Alberi cardanici per macchine e impianti: trasmissione flessibile della potenza nei processi industriali

Un albero cardanico è un componente meccanico per la trasmissione della coppia tra componenti che non si trovano su un asse comune.

Un albero cardanico è costituito dai seguenti componenti:

• Flangia a forcella o attacco mozzo
• Giunti cardanici
• Compensatore di lunghezza e forcella saldata
• Tubo
• Eventuali controflange per il collegamento al sistema di trasmissione

L’albero motore viene installato tra l’ingresso e l’uscita per compensare variazioni angolari o errori di allineamento dovuti a tolleranze individuali e di montaggio.

Nell’ingegneria meccanica e impiantistica, gli alberi cardanici sono soggetti a condizioni particolari. Devono trasmettere coppie elevate, sopportare condizioni operative mutevoli, spesso in strutture impiantistiche complesse e spazi ristretti.

Funzioni fondamentali degli alberi cardanici nell’ingegneria meccanica e impiantistica:

• Trasmissione della coppia: gli alberi cardanici trasmettono la coppia tra alberi non allineati, consentendo così un collegamento flessibile e affidabile in sistemi di trasmissione complessi.
• Compensazione angolare: gli scostamenti angolari causati, ad esempio, da imprecisioni di montaggio o movimenti dovuti al funzionamento vengono compensati in modo affidabile, in modo che l’azionamento funzioni in modo uniforme e con poche vibrazioni.
• Compensazione della lunghezza: le variazioni assiali di lunghezza dovute al movimento vengono assorbite dagli alberi cardanici, mantenendo la trasmissione di potenza anche in condizioni operative mutevoli. Inoltre, la compensazione della lunghezza semplifica il montaggio.

In questo contesto, non sono determinanti solo la resistenza e la precisione, ma anche la facilità di manutenzione e la possibilità di compensare in modo mirato i movimenti o le variazioni di lunghezza all’interno della struttura.

Alberi cardanici di precisione

Alberi cardanici a sfera

Gli alberi cardanici vengono utilizzati in diversi settori industriali, ciascuno con applicazioni e condizioni operative specifiche.

Campi di applicazione tipici sono ad esempio:

• Costruzione di macchinari pesanti (acciaierie e laminatoi): gestione di coppie elevate e carichi estremi; i modelli rinforzati con collegamenti robusti e elevate riserve di torsione garantiscono la stabilità.
• Tecnica di trasporto e impianti gru: trasmissione di potenza tra componenti mobili o disaccoppiati; adatti per sistemi di trasporto con orientamento variabile e impianti gru con carichi variabili.
• Costruzione di macchine speciali e banchi prova: trasmissione precisa della coppia con angoli variabili e cicli di carico lunghi; i modelli resistenti all’usura garantiscono un funzionamento senza problemi.

Il nostro team è a vostra disposizione per qualsiasi domanda sugli alberi cardanici adatti alle vostre macchine o sulle soluzioni personalizzate. Contattateci direttamente per una consulenza personalizzata.

Tecnica di trasporto e impianti gru

Banchi prova

Nell’ingegneria meccanica e impiantistica, gli alberi cardanici vengono utilizzati principalmente dove è necessario accoppiare con precisione unità di azionamento modulari, gruppi variabili o grandi distanze tra gli alberi.

I diversi modelli sono progettati appositamente per queste esigenze e variano in termini di principio di movimento, capacità di compensazione, comportamento di velocità e idoneità per determinate condizioni operative. Gli alberi cardanici e gli alberi cardanici a snodo sferico ( ) possono essere prodotti in diversi materiali e possono quindi essere adattati individualmente alle rispettive applicazioni.

Alberi cardanici

Gli alberi cardanici sono costituiti da due giunti cardanici che garantiscono un funzionamento uniforme nonostante i cambiamenti di angolazione, motivo per cui sono ideali per l’uso sotto carichi elevati continui.

Questi speciali alberi cardanici sono progettati per compensare al meglio i cambiamenti di posizione tra motore, trasmissione e componenti della macchina a valle: i giunti sono dotati di cuscinetti a rullini (molti piccoli rulli per una guida precisa e scorrevole) o cuscinetti a rulli (rulli più grandi e robusti per carichi più elevati). 

Per un funzionamento particolarmente silenzioso, l’albero cardanico viene solitamente bilanciato dinamicamente. A tal fine, l’albero viene testato in rotazione su una macchina speciale e quindi allineato in modo tale da non generare vibrazioni fastidiose durante il funzionamento.

Alberi cardanici di precisione

Gli alberi cardanici di precisione sono conformi alla norma DIN 808, che definisce le dimensioni, le forme costruttive e i requisiti tecnici dei giunti cardanici. Le loro parti articolate temprate e rettificate scorrono in cuscinetti a rullini completamente sigillati, garantendo un movimento preciso e riproducibile anche in condizioni difficili. Per questo motivo vengono utilizzati principalmente in banchi di prova, impianti di misurazione o azionamenti a controllo di precisione, dove sono richieste elevata stabilità di processo, tolleranze ridotte e movimenti uniformi.

