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Linear Motion Control - 2021-01-18

 Serie HTF di guide a ricircolazione di sfere ad alta capacità di carico

Solitamente utilizzate su macchinari industriali, le viti a ricircolazione di sfere ad alta capacità di carico generano una forza di pressione elevata e uniforme sulle servo-presse e sulle macchine per lo stampaggio a iniezione della plastica. 

Per queste applicazioni NSK ha sviluppato la Serie HTF che soddisfa un ampio ventaglio di esigenze. Le viti a ricircolazione di sfere HTF convertono il moto rotatorio in moto lineare e viceversa, assicurando una precisione elevata anche quando sono soggette a forze molto importanti e carichi elevati. Questi componenti di azionamento sono idonei anche per la realizzazione di ammortizzatori e assorbitori di vibrazioni in edifici e ponti, un'applicazione nata in Giappone dove il rischio di terremoti è elevato e tutte le strutture devono essere progettate e protette contro i sismi.

Oggi molti fornitori di sistemi antisismici offrono soluzioni di questo tipo basate sulle viti a ricircolazione di sfere di NSK. Questa tecnica sfrutta un azionamento con vite a ricircolazione di sfere ad alta capacità di carico con un contrappeso rotante applicato sulla chiocciola. Questa vite a ricircolazione di sfere (integrata in un'unità strutturale) viene posizionata fra due elementi portanti dell'edificio, spesso nel seminterrato.

 La vite a ricircolazione di sfere si muove in direzione lineare quando uno dei due elementi portanti viene messo in movimento, solitamente quando si verifica un carico dinamico elevato per un breve periodo di tempo, ad esempio durante un terremoto o durante il passaggio di un convoglio pesante su un ponte ferroviario. 

Questo movimento lineare si traduce in un movimento rotatorio del peso di ammortizzamento. Quando il senso di rotazione cambia, le oscillazioni si sovrappongono le une alle altre con ampiezze opposte. Si ottiene così uno smorzamento efficace del carico d'urto, con assorbimento delle forze dinamiche di compressione e tensione. 

Da notare inoltre come la capacità di carico della vite a ricircolazione di sfere possa essere facilmente adattata a esigenze specifiche. Tipicamente vengono utilizzati componenti checonvertono una breve corsa assiale in un numero elevato di giri della chiocciola, generando così l'effetto di assorbimento richiesto.

Rispetto ai sistemi di massa-molla-ammortizzatore e agli ammortizzatori idraulici utilizzati finora, i sistemi con viti a ricircolazione di sfere offrono, fra gli altri, il vantaggio di un ingombro estremamente ridotto. La facilità di integrazione nella struttura circostante è un ulteriore beneficio. Questa soluzione è estremamente efficiente, come dimostrano alcune analisi comparative: un sistema di assorbimento basato su vite a ricircolazione di sfere e contrappeso rotante, con un peso complessivo di circa due tonnellate, genera un effetto di ammortizzazione che richiederebbe un peso maggiore di 2-3 tonnellate nel caso di un sistema molla-massa. Un altro vantaggio è che il sistema opera in maniera affidabile anche in condizioni ambientali gravose, con attività di manutenzione minime poiché vengono utilizzati solo componenti meccanici robusti, senza alcun azionamento elettrico. 

Questa soluzione di assorbimento delle vibrazioni, semplice ma estremamente efficace, trova applicazione in opere di ingegneria strutturale e grandi impianti con tubazioni complesse come centrali elettriche, stabilimenti chimici e raffinerie. Le unità compatte sono ideali sia per edifici nuovi sia per protezioni antisismiche e consolidamento di strutture esistenti. Nella fase di progettazione i tecnici di NSK forniscono tutto il supporto necessario ai costruttori di sistemi di ammortizzazione per protezione antisismica. 

Immagine: Originariamente sviluppata per macchinari industriali, la Serie HTF di guide a ricircolazione di sfere ad alta capacità di carico aiuta a proteggere edifici e ponti da eventi sismici

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