RIDUTTORE EPICICLOIDALE: VANTAGGI APPLICATIVI

RIDUTTORE EPICICLOIDALE: VANTAGGI APPLICATIVI

Lo scopo di questo lavoro è di evidenziare i vantaggi che derivano dall’utilizzo del riduttore epicicloidale, valida alternativa ai riduttori ad ingranaggi paralleli. Naturalmente, il plus valore è maggiore quando le applicazioni richiedono riduttori con le caratteristiche che emergono dal funzionamento epicicloidale:

  • RAPPORTI DI RIDUZIONE ELEVATI
  • COPPIE ELEVATE DA TRASMETTERE
  • IMPORTANTI CARICHI SULL’ALBERO IN USCITA

FUNZIONAMENTO

La trasmissione è realizzata da tre componenti:

  1. ingranaggio solare
  2. porta-satelliti
  3. corona a dentatura interna

Due possono essere i casi: i tre componenti sono liberi di ruotare, dunque si ottiene un differenziale epicicloidale; quando uno dei tre componenti è fisso, si ottiene il riduttore epicicloidale in tre diverse configurazioni. Per mezzo di queste ultime, il movimento rotatorio viene trasmesso con diverso rapporto di riduzione e trasmissione coppia. In particolare si può scegliere quale dei tre elementi, aventi asse coassiale all’asse principale del rotismo, mantenere fisso, utilizzando gli altri due elementi rispettivamente per l’albero di ingresso e di uscita della trasmissione di potenza.

LE TRE POSSIBILI COMBINAZIONI SONO:

Porta-satelliti fisso?

➣albero di ingresso e uscita hanno senso di rotazione opposti

Corona fissa?

➣albero di ingresso e uscita hanno lo stesso senso di rotazione

Solare fisso?

➣albero di ingresso e uscita hanno lo stesso senso di rotazione

Il riduttore epicicloidale è un organo meccanico che riesce ad alterare i rapporti di velocità tra l’albero di ingresso e quello di uscita. L’ ingranaggio solare, in entrata al moto, mette in rotazione tre o più ingranaggi satelliti che ruotano all’interno dell’anello dentato (fisso). Di conseguenza, gli assi dei satelliti stessi, montati sul porta-satelliti, si muovono lungo una circonferenza. Il porta-satelliti ruota così a velocità ridotta rispetto all’ingranaggio solare.

PRINCIPALI CARATTERISTICHE

La caratteristica fondamentale del riduttore epicicloidale è di avere gli alberi di ingresso e di uscita coassiali; questa è un’alternativa, per esempio, al riduttore a vite e madrevite nel quale il posizionamento è perpendicolare.

Altra caratteristica? la reversibilità. Si può sentir parlare di “moltiplicatore di giri epicicloidale”.

Infine, una terza caratteristica che lo contraddistingue è il range di rapporti di riduzione, che è elevato perché può essere presente in configurazione singola o multistadio.

“I materiali e le caratteristiche tecnologiche sono crescenti fino alla realizzazione di ruote in acciaio legato con denti a profilo rettificato, per maggior rigidità del dente vengono eseguiti trattamenti di cementazione e tempra. Per impieghi di precisione sotto carico possono essere utilizzate ruote a denti inclinati, mentre la realizzazione degli alberi con acciai bonificati e rettifica delle sedi, permettono un buon accoppiamento con i cuscinetti a sfere o rulli a seconda delle coppie trasmesse, permettono di aumentare la vita tecnica. In considerazione del fatto che un riduttore raramente viene revisionato preventivamente diviene importante che il grasso contenuto di tipo sintetico di alta qualità per mantenere backlash ridotti e rendimenti alti per lungo tempo.” (Industrial Idea. Consulenza e Progettazione meccanica per l’Industria).

Quindi, quali sono gli effettivi vantaggi del riduttore epicicloidale?

SOPPORTAZIONE CARICO.

Il rotismo epicicloidale riduce la velocità di giri “input–lavoro” (albero/carico in uscita), in relazione alla quantità di produzione di lavoro da parte del sistema motore (albero in entrata).

Mediante gli ingranaggi in un epicicloidale, le forze sono tra di loro equilibrate (si annullano). Le forze devono equilibrarsi supportando gli ingranaggi stessi sugli alberi che ruotano su cuscinetti. Quale la conseguenza? in un riduttore epicicloidale i cuscinetti montati sugli alberi di entrata e di uscita supportano i carichi esterni al riduttore dato che i carichi interni, dovuti agli ingranaggi, sono fra loro equilibrati. Questo avviene in un riduttore TRADIZIONALE in cui i cuscinetti devono supportare sia carichi interni sia esterni? La risposta è NO.

Conclusione: un riduttore epicicloidale sopporta i medesimi valori di carico in tutte le direzioni, a differenza di uno tradizionale.

RAPPORTI DI RIDUZIONE ELEVATI.

Quale la differenza rispetto ad una riduzione ad ingranaggi?

La risposta è che a parità di numero di denti fra pignone e corona si ottengono rapporti più elevati. Nella pratica, a parità di rapporto si ottiene:

– prestazioni più elevate;

– riduzione di costi e dimensioni in relazione alla realizzazione del rapporto totale con uno stadio di riduzione in meno;

(NOTA: la realizzazione di diversi rapporti per uno stadio di riduzione si esegue di norma mantenendo la corona dentata e cambiando gli ingranaggi solare e planetari).

Dunque:

  1. COLLEGANDO IN SERIE PIÙ’ STADI DI RIDUZIONE SI OTTENGONO RAPPORTI PIÙ’ ELEVATI.
  2. IL RIDUTTORE EPICICLOIDALE, CON PESI E DIMENSIONI CONTENUTI, OFFRE SEMPLICITÀ DI INSTALLAZIONE E COSTI CONTENUTI.

…CONCLUSIONI…

I riduttori epicicloidali:

  • Vi sono differenti tipologie di riduttori epicicloidali, che cambiano a seconda degli stadi di riduzione, del numero di satelliti utilizzati e dell’elemento che viene mantenuto fisso.
  • La principale caratteristica di questa tipologia di riduttori è quella di permettere elevati rapporti di trasmissione contenendo peso e dimensioni.
  • Il riduttore epicicloidale risulta più efficiente di un riduttore ad assi paralleli equivalenti, in quanto inferiori sono sia le perdite di potenza dovute all’attrito tra i denti, sia le perdite nei cuscinetti. Infatti, le perdite di attrito tra i denti a contatto sono approssimativamente proporzionali al carico sui denti che nei riduttori epicicloidali sono inferiori. Mentre le perdite nei cuscinetti dipendono dalla grandezza dei cuscinetti stessi, che nei riduttori planetari sono di dimensione inferiore perché non devono supportare carichi radiali derivanti dagli ingranamenti (autobilanciati per via della posizione dei satelliti)