Guida completa alle tipologie di riduttori più comuni

I riduttori di velocità sono sempre stati considerati componenti essenziali nel mondo della meccanica, il loro successo risiede nella loro utilità.

Possiamo definire i riduttori di velocità trasmissioni meccaniche ad ingranaggi che trasportano il movimento di un motore alla macchina a cui sono applicati, riducendone la velocità per adattarla alle esigenze di funzionamento. Mentre riduce la velocità, il riduttore moltiplica la forza erogata, tecnicamente definita coppia.

Il cambio di una bicicletta ne è l’esempio più comune: il ciclista può impiegare la medesima forza in piano o suoi passi alpini. La comodità di poter azionare grandi macchine utilizzando piccoli motori fa del riduttore il modo più razionale, più affidabile e più economico per trasmettere potenza.

Come funzionano i riduttori di velocità?

Il funzionamento di un riduttore di velocità può essere spiegato in modo molto semplice: a un’estremità viene applicato un motore elettrico o idraulico, mentre all’albero nell’altra estremità l’energia viene trasformata in coppia motrice a bassa velocità. All’interno di questo corpo – realizzato con materiali ad alta resistenza – vengono convertite forze enormi: si immagini l’azionamento di un timone di una nave da crociera durante una manovra, o una gru porta container o alle macchine per scavare il tunnel di una metropolitana.

Quali tipologie di riduttori di velocità esistono?

Riduttori a vite senza fine

Questo riduttore è costituito da una ruota dentata cilindrica con denti diritti o elicoidali, generalmente l’elemento condotto, che ingrana su una vite senza fine, il movente.

Questo tipo di ingranaggi vengono utilizzati per:

• Applicazioni a basso rumore, grazie alla sua silenziosità questo meccanismo è ideale nei luoghi pubblici, come in teatri ed aeroporti.
• Situazioni in cui è necessario un arresto veloce, che lo rende utilissimo negli ascensori.
• Spazi minimi, come trasportatori o equipaggiamenti leggeri.
• Carichi d’urto: assorbono facilmente questo tipo di sollecitazioni. Sono perciò utilizzati anche in macchine movimento terra e altri materiali pesanti.

Riduttori ad ingranaggi

Sono una tecnologia consolidata per sistemi di grandi dimensioni, spesso utilizzati in applicazioni industriali con potenze elevate per sessioni di lavoro a ciclo continuo. Questi riduttori di velocità rappresentano ancora oggi il segmento di mercato di maggiori dimensioni (oltre il 30% della domanda mondiale) e si suddividono in tre categorie:

1. Riduttori in linea o coassiali: il riduttore in linea pone l’albero in uscita allo stesso livello dell’albero motore in entrata.
2. Riduttori ad assi paralleli: sia l’albero motore che l’albero coppia sono posizionati nella stessa direzione.
3. Riduttori ad assi ortogonali: l’albero coppia è posizionato ortogonalmente rispetto all’albero motore in entrata.

Riduttore epicicloidale o Planetary Gear

Nato come soluzione per macchine semoventi, il riduttore di velocità epicicloidale ha conquistato, a partire dagli anni Ottanta, quote di mercato anche nelle applicazioni industriali che necessitano la trasmissione di coppie elevate.

Nella famiglia del Planetary Gear possiamo distinguere due segmenti: i riduttori epicicloidali a corona fissa, indicati per applicazioni nei settori industriali, e i riduttori epicicloidali a corona rotante, per applicazioni semoventi come macchine gommate o cingolate.

Nel riduttore di velocità epicicloidale a corona fissa l’albero in entrata (solare) aziona tre ingranaggi (satelliti) che a loro volta ruotano all’interno di un anello dentato fisso chiamato corona. I satelliti montati sul porta-satelliti ruotano ad una velocità ridotta rispetto a quella originaria del solare, di conseguenza l’albero in uscita, solidale ai porta-satelliti, ruota anch’esso a velocità ridotta.

I riduttori di velocità epicicloidale a corona rotante hanno la stessa struttura dei precedenti. La differenza è che i satelliti e i porta-satelliti, col loro movimento indotto dall’albero in entrata (solare) mettono in rotazione la corona. La corona è fissata alla ruota della macchina semovente e ne permette il movimento a una velocità ridotta. In entrambi i casi, se aggiungiamo un altro stadio di riduzione epicicloidale, avremo creato un riduttore a due stadi e così via.

La forza del sistema epicicloidale risiede in quattro punti:

• È una tecnologia sia per impianti industriali che per macchine semoventi.
• A parità di prestazioni ha dimensioni, peso e costi inferiori alle tecnologie tradizionali.
• Ha una grande capacità di trasmettere coppia motrice, soprattutto in applicazioni con basse velocità di rotazione.
• Ha una spiccata flessibilità per adattarsi alle più svariate esigenze applicative.

Il riduttore epicicloidale può essere confezionato su misura in base alle caratteristiche dello specifico impianto in cui viene installato.

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