Alberi scanalati ad alte prestazioni: resistenti alla torsione e con design leggero
Ideali per sistemi di trasmissione di coppia o di guida monoasse
L’aumento dei costi della manodopera e dei materiali sta spingendo i produttori ad incrementare ulteriormente l’efficienza produttiva. Al contempo, lo spazio d’installazione disponibile in molti impianti produttivi è limitato, rendendo sempre più importante il design compatto delle macchine. Le configurazioni compatte riducono l’ingombro necessario e consentono strutture delle macchine più leggere con minore inerzia, carichi motore ridotti e velocità di traslazione più elevate, aumentando la produttività ma riducendo materiale, energia e costi di trasporto.
Immagine 1: Alberi scanalati compatti e leggeri
Perchè il design compatto e leggero?
In linea con gli obiettivi legati al SDG (Sustainable Development Goals delle Nazioni Unite), l’importanza dell’efficienza energetica sta aumentando. Le machine con delle strutture meccaniche più leggere riducono il consumo dell’energia, permettendo ai sistemi di produzione di avere un minore impatto sull’ambiente. Il design compatto delle macchine è, quindi, un fattore chiave per migliorare sia l’efficienza che la sostenibilità.
Immagine 2: L’aumento della produttività è la priorità
Ultimi modelli di alberi scanalati
Per far fronte alla domanda di componenti compatti e leggeri, THK ha sviluppato i modelli di albero scanalato compatti; LT-X, LF-X, e LTR-V. Questi modelli incorporano alcune delle tecnologie più avanzate nella progettazione di alberi scanalati per offrire prestazioni elevate nonostante necessitino di uno spazio di installazione minimo. Le sezioni seguenti introducono le caratteristiche principali e le avanzate tecnologie integrate in questi modelli.
Immagine 3: Alberi scanalati LF-X- con la chioccola flangiata, e LT-X con la chiocciola cilindrica
Immagine 4: Albero scanalato rotativo LTR-V
1. Compatto e leggero
Grazie ad un sistema di ricircolo delle sfere migliorato, questi alberi scanalati presentano un diametro esterno ridotto e risultano fino al 20% più compatti rispetto ai modelli standard. Ciò permette di progettare una macchina che richiede uno spazio di installazione inferiore.
Image 5: Diametri dei dadi dei modelli LT e LT-X a confronto
L'albero rotante con scanalatura a sfere LTR-V con chiocciola LT-X e cuscinetto di supporto integrato è fino al 46% più leggero rispetto al suo predecessore. Ciò si traduce in un momento di inerzia inferiore, consentendo rapidi movimenti di avvio e arresto e un funzionamento ad alta velocità con tempi di ciclo più brevi.

Image 6: Confronto di peso totale: modelli LTR-A e LTR-V
2. Movimento fluido ed alta velocità
Questi alberi scanalati utilizzano un sistema di ricircolo ridisegnato che ottimizza la circolazione delle sfere e consente movimenti ad alta velocità. I risultati dei test mostrano che possono operare fino a 10,000 km senza alcuna anomalia. Inoltre, i nuovi alberi scanalati offrono movimenti più fluidi con meno variazione della resistenza allo scorrimento rispetto agli alberi scanalati standard.
Condizioni di test per la durabilità di alta velocità
| Prodotto |
Descrizione |
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Modello |
LT20X |
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Velocità |
2 m/s |
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Accelerazione / Decelerazione |
40 m/s² |
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Lubrificante |
Grasso a base di sapone di litio (AFB-LF) |
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Corsa |
650 mm |
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Orientamento |
Orizzontale |
Condizioni di test per la resistenza di corsa
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Prodotto |
Descrizione |
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Velocità |
10 mm/s |
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Lubrificante |
Grasso a base di sapone di litio (AFB-LF) |
|
Orientamento |
Orizzontale |
Immagine 7: Confronto sulla resistenza allo scorrimento tra il modello standard e LT16X
3. Ampia gamma di prodotti
Oltre ai modelli LT-X, LF-X, e LTR-V con la chiocciola rotante, la serie di alberi scanalati ha anche i modelli LFK-X e LFH-X, i quali offrono ai nostri clienti opzioni ancora più compatte.
Immagine 8: LFK-X con la flangia quadrata e LFH-X con la flangia arrotondata
I modelli LFK-X e LFH-X presentano un ingombro della flangia inferiore rispetto al modello LF-X, consentendo un’installazione ancora più compatta e componenti periferici più piccoli. Inoltre, la flangia quadrata del LFK-X e la flangia arrotondata del LFH-X fa sì che questi modelli siano ancora più leggeri rispetto al LF-X con la flangia rotonda, riducendo il peso totale del gruppo in cui vengono impiegati.
Immagine 9: Confronto dell’ingombro e del peso
4. Intervallo di manutenzione ridotto
Gli alberi scanalati sono anche compatibili con il sistema di lubrificazione QZ. Questo sistema di lubrificazione può essere montato su entrambe le estremità dei manicotti e rilascia direttamente sulle piste una quantità definita di lubrificante dal serbatoio interno. Il sistema permette che ci sia continuamente un film di lubrificante tra le sfere e le piste. Ciò estende l’intervallo di manutenzione e permette di lubrificare in una maniera più pulita con meno impatto ambientale dato che viene impiegato la quantità di lubrificante realmente necessaria.
Immagine 10: Struttura del sistema QZ
Caso di studio sul design compatto e leggero
Caso di studio 1: Un costruttore di robot che cercava di diminuire il peso dei robot industriali ha scelto il modello LF-X per il meccanismo di guida nel braccio del robot, diminuendo il peso del gruppo di 20 %. Il minor peso del gruppo ha diminuito l’inerzia, consentendo una maggiore velocità ed accelerazione. Al contempo, il consumo dell’energia è diminuito perchè il motore è soggetto a minor peso.
Caso di studio 2: L’albero scanalato LT-X permette alle macchine per il posizionamento ultra-preciso per la produzione di semiconduttori di essere più compatte, veloci e facili da integrare, con maggior precisione nel posizionamento. I modelli con il sistema di lubrificazione QZ ottengono intervalli di lubrificazione molto più lunghi dato che il film di lubrificazione viene costantemente mantenuto. La combinazione della precisione elevata e minor peso contribuisce alla precisione della macchina.
Come gamma standard, THK produce gli alberi scanalati LT-X e LF-X con il diametro dell’albero da 3 a 30 mm, con capacità di carico radiale da 0.48 a 34kN e torsionale da 851 a 19,118 Nm. Gli alberi scanalati compatti LFK-X e LFH-X sono disponibili con il diametro dell’albero 5 a 30 mm.
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