Determinare la vita utile di un filo: Più veloce, più preciso e più economico – anche per le soluzioni personalizzate

I mandrini e i dadi filettati sono una parte centrale della vita moderna fin dagli albori dell’industrializzazione. Un fatto sorprendente: attualmente è praticamente impossibile prevederne la durata e l’usura, che è di importanza fondamentale per garantire i vostri investimenti. Vi presentiamo il nuovo sistema di prova delle filettature TriboLife: è in grado di riprodurre rapidamente l’usura attraverso prove sperimentali, rendendo in gran parte superflui i costosi banchi di prova di durata.

L’attrito produce calore. Anche i non ingegneri possono comprendere questa affermazione con facilità. Ma l’attrito è molto di più. Più precisamente, l’attrito è la resistenza che si verifica quando due corpi a contatto si muovono. L’attrito fa presa. L’attrito ci permette di fermarci su un pavimento piastrellato umido dopo la doccia.

Antiche leggi sull’attrito del 1699 – e molte domande senza risposta

Ci sono molti esempi dell’effetto positivo dell’attrito. Ma l’attrito è anche fonte di grande preoccupazione per gli ingegneri e le applicazioni tecniche, come si può facilmente vedere nell’esempio dei mandrini filettati. Se i mandrini filettati sono installati in macchine e impianti, sono solitamente esposti a carichi elevati. L’affidabilità e la massima durata sono quindi particolarmente importanti, soprattutto nel caso di apparecchiature di sollevamento. Il problema: ancora oggi la scienza ha difficoltà a calcolare con precisione le forze di attrito. Le leggi sull’attrito che utilizziamo oggi possono essere fatte risalire a Guillaume Amontons nel 1699.

Nelle filettature e nelle macchine: L’attrito porta alla vibrazione

Gli effetti dell’attrito statico e dell’attrito radente hanno un’influenza diretta sulle vibrazioni del pezzo e quindi rendono difficile prevedere in modo affidabile la durata di vita dei filetti. Tuttavia, i ricercatori stanno tornando a concentrarsi sull’argomento. Se si osservano le superfici di due superfici a contatto a livello atomico, le misurazioni mostrano che le superfici subiscono vibrazioni estreme al di sopra di una certa ampiezza. Queste vibrazioni continuano come vibrazioni nel filo e sono completamente disordinate e caotiche a livello atomico. In altre parole: l’attrito è e rimane difficile da calcolare in numeri esatti. In pratica, per ottenere una dichiarazione affidabile sulla durata e sulla vita utile dei filetti è spesso necessario effettuare lunghi test di stress per molte settimane. La simulazione dell’invecchiamento richiede risorse, costi elevati e pressione sulla produttività.

“Naturalmente, in qualità di specialisti della filettatura, ci vengono costantemente poste domande sulla durata dei nostri prodotti”, afferma Moritz von Soden, amministratore delegato di Bornemann Gewindetechnik. “I nostri ingegneri devono quindi spiegare la complessità dell’attrito fisico. Soprattutto per le filettature trapezoidali, non esistono metodi di calcolo affidabili. Tuttavia, in collaborazione con SincoTec Test & Engineering GmbH, siamo riusciti a sviluppare una procedura di prova che ci permette di determinare la durata di un sistema mandrino/dado in modo molto preciso e molto più rapido.”

Innovativo, veloce, preciso: il sistema di analisi della filettatura TriboLife

Il danno da fatica è generalmente utilizzato per calcolare la durata di vita dei componenti nell’ingegneria meccanica (ad esempio, una frattura del materiale). Per le filettature, tuttavia, la “rottura totale” è un fattore meno importante del calcolo dell’usura. In particolare nel caso delle filettature trapezoidali, la progettazione non è quindi sinonimo di calcolo della durata di vita.

Con TriboLife, i processi di invecchiamento possono essere riprodotti sperimentalmente più velocemente che mai. I test a lungo termine su banchi di prova appositamente progettati sono in gran parte superflui. È possibile applicare precarichi di diverse tonnellate. È possibile introdurre un’enorme varietà di lubrificanti diversi. L’interazione tra dado e filetto è garantita da un angolo liberamente regolabile. Inoltre, le filettature possono essere sottoposte a un’ampia gamma di temperature durante i test. TriboLife raggiunge frequenze di prova di 25 hertz, il che significa che l’usura che si verifica in 10 anni può essere riprodotta in una settimana. Per molti progettisti, soprattutto quelli che lavorano a nuovi sviluppi, questo tipo di dati affidabili sull’usura è importante, soprattutto quando si tratta di confrontare tra loro materiali e metodi di produzione in diverse serie di test.

Calcolo sperimentale della vita utile di componenti filettati complessi

“La previsione accurata della durata di vita dei filetti è ancora una sfida, anche con TriboLife. Ma il suo campo di applicazione è molto ampio. Il sistema di test rapido è davvero vantaggioso, soprattutto per progettare correttamente le filettature trapezoidali”, spiega l’Ing. Steffen Krause, responsabile dello sviluppo di SincoTec Test & Engineering GmbH. “Permette al nostro partner Bornemann di assistere i clienti più esigenti a un livello completamente nuovo”. Ricordate: finora i test di resistenza intensivi erano semplicemente troppo costosi per la maggior parte delle applicazioni. TriboLife ci permette di fare di più: in futuro saremo in grado di fare affermazioni accurate sull’usura e sulla durata di vita, anche per filetti speciali”.

Potete trovare maggiori informazioni su TriboLife anche su YouTube:

Informazioni su Bornemann

Bornemann Gewindetechnik (www.bornemann-gewindetechnik.de) produce filettature di tutte le forme e dimensioni speciali. Produciamo soluzioni personalizzate per la tecnologia di sollevamento e le applicazioni di carpenteria idraulica, nonché attrezzature per piattaforme e saracinesche per dighe, solo per citarne alcune. Oltre a impegnativi lavori di alta precisione su filettature di testa, viti di avanzamento e filettature multi-start, ci concentriamo anche sulla produzione di grandi mandrini a filettatura trapezoidale e set di dadi pronti per il montaggio. Come materiale di partenza è possibile utilizzare qualsiasi tipo di materiale lavorabile. Le dimensioni standard dei mandrini filettati vanno da 10 a 300 mm di diametro e fino a 10 m di lunghezza. È possibile produrre lunghezze maggiori, fino a 100 m, in progetti a più parti. Il processo di produzione ottimizzato di Bornemann produce superfici filettate che raggiungono una qualità equivalente alle filettature rettificate.