A sinistra il giunto a elastomero ROBA-ES e, a destra, il giunto a soffietto metallico Smartflex, entrambi prodotti Mayr.
giunti elastici, utilizzati per la prima volta nel diciannovesimo secolo, sono componenti meccanici essenziali per l’accoppiamento di motori e alberi rotanti, dicono i tecnici di Mayr. Questi dispositivi hanno due obiettivi principali:
compensazione dei disallineamenti. Nei sistemi meccanici, è raro che gli alberi siano perfettamente allineati. I disallineamenti possono essere radiali, angolari o assiali; un giunto elastico è progettato per tollerare queste variazioni, mantenendo, al contempo, la trasmissione della potenza tra i componenti collegati;
smorzamento delle vibrazioni torsionali. Le vibrazioni torsionali, che sono oscillazioni torsionali dell’asse, possono causare usura eccessiva o guasti meccanici. I giunti elastici, grazie ai loro materiali e design, assorbono e dissipano queste energie vibrazionali, proteggendo i componenti meccanici dal’usura prematura.
La loro capacità di adattarsi a una vasta gamma di condizioni operative e la flessibilità nel design li rendono insostituibili in molte applicazioni.
Di tutti i colori
I giunti torsionalmente flessibili utilizzano solitamente inserti elastomerici, che sono materiali polimerici con proprietà elastiche. La versatilità dei giunti elastomerici è data anche dal fatto che questi inserti sono disponibili in diverse durezze, misurate in scale Shore, e sono spesso codificati con colori - rosso, verde, blu, giallo, grigio - per indicare le loro proprietà specifiche, come la rigidità torsionale, il comportamento smorzante e la capacità di carico.
La scelta del giusto elastomero dipende dalle esigenze specifiche dell’applicazione, come la necessità di maggiore flessibilità o resistenza alle vibrazioni. Alcune applicazioni richiedono l’utilizzo di giunti flessibili, ma realizzati in materiali particolarmente resistenti, come l’acciaio: è il caso dei giunti creati per resistere alle sostanze aggressive utilizzate nell’industria alimentare per detergere gli impianti, nel rispetto degli elevati standard di igiene richiesti.
In questo caso l’esigenza di flessibilità può essere soddisfatta con giunti a soffietto metallico, torsionalmente rigidi, che, grazie alla sua particolare conformazione, conferisce flessibilità al giunto.
Aree di applicazione
I giunti elastici sono particolarmente utili in applicazioni dove gli alberi non sono perfettamente allineati e il processo produttivo genera vibrazioni. I settori che più comunemente utilizzano questi giunti includono:
industria della carta: qui, i giunti elastici sono utilizzati nei grandi rulli che pressano e asciugano la carta. Questi rulli devono allinearsi perfettamente per evitare strappi o pieghe nel prodotto finito;
energia eolica: nelle turbine eoliche, i giunti elastici collegano il generatore all’asse delle pale. Questa applicazione richiede la capacità di assorbire shock e vibrazioni causati da variazioni di velocità del vento;
settore navale: in questo comparto, i giunti elastici sono impiegati per collegare i motori alle eliche. Questi giunti devono compensare i disallineamenti tra gli assi d’elica e motore e quelli delle variazioni di carico sulla nave;
industria alimentare: in queste industrie la necessità di sottoporre i macchinari a frequenti e intense pulizie con detergenti aggressivi rende talvolta preferibile l’utilizzo di giunti interamente in acciaio inossidabile. Per questo si può ricorrere ai giunti a soffietto metallico.
Anche i giunti elastomerici possono, peraltro, trovare impiego nell’industria alimentare: dove la loro resistenza alla corrosione è adeguata, migliorano la produttività e la sicurezza delle operazioni, come nelle linee di imbottigliamento e confezionamento. In macchinari come i miscelatori o le pompe dosatrici, che hanno cicli di lavoro discontinui, con frequenti avvii e arresti, i giunti elastomerici assicurano un funzionamento fluido e limitano gli stress meccanici.
Un altro esempio sono le macchine di riempimento asettico, dove i giunti elastomerici sono utilizzati per allineare con precisione i meccanismi di riempimento con i contenitori.
Il giunto elastomerico giusto
La selezione di un giunto elastomerico richiede la considerazione di vari fattori:
capacità di carico: corrisponde alla massima coppia che il giunto può trasmettere;
durezza elastomerica: determina la rigidità torsionale e la capacità smorzante;
ambiente operativo: include la presenza di oli, temperature estreme e l’esposizione a sostanze chimiche.
Determinare quale giunto inserire in un progetto non è banale, ma il supporto di esperti del settore può essere utile. Mayr mette a disposizione diversi strumenti per aiutare il progettista in questa fase, dal configuratore di prodotto online che, inserendo alcuni dati chiave del progetto, in pochi passaggi permette di identificare esattamente il giunto che occorre, fino alla consulenza prestata senza impegno dai tecnici dell’azienda, in grado di identificare la soluzione più adatta all’interno dell’ampio catalogo o, se necessario, di progettarne una ad hoc.