Alberi cardanici

Gli alberi cardanici Elso trasmettono la coppia tramite un elemento centrale e mobile a forma di cubo che collega tra loro le parti dell’albero, in modo che la trasmissione della forza sia possibile anche quando gli alberi collegati presentano un disassamento angolare definito. L’ampiezza di questo angolo dipende dal tipo di costruzione dell’albero cardanico. Gli alberi cardanici vengono utilizzati quando i componenti di azionamento non possono essere allineati per motivi di progettazione o quando durante il funzionamento si verificano lievi variazioni angolari.

La maggior parte degli alberi cardanici viene quindi utilizzata oggi nell’ingegneria meccanica e nell’impiantistica. Sono particolarmente adatti per soluzioni di trasmissione robuste e semplici, come quelle installate nei dispositivi di regolazione manuali.

Proprio come gli alberi cardanici di precisione, anche gli alberi cardanici a giunti incrociati sono conformi alla norma DIN 808. Tuttavia, gli alberi cardanici a giunti incrociati non sono generalmente progettati per il funzionamento continuo, ma per tempi di utilizzo ridotti.

Alberi cardanici

Gli alberi cardanici a snodo sferico sono dotati di cuscinetti a strisciamento e sono progettati per l’impiego in macchine e impianti che funzionano a bassa velocità e richiedono una trasmissione di coppia elevata in uno spazio ridotto.

Alcune combinazioni di materiali consentono una certa capacità di funzionamento in emergenza, rendendoli adatti come dispositivi di sicurezza per i dispositivi di regolazione manuali.

Una manutenzione accurata e regolare dell’albero cardanico è fondamentale per garantire un funzionamento regolare e sicuro delle macchine e degli impianti industriali nel lungo periodo. Ciò vale in particolare in caso di carichi elevati, cicli di movimento frequenti o ambienti di utilizzo mutevoli. In questi casi, i segni di usura sui giunti cardanici e sul compensatore di lunghezza sono inevitabili e devono essere individuati tempestivamente.

Come lubrificato – Soluzioni di lubrificazione per ogni albero cardanico

Durante la trasmissione di coppie elevate, nei punti di supporto di un albero cardanico si genera attrito che, senza una lubrificazione adeguata, può causare un’usura prematura:

• gli alberi cardanici di precisione sono dotati di un giunto cardanico sigillato in modo permanente, che elimina completamente la necessità di regolare rilubrificazione.
• A seconda del programma di manutenzione, gli alberi cardanici sono disponibili in versione sigillata in modo permanente e senza manutenzione oppure con ingrassatori per la lubrificazione regolare.
• La struttura articolata con cuscinetti a strisciamento degli alberi cardanici e degli alberi cardanici a snodo sferico non consente invece un funzionamento esente da manutenzione: devono essere lubrificati regolarmente mediante oliatura o tramite soffietti chiusi riempiti di grasso.

In alternativa, gli alberi cardanici a snodo sferico possono essere lubrificati tramite un sistema brevettato: un ingrassatore posizionato direttamente sulla sfera introduce il lubrificante in modo mirato nella pista della sfera.

Riconoscere tempestivamente l’usura: primi segni e sintomi

Segni di un funzionamento compromesso possono essere vibrazioni insolite, rumori evidenti come battiti o tintinnii, nonché perdite di potenza dovute all’aumento dell’attrito e al conseguente sviluppo di calore o al funzionamento irregolare della macchina. Per evitare costosi tempi di fermo e danni conseguenti, si consiglia di far controllare tempestivamente l’albero cardanico da un’azienda specializzata e, se necessario, di sostituirlo. A tal fine, è opportuno utilizzare esclusivamente alberi cardanici originali Elbe Elso di alta qualità.

Che si tratti di classici alberi cardanici, innovativi alberi cardanici EST o alberi cardanici di precisione, Elbe Group offre soluzioni di trasmissione su misura per ogni esigenza nell’ingegneria meccanica e impiantistica, nonché nella costruzione di veicoli speciali. Ogni albero cardanico è adattato in modo ottimale al vostro settore e allo scopo specifico di utilizzo.

Panoramica dei nostri servizi:

• Produzione di alberi cardanici secondo standard di qualità, sicurezza e ambientali riconosciuti a livello internazionale (ad es. IATF 16949, ISO 14001, EN 15085)
• Consulenza tecnica completa, compresa la progettazione tecnica, le analisi di fattibilità e il calcolo della durata di vita
• Soluzioni personalizzate e prodotti su misura, anche in piccole quantità
• Fornitura di modelli 3D e documentazione tecnica
• Redazione di certificati di fabbrica, rapporti di prova dei primi campioni e analisi complete dei materiali
• Test ambientali e di resistenza, ad esempio mediante prove in nebbia salina
• Ottimizzazione continua dei processi
• Servizio MRO (Maintenance, Repair & Overhaul) – comprese riparazioni espresse, nuove produzioni e revisioni periodiche

In qualità di partner qualificato per alberi cardanici di alta qualità, vi accompagniamo nella progettazione, costruzione e ottimizzazione dei vostri sistemi di trasmissione e siamo sempre a vostra disposizione per domande tecniche e consulenza personalizzata. Inviate oggi stesso la vostra richiesta tecnica.