendono dall’importanza relativa di ciclo di lavoro, precisione, efficienza energetica, durata, manutenzione, e costo per una data applicazione.
PRECISIONE
L’accuratezza del posizionamento e la precisione del movimento sono aspetti essenziali di qualsiasi sistema di movimento lineare. Va notato che, oltre che a rigidezza e gioco, l’accuratezza dipende innanzitutto dalla precisione meccanica delle viti stesse. In tal senso, nelle applicazioni in cui, ad esempio, velocità ed efficienza sono più importanti della precisione, una certa quantità di gioco assiale garantisce un funzionamento più fluido. Viceversa, negli ambiti produttivi che richiedono maggiore precisione e ripetibilità, portare al massimo la rigidezza permette di ottenere le prestazioni richieste.
Le viti a rulli satelliti di Moog sono in grado di tollerare carichi dinamici fino a 1.230 kN e carichi statici fino a 3.500 kN.
EFFICIENZA ENERGETICA
Le perdite energetiche per le viti, sia a sfere che rulli satelliti, sono principalmente correlate agli effetti dell’attrito. Una maggiore efficienza si traduce, non solo in un risparmio energetico, ma anche in minor generazione di calore e, a lungo andare, minor usura. L’efficienza delle viti a ricircolo di sfere è generalmente dell’85-95%, mentre le viti a rulli, se progettate con cura, possono raggiungere efficienze tra il 75% e il 90%, entrambe rispetto alle viti a strisciamento.
DURATA
Le viti a rulli, con il loro elevato coefficiente di carico dinamico possono avere una durata da 5 a 15 volte maggiore rispetto a viti a ricircolo di sfere di dimensioni simili sottoposte alla medesima applicazione. Tuttavia, per carichi più bassi con movimento continuo, o in cui le dimensioni della vite non rappresentano un fattore critico, le viti a ricircolo di sfere di dimensioni adeguate possono durare tanto quanto quelle a rulli.
MANUTENZIONE
Come ogni attuatore, anche quelli elettromeccanici, che si basano sul funzionamento di viti di potenza, richiedono una manutenzione regolare per mantenere elevati livelli di prestazioni. In tal senso, è fondamentale anche includere il controllo di eventuali segnali di degrado della vite come il surriscaldamento, l’aumento del livello di rumore e delle vibrazioni o un aumento di assorbimento di corrente e quindi di coppia necessaria per sviluppare la medesima forza lineare.
Vite a ricircolo di sfere Moog.
COSTO/PRESTAZIONE
Un produttore esperto di viti come Moog è in grado di offrire ai propri clienti diverse opzioni di customizzazione, supportando i tecnici nell’individuazione e lo sviluppo del sistema migliore rispetto alle proprie necessità. Tale approccio permette di ottimizzare l’investimento poiché consente di operare con un sistema perfettamente dimensionato rispetto alle effettive esigenze operative.
VITI A RICIRCOLO DI SFERE
Le viti a ricircolo di sfere si chiamano così perché la forza viene trasmessa tra la vite e la madrevite da sfere (Figura 1). Sia la vite che la madrevite hanno filettature, con un profilo speciale detto ad “arco gotico”, che creano un canale attraverso il quale si spostano le sfere. La geometria ad arco gotico è un particolare profilo che garantisce l’equilibrio ottimale tra capacità di carico assiale ed elevata efficienza.
Moog offre un’ampia gamma e varietà di viti a ricircolo di sfere completamente personalizzabili con coefficienti di carico dinamico fino a 1.450 kN, coefficienti di carico statico fino a 3.300 kN e diverse tecnologie di ricircolo per soddisfare anche le applicazioni più esigenti.
Figura 1. La denominazione delle viti a ricircolo di sfere deriva dal fatto che la forza viene trasmessa tra la vite e la madrevite da sfere.
VITI A RULLI SATELLITI
Le viti a rulli satelliti usano rulli filettati per trasferire la forza tra vite e madrevite (Figura 2). Il concept di una vite a rulli satelliti permette di raggiungere maggiori densità di potenza: a parità di ingombro assiale della madrevite, un’area di contatto totale superiore, rispetto al corrispettivo di una vite a ricircolo di sfere, garantisce maggiori capacità di carico. Le viti a rulli satelliti di Moog, infine, sono in grado di tollerare carichi dinamici fino a 1.230 kN e carichi statici fino a 3.500 kN.
Figura 2. Le viti a rulli satelliti impiegano rulli filettati per trasferire la forza tra vite e madrevite.
INVERTED ROLLER SCREW
L’inverted roller screw, che deriva dalla tecnologia delle viti a rulli satelliti, garantisce le capacità di carico, velocità e accelerazioni offerte dalle viti a rulli satelliti, con un formato più compatto. Il termine “inverted” indica che i rulli sono disposti intorno all’albero invece che all’interno della madrevite. Il gruppo rullini-albero trasla lungo l’asse della madrevite, in questo caso un tubo internamente filettato con una lunghezza paragonabile alla corsa totale della vite (Figura 3).
Figura 3. Il gruppo rullini-albero trasla lungo l’asse della madrevite, in questo caso un tubo internamente filettato con una lunghezza paragonabile alla corsa totale della vite.
Per saperne di più sulle viti e su tutte le altre tecnologie Moog, visitate il sito www.mooginnovation.it. ©TECNeLaB