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Quali sono i vantaggi di un albero scanalato?

Se state cercando l'albero scanalato giusto per la vostra macchina, dovreste tenere a mente alcuni aspetti importanti. Innanzitutto, quale tipo di materiale utilizzare? L'acciaio inossidabile è solitamente la scelta più appropriata, grazie alla sua capacità di offrire bassa rumorosità e resistenza alla fatica. In secondo luogo, può essere lavorato con una macchina scanalatrice o sagomatrice. Infine, garantirà un movimento fluido. Quindi, quali sono i vantaggi di un albero scanalato?
L'acciaio inossidabile è il materiale migliore per gli alberi scanalati

Quando si sceglie un albero scanalato, è importante considerarne la durezza, la qualità e la finitura. L'acciaio inossidabile offre una resistenza superiore alla corrosione e all'usura. Anche l'acciaio al carbonio è un buon materiale per gli alberi scanalati. L'acciaio al carbonio ha un basso contenuto di carbonio (circa 1,71 TP3T), il che lo rende più malleabile e contribuisce a garantire un movimento fluido. Tuttavia, se non si è disposti a spendere per l'acciaio inossidabile, è bene valutare altre opzioni.
Esistono due tipi principali di scanalature: scanalature parallele e scanalature bombate. Le scanalature a evolvente presentano scanalature parallele e consentono movimenti lineari e rotatori. Le scanalature elicoidali hanno denti a evolvente e sono orientate ad angolo. Questo tipo consente di avere molti denti sull'albero e minimizza la concentrazione di stress nel giunto fisso.
Le scanalature di grandi dimensioni e uniformemente spaziate sono ampiamente utilizzate nei sistemi idraulici, nelle trasmissioni e nelle macchine utensili. Sono tipicamente realizzate in acciaio al carbonio (CR10) e acciaio inossidabile (AISI 304). Questo materiale è durevole e soddisfa i requisiti della norma ISO 14-B, precedentemente nota come DIN 5463-B. Gli alberi scanalati sono generalmente realizzati in acciaio inossidabile o acciaio C45, sebbene siano disponibili molti altri materiali.
L'acciaio inossidabile è il materiale migliore per un albero scanalato. Questo metallo è anche incredibilmente conveniente. Nella maggior parte dei casi, l'acciaio inossidabile è la scelta migliore per questi alberi perché offre la migliore resistenza alla corrosione. Esistono molti tipi diversi di alberi scanalati, ognuno adatto a una particolare applicazione. Esistono anche molti tipi diversi di acciaio inossidabile, quindi scegli l'acciaio inossidabile se desideri la migliore qualità.
Per chi cerca alberi scanalati di alta qualità, gli alberi scanalati CZPT offrono numerosi vantaggi. Permettono di ridurre i costi, migliorare la precisione di posizionamento e diminuire l'attrito. Grazie al rivestimento CZPT TFE, gli alberi scanalati riducono l'accumulo di energia e calore, prolungando la durata dei prodotti. Inoltre, sono facili da installare: basta montarli.

Offrono bassa rumorosità, bassa usura e resistenza alla fatica.

Le scanalature di un albero scanalato sono composte da due parti principali: il raccordo alla base della scanalatura e la zona di scarico. Il raccordo alla base della scanalatura è la parte più critica, perché la rottura per fatica inizia proprio lì e si propaga alla zona di scarico. Quest'ultima è più soggetta a rottura per fatica a causa della forma a evolvente del suo dente, che offre una minore sollecitazione all'albero e presenta una minore area di contatto.
La durata a fatica degli alberi scanalati viene determinata misurando la curva SN. Questa, nota anche come curva di Wohler, rappresenta la relazione tra l'ampiezza della sollecitazione e il numero di cicli. Dipende dal materiale, dalla geometria e dalla modalità di carico. Può essere ottenuta tramite una prova fisica su un campione di materiale uniforme sottoposto a un carico ad ampiezza costante. Per i componenti in acciaio basso legato, è possibile effettuare delle approssimazioni utilizzando un materiale in acciaio basso legato.
Gli alberi scanalati offrono bassa rumorosità, usura minima e resistenza alla fatica. Tuttavia, alcuni elementi di trasmissione meccanica devono essere rimossi dall'albero durante i processi di assemblaggio e produzione. Gli alberi devono comunque essere in grado di compiere movimenti assiali relativi per scopi funzionali. Pertanto, giunti scanalati di buona qualità sono essenziali per una trasmissione di coppia di alto livello, un gioco minimo e una bassa rumorosità. Le principali modalità di guasto degli alberi scanalati includono la corrosione da sfregamento, la rottura dei denti e la fatica.
La scanalatura esterna del supporto del disco è soggetta a sollecitazioni di trazione e cedimenti per fatica. Le elevate esigenze dei clienti in termini di bassa rumorosità, usura ridotta e cedimenti per fatica rendono gli alberi scanalati una scelta eccellente. È stato ricevuto per l'analisi un giunto a ingranaggi scanalati fratturato. Era installato vicino alla parte superiore di un albero del filtro e inserito nel motoriduttore. La storia di servizio era sconosciuta. Il giunto a ingranaggi scanalati fratturato presentava una fessura longitudinale che si era arrestata in corrispondenza della terminazione dei denti dell'ingranaggio scanalato. Anche i denti dell'ingranaggio scanalato mostravano segni di usura e deformazione.
Un nuovo metodo di accoppiamento scanalato rileva la propagazione dei guasti negli alberi scanalati cilindrici cavi. L'accoppiamento scanalato viene realizzato mediante un metodo di emissione acustica (AE) in cui la sezione scanalata viene srotolata in una piastra metallica dello stesso spessore della parete del cilindro. Inoltre, l'accoppiamento scanalato risulta disallineato, il che concentra una notevole sollecitazione sui denti della scanalatura. Questo accelera ulteriormente il tasso di fatica da sfregamento e l'usura.
Un giunto scanalato deve essere lubrificato dopo 25 ore di funzionamento. Una lubrificazione frequente può aumentare i costi di manutenzione e causare tempi di fermo. Inoltre, il lubrificante può trattenere particelle abrasive nelle superfici di contatto. In alcuni casi, i lubrificanti possono persino causare disallineamenti, portando a guasti prematuri. Pertanto, la lubrificazione di un giunto scanalato è fondamentale per garantire il corretto funzionamento dell'albero.
La progettazione di un giunto scanalato può essere ottimizzata per migliorarne la resistenza all'usura e l'affidabilità. I ​​trattamenti superficiali, i carichi e la rotazione influenzano le proprietà di attrito di un giunto scanalato. Inoltre, è stato sviluppato un metodo agli elementi finiti per prevedere l'usura di un giunto scanalato flottante. Questo metodo è fattibile e fornisce una base affidabile per prevedere l'usura e la durata a fatica di un giunto scanalato.

