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Come scegliere una cinghia?

Le cinghie sono elementi meccanici flessibili a forma di anello destinati a trasmettere potenza da un albero in rotazione a uno o più alberi generalmente paralleli tra loro. Alcune cinghie, però, possono avere come principale applicazione la trasmissione del movimento.

 

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  • Cinghie di trasmissione: quale scegliere?

    Cinghia della marca MEGADYNE
    Cinghia della marca MEGADYNE

    Per scegliere la cinghia più adatta alle vostre esigenze, dovrete stabilire quale sia il tipo di sezione che fa al caso vostro e calcolare la distanza interasse che la cinghia in questione dovrà coprire. In questa guida troverete una lista delle sezioni disponibili sul mercato, con i loro vantaggi e svantaggi.

    Il tipo di cinghia da utilizzare dipende da diversi fattori:

    • coppia da trasmettere
    • velocità di rotazione
    • distanza interasse
    • rapporto di riduzione (o rapporto di trasmissione)
    • temperatura e lubrificazione
  • Quando scegliere una cinghia piatta?

    Cinghia della marca Forbo Siegling
    Cinghia della marca Forbo Siegling

    Le cinghie piatte, o piane, hanno una superficie liscia, una sezione rettangolare e sono di piccolo spessore. Come tutte le cinghie, vengono utilizzate per trasmettere una forza meccanica da una puleggia ad un’altra. Qualora le pulegge siano di dimensioni diverse tra loro, la cinghia permetterà di cambiare la relazione di trasmissione. Le cinghie piatte hanno un rendimento del 98% circa e consentono una trasmissione ad alta velocità, ma non sono compatibili con forze elevate. Spesso questo tipo di cinghie viene utilizzato con pulegge bombate che, grazie alla loro forma, consentono un’autocentratura efficace della cinghia. Le cinghie piatte trovano impiego in molte applicazioni di trasmissione di potenza.

    Vantaggi:

    • Se larghe, possono essere utilizzate per fornire elevata potenza ad alta velocità (fino a 373 kW a 51 m/s)
    • Maggiore rendimento rispetto alle cinghie trapezoidali (> 98%)
    • Maggiore durata rispetto alle cinghie trapezoidali
    • Funzionamento molto silenzioso
    • Possibilità di una distanza interasse molto elevata

     

    Svantaggi:

    • Pericolo di spostamento della puleggia
    • Necessità di mantenere la cinghia sotto tensione
