Calcolo della durata della filettatura: ancora più rapido, preciso e vantaggioso. Anche per le soluzioni speciali

Fin dagli albori dell’industrializzazione, i meccanismi filettati e i dadi hanno sempre rivestito un ruolo fondamentale. Sorprende quindi sapere che tutt’oggi è quasi impossibile effettuare previsioni precise in merito alla durata e all’usura di questi componenti, sebbene si tratti di considerazioni di fondamentale importanza in termini di sicurezza degli investimenti. Ora però è disponibile il nuovo sistema di controllo delle filettature TriboLife: la riproduzione sperimentale dell’usura è finalmente possibile e immediata. Dite addio per sempre ai costosi sistemi di verifica per la determinazione della durata.

L’attrito genera calore. Si tratta di un effetto immediatamente lampante anche per chi non è del settore. Ma l’attrito non si esaurisce qui. Più precisamente: l’attrito è la resistenza generata dal movimento di due corpi a contatto tra loro. L’attrito garantisce anche stabilità, ed è proprio l’attrito che, con un po’ di fortuna, ci aiuta a non scivolare sul pavimento umido quando usciamo dalla doccia.

Le antiche leggi sull’attrito del 1699 e le numerose questioni ancora irrisolte

Gli effetti positivi dell’attrito sono descritti in numerosi esempi. L’ambivalenza assunta però dall’attrito in campo tecnico e ingegneristico è dimostrata dai meccanismi filettati. Questi, montati all’interno di macchine e impianti, sono di norma soggetti a enormi carichi, basti pensare alla tecnologia di sollevamento per carichi pesanti. È proprio all’interno di questi impianti, però, che l’affidabilità e la massima durata sono imprescindibili. Il punto è proprio questo: ancora oggi la scienza non riesce a calcolare con precisione esatta le forze di attrito. Le leggi sull’attrito oggi valide sono ancora quelle enunciate da Guillaume Amontons nel lontano 1699.

Nelle filettature e nei macchinari: l’attrito causa vibrazioni

Gli effetti dell’attrito da aderenza e dell’attrito radente influiscono direttamente sulle vibrazioni dei pezzi in lavorazione e rendono ancora più complicate le previsioni sulla durata di vita sotto carico delle filettature. Oggi l’argomento è nuovamente al centro delle ricerche. Osservando le superfici di due parti tra loro a contatto dal punto di vista nucleare, le misurazioni mostrano che le superfici a partire da una determinata ampiezza iniziano a oscillare pericolosamente. Queste oscillazioni si propagano sotto forma di vibrazioni all’interno della filettatura in modo del tutto disordinato e caotico dal punto di vista nucleare. In altri termini: l’attrito non può essere tradotto in cifre esatte. Per poter effettuare previsioni più precise possibili sulla durata e sulla resistenza delle filettature si ricorre nella pratica a interminabili test di carico che possono durare anche più settimane. La simulazione dell’invecchiamento richiede inoltre l’impiego di numerose risorse, costa molto e influisce negativamente sulla produttività.

“In qualità di tecnici delle filettature, ci vengono poste costantemente domande sulla durata dei nostri prodotti”, spiega Moritz von Soden, direttore amministrativo di Bornemann Gewindetechnik. “In questi casi, i nostri ingegneri spiegano la complessità dell’attrito fisico. Soprattutto quando si parla di filettature trapezoidali, non esistono principi di calcolo inattaccabili. In collaborazione con SincoTec Test & Engineering GmbH, tuttavia, siamo riusciti finalmente a sviluppare un metodo di controllo con cui è possibile definire in modo più immediato e preciso la durata dei meccanismi con filettatura”.

Innovativo, veloce, preciso: il sistema di controllo delle filettature TriboLife

Quando si tratta di componenti di ingegneria meccanica, di solito il calcolo della loro durata si basa su un danno per affaticamento, come ad esempio la rottura del materiale. Ma nel caso delle filettature non è tanto importante il danno totale, quanto la rilevazione dell’usura progressiva. Soprattutto per quanto riguarda le filettature trapezoidali, l’osservazione non ha lo stesso peso di un calcolo della durata.

Con TriboLife è finalmente possibile riprodurre sperimentalmente i processi di invecchiamento in modo più rapido che mai. Ecco svanire l’importanza dei lunghi controlli sui banchi di prova all’interno dei propri impianti. Sono persino riproducibili carichi di più tonnellate. Possono essere impiegati anche i lubrificanti di ogni foggia. L’interazione tra dado e filetto è garantita da un angolo che può essere liberamente impostato. Inoltre, nell’ambito del test è possibile selezionare le più diverse temperature. TriboLife raggiunge le frequenze di 25 Hertz che consentono di riprodurre in una sola settimana lo stato di usura di 10 anni di esercizio. Nell’ambito delle nuove progettazioni, per i costruttori questi dati relativi all’usura dall’elevata affidabilità sono più importanti che mai, soprattutto al momento del confronto tra diversi materiali e processi durante i test pratici.

Rilevazione sperimentale della durata dei componenti complessi delle filettature

“La previsione esatta della durata delle filettature rimane una sfida anche per TriboLife. Ciononostante, il sistema apre innumerevoli possibilità di applicazione e, soprattutto nel campo della progettazione precisa delle filettature trapezoidali, questo sistema di controllo rappresenta un vantaggio senza eguali”, spiega l’ingegner Steffen Krause, responsabile dello sviluppo in SincoTec Test & Engineering GmbH. “Il nostro partner Bornemann può offrire ai suoi clienti un livello di consulenza del tutto nuovo. Non dimentichiamo poi che finora i test intensivi per la determinazione della durata relativamente alle più comuni applicazioni erano piuttosto costosi. TriboLife apre nuove opportunità: anche per le filettature speciali, in futuro sarà possibile effettuare previsioni esatte sull’usura e sulla durata”.

Per maggiori informazioni su TriboLife rimandiamo a YouTube:
https://www.youtube.com/watch?v=tA4qDsPSmWk

Informazioni su Bornemann

Bornemann Gewindetechnik (www.bornemann-gewindetechnik.de) produce filettature di ogni forma. Tra i suoi prodotti figurano le soluzioni speciali per le applicazioni nel settore degli impianti di sollevamento e dell’ingegneria idraulica, nonché per campi quali la scenotecnica e le serrande per dighe. Oltre alla progettazione su misura di filettature a dente di sega, di convogliatori a coclea e di filettature a più viti, l’azienda si distingue per la produzione di meccanismi filettati trapezoidali e di dadi di dimensioni notevoli pronti all’uso. I materiali di costruzione sono i più diversi. Le dimensioni standard delle filettature spaziano dai 10 ai 300 mm di diametro e raggiungono i 10 m di lunghezza. Lunghezze speciali fino a 100 m possono essere raggiunte con prodotti a più componenti. Grazie a un processo di produzione sviluppato da Bornemann è possibile inserire superfici filettate all’interno di strumenti per la levigatura.