Possono essere lavorati mediante una macchina per scanalature o per sagomatura.

Le macchine possono essere utilizzate per sagomare alberi scanalati in una varietà di settori industriali. Sono utili in molte applicazioni, tra cui riduttori, sistemi frenanti e assali. Un albero scanalato può essere lavorato in diversi modi, tra cui la fresatura, la brocciatura e la scanalatura. Oltre alla sagomatura, le scanalature sono utili anche per ridurre il diametro delle barre.
Quando si utilizza una macchina per scanalatura o sagomatura, il pezzo in lavorazione viene tenuto contro un basamento di spessore uniforme. La macchina è dotata di una colonna di supporto e di una colonna di limitazione (Figura 1), ciascuna posizionata perpendicolarmente alla superficie superiore del basamento. L'asse della colonna di limitazione si trova sulla stessa linea della colonna di supporto. Durante il processo di scanalatura o sagomatura, l'utensile viene fatto avanzare e ritirare fino al raggiungimento dello spazio desiderato.
Un processo prevede la realizzazione di scanalature su un albero. La fresatura a cavalletto, la sagomatura e il taglio delle scanalature sono due processi comuni utilizzati per creare alberi scanalati. La fresatura a cavalletto prevede l'utilizzo di un dispositivo di indicizzazione fisso che mantiene l'albero fermo, mentre le frese rotanti incidono la scanalatura lungo tutta la sua lunghezza. Sono necessari diversi passaggi per garantire l'uniformità della scanalatura.
Le scanalature sono un tipo di ingranaggio. Le nervature o i denti sull'albero motore si innestano nelle scanalature del componente corrispondente. Un albero scanalato consente la trasmissione della coppia al componente corrispondente massimizzando il trasferimento di potenza. Le scanalature sono utilizzate nei veicoli pesanti, nell'edilizia, nell'agricoltura e nelle macchine movimento terra di grandi dimensioni. Sono impiegate praticamente in ogni tipo di movimento rotatorio, dagli assali ai sistemi di trasmissione. Offrono inoltre una maggiore durata e affidabilità.
Le macchine per scanalatura o sagomatura possono essere utilizzate anche per sagomare alberi scanalati. Le macchine per scanalatura sono spesso impiegate per la lavorazione di alberi scanalati, in quanto più semplici da realizzare. L'utilizzo di una macchina per scanalatura o sagomatura consente di ottenere alberi scanalati di diverse dimensioni. È importante attenersi a una serie di standard per le scanalature al fine di garantire che i componenti siano fabbricati secondo i più elevati standard qualitativi.
Un'altra opzione per la produzione di alberi scanalati è la fresatrice. Un albero scanalato può essere posizionato tra due centri in un dispositivo di indicizzazione. Due frese laterali vengono montate su un mandrino e tra di esse vengono inseriti distanziali e spessori. Il mandrino e le frese vengono quindi montati sul mandrino della fresatrice. Per garantire che le frese si centrino sull'albero scanalato, è necessario regolare il mandrino della macchina.
Il processo di lavorazione è molto diverso per le scanalature interne ed esterne. Le scanalature esterne possono essere brocciate, sagomate, fresate o dentate, mentre quelle interne no. Queste macchine utilizzano leghe dure, ma non sono altrettanto adatte per le scanalature interne. Per queste operazioni è necessaria una macchina con un meccanismo di scanalatura.

Modificato da CX il 29/08/2023