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Un riduttore coassiale – cos'è mai?

Nei riduttori il termine coassiale significa semplicemente che l'albero in ingresso e l'albero di uscita del riduttore si trovano su un asse di rotazione.

Le forme di riduttori coassiali sono tante: per esempio sono riduttori coassiali i riduttori epicicloidali monostadio, che operano coassialmente, ma anche i riduttori epicicloidali a più stadi. Analogamente possono essere costruiti così anche i riduttori armonici e i riduttori cicloidali.

E questo vale anche per i riduttori a ruote dentate cilindriche, per le quali generalmente l'albero in ingresso e l'albero di uscita sono collegati da due coppie di ruote dentate e grazie alla corretta disposizione possono poi trovarsi su un asse di rotazione.

Per la maggior parte i riduttori coassiali sono riduttori epicicloidali

Il riduttore coassiale in assoluto più diffuso è il riduttore epicicloidale. Si può realizzare in versione riduttore monostadio oppure anche in versione riduttore epicicloidale a più stadi. Il principio operativo di un simile riduttore coassiale si illustra rapidamente:

  • In un riduttore epicicloidale coassiale diverse ruote dentate cilindriche (gli ingranaggi planetari) ruotano in una corona a dentatura interna,
  • descrivendo un'orbita concentrica.
  • Il cosiddetto portasatelliti fa in modo che le ruote dentate cilindriche restino nella loro orbita.
  • Gli ingranaggi planetari sono azionati da una ruota dentata cilindrica con dentatura esterna e posta al centro, il cosiddetto ingranaggio solare.
  • Dato che questo principio ricorda il sistema solare, ne sono discesi anche i nomi di ingranaggio solare, ingranaggio planetario e riduttore epicicloidale.


Come riduce la coppia un riduttore coassiale?

Tutti i riduttori coassiali convertono numero di giri e coppia con il loro rapporto di riduzione. Prendiamo ad esempio un rapporto di riduzione di i=10:1. In questo caso il numero di giri del riduttore viene ridotto del fattore 10, mentre la coppia viene incrementata dello stesso fattore 10.

La cosa interessante in questo caso è che sono possibili sia riduttori monostadio che a più stadi. Perfino in una sola carcassa. Per ottenere questo risultato si accoppiano uno dietro l'altro diversi stadi planetari in serie. La flangia di uscita del primo stadio diventa la flangia in ingresso dello stadio successivo. In tal modo nei riduttori epicicloidali coassiali si possono realizzare grandi rapporti di riduzione (fino a i > 500). Questa struttura rappresenta il vero punto di forza dei riduttori epicicloidali ed è possibile solo nel suo design coassiale.


Dove viene fissata la corona nel riduttore epicicloidale?

Nella maggior parte dei casi la forza in uscita si esercita direttamente attraverso il portasatelliti in rotazione, che è integrato nell'albero di uscita. Normalmente la corona viene fissata e non ruota.
Tuttavia in alcune soluzioni non è la corona ad essere fissata, bensì il portasatelliti. Una di queste soluzioni è familiare a tutti: il mozzo a cambio interno della bici. Questo elemento non è nient'altro che un riduttore coassiale, nel quale la coppia viene applicata non dal portasatelliti, ma dalla corona.
 

Il senso di rotazione dei riduttori coassiali

Che un riduttore coassiale ruoti nella stessa direzione o in direzione contraria, è in linea di principio semplicemente una questione di costruzione. Infatti con la struttura corretta la caratteristica si può gestire su misura, a seconda dei requisiti posti dalla struttura della macchina e dell'uso previsto. Comunque, nella maggior parte dei casi i riduttori coassiali ruotano nella stessa direzione.


Dove si utilizzano i riduttori coassiali?

Nel settore meccanico i riduttori epicicloidali coassiali sono diffusi ovunque interagiscano sistemi di trasmissione e riduttori. I riduttori armonici o quelli cicloidali coassiali ricorrono per lo più nella robotica, in quanto essa richiede rapporti di riduzione elevati in spazi ridotti. Analogamente, i costruttori della robotica si affidano all'estrema rigidità di tali riduttori coassiali.


Quali sono i vantaggi più importanti di un riduttore coassiale?

  • Possono contare su un ottimo rendimento.
  • Vantano una potenza elevatissima.
  • Si possono realizzare in versioni molto compatte.
  • Si prestano a un gran numero di applicazioni.
  • Si possono realizzare facilmente anche riduttori coassiali a più stadi, sfruttando così rapporti di riduzione elevati.
  • I riduttori coassiali sono realizzabili anche in versione Hygienic Design.

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