Un riduttore a più stadi – che cos'è?

Come si calcola il rapporto di riduzione?

Si procede moltiplicando il rapporto di riduzione dei singoli stadi del riduttore. Infatti in questo caso il rapporto di riduzione determina una riduzione o un incremento della velocità in ingresso del riduttore a più stadi esattamente pari al fattore del rapporto di riduzione. Solitamente si richiede però la riduzione del numero di giri – vale a dire un rapporto di riduzione - perché ciò comporta la moltiplicazione della coppia.
 

Quali sono i rapporti di riduzione possibili?

1. Per il confronto prendiamo un riduttore a ruote dentate cilindriche monostadio, per il quale saranno ragionevolmente realizzabili rapporti di riduzione di circa 10:1 oppure 1:10. Altrimenti la ruota dentata in ingresso o di uscita diventa molto piccola, il che torna a incidere negativamente sulla coppia massima trasmissibile.
2. In confronto, si possono costruire appositamente riduttori epicicloidali semplicemente in versione di riduttore a più stadi. È possibile realizzare riduttori a due o tre stadi allungando la corona (all'interno della carcassa) e con la disposizione in serie di singoli stadi planetari.
3. Alcuni rapporti di riduzione sono migliori di altri in termini di rendimento. Nei riduttori epicicloidali a due stadi, per esempio, la considerazione è valida per un rapporto di i=20, perché raggiunge un rendimento superiore rispetto ad un rapporto di riduzione a due stadi di i=100.
4. Con i riduttori a più stadi generalmente si combinano rapporti di riduzione monostadio da 3 a 10. In altre parole, con un riduttore a due stadi sono realizzabili senza problemi da i=9 (3*3) fino a i=100 (10*10).
5. Inoltre è interessante e pratico constatare che è possibile combinare diversi rapporti di riduzione singoli in un riduttore a più stadi. Così si ottiene la massima flessibilità con il rapporto di riduzione di coppie o numeri di giri.
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Com'è il rendimento?

Quanti più sono gli stadi di un riduttore, tanto minore sarà il suo rendimento. Per contrastare questo aspetto, si deve fare in modo che la potenza dissipata dello stadio di ingresso sia bassa. E questo si ottiene, ad esempio, limitando le perdite per attrito della guarnizione del riduttore. O in alternativa realizzando anche uno stadio di ingresso geometricamente più piccolo. In questo modo si riduce l'inerzia, conferendo una maggiore dinamica al riduttore. Tuttavia in generale vale la regola che i riduttori epicicloidali monostadio presentano il rendimento migliore.

Un caso specifico: il riduttore angolare

I riduttori a più stadi possono essere realizzati anche con una combinazione di diversi tipi di dentature. Questo è il caso, per esempio, dei riduttori angolari che normalmente rappresentano l'unione di un riduttore a coppia conica e un riduttore epicicloidale operanti assieme.

I vantaggi di un riduttore a più stadi:

• Convincono per la grande varietà di rapporti di riduzione.
• È possibile costruirli in coassialità continua.
• Pur essendo compatti gestiscono rapporti di riduzione elevati.
• È possibile combinare facilmente vari tipi di riduttori.
• Le opzioni di impiego sono molteplici.

Gli svantaggi di un riduttore a più stadi (rispetto ai riduttori monostadio):

• La struttura è relativamente complessa.
• Incrementando gli stadi diminuisce il rendimento.