Vantaggi dei giunti elastici
La selezione del giunto appropriato è cruciale per il successo di qualsiasi applicazione meccanica. I giunti elastici offrono vantaggi unici che li rendono indispensabili in molte situazioni:
riduzione dell’usura;
mantenimento delle prestazioni: assicurano una trasmissione di potenza efficiente nonostante le imperfezioni nell’allineamento;
versatilità: con diversi materiali e durezze disponibili possono essere adattati a una vasta gamma di applicazioni;
tolleranza ai disallineamenti: possono tollerare disallineamenti senza causare usura o danni ai componenti collegati;
smorzamento delle vibrazioni: l’abilità di assorbire e dissipare energia dovuta alle vibrazioni protegge le macchine da usure e guasti prematuri;
manutenzione ridotta: la riduzione dell’usura dei componenti connessi significa meno fermi macchina e minori costi di manutenzione.
I giunti elastici Mayr
Fra i giunti Mayr che dimostrano flessibilità, i più apprezzati dall’industria sono i giunti a elastomero ROBA-ES; per determinate applicazioni anche i giunti a soffietto metallico Smartflex, di per sé torsionalmente più rigidi ma resi flessibili dalle caratteristiche peculiari del soffietto metallico, sono molto utili.
ROBA-ES è un giunto elastico di collegamento tra alberi a innesto plug-in progettato per assorbire e smorzare le vibrazioni nelle servo-trasmissioni altamente dinamiche. In aggiunta, grazie al suo nucleo in elastomero resistente ai fluidi, offre un comportamento di smorzamento selezionabile utilizzando inserti in elastomero con diverse durezze Shore.
L’inserto in elastomero pretensionato permette di trasmettere la coppia senza gioco compensando allo stesso tempo il disallineamento degli alberi; l’innesto plug-in rende adatti i giunti ROBA-ES anche al montaggio alla cieca. Esenti da manutenzione, resistenti ai detergenti e alle alte temperature, i giunti ROBA-ES sono torsionalmente flessibili, ma comunque da due a quattro volte più rigidi rispetto alle trasmissioni a cinghia dentata. Sono disponibili anche nella versione ATEX.
Gli inserti in elastomero sono l’elemento centrale del giunto ROBA-ES. Le loro caratteristiche di coppia, rigidità, smorzamento e disallineamento definiscono il campo di impiego e il comportamento del collegamento degli alberi. Grazie all’uso di un nuovo tipo di poliuretano e di uno speciale stampaggio a iniezione è stato possibile ottenere una notevole precisione dimensionale e uniformità dei denti dell’inserto in elastomero.
I denti degli inserti in elastomero sono smussati lateralmente per facilitare il montaggio alla cieca. Gli inserti in elastomero resistono molto bene agli oli minerali puri (oli lubrificanti) e ai grassi anidri; altrettanto buona è la resistenza a combustibili quali benzina normale, gasolio o petrolio.
Il materiale utilizzato per gli inserti a elastomero è resistente all’idrolisi. Al contrario di quanto accade con altri tipi di poliuretano, il contatto, anche prolungato negli anni, con acqua (anche acqua di mare) non comporta alcuna modifica essenziale delle caratteristiche meccaniche.
Smartflex è un giunto a soffietto metallico senza gioco, affidabile, flessibile e resistente. Collegare gli alberi e trasmettere le coppie in modo torsionalmente rigido e senza gioco, compensando così il disallineamento angolare, assiale e radiale, è il compito di Smartflex, progettato da Mayr per una varietà di applicazioni, comprese le servo-trasmissioni.
Questo giunto è caratterizzato da tempi di montaggio brevi grazie alla semplicità del sistema di fissaggio all’albero. L’eccellente compensazione dei disallineamenti riduce le forze indotte sui cuscinetti degli alberi e l’usura.
Il sistema di costruzione modulare di Smartflex facilita la gestione del magazzino garantendo consegne rapide: il soffietto metallico e gli anelli di serraggio sono uguali per tutte le esecuzioni di una stessa grandezza e si montano sugli alberi utilizzano boccole di riduzione, facilmente inseribili negli anelli di serraggio. Questo permette di coniugare livelli di scorte minimi e disponibilità pressoché immediata: la maggior parte dei modelli standard vengono consegnati in 24 ore.
Smartflex è adatto alle applicazioni ad alta dinamica: i movimenti d’inerzia minimi rendono sicura la trasmissione anche a velocità elevate, mentre la compensazione elevata dei disallineamenti elimina la più frequente causa di rottura dei giunti a soffietto tradizionali, garantendo durata e affidabilità nel tempo. Il soffietto metallico dello Smartflex è realizzato interamente in acciaio inossidabile, resistente alla corrosione e perfetto per applicazioni dove sono impiegati frequentemente agenti detergenti aggressivi, come nell’industria alimentare.
Allunga per i giunti a elastomero Mayr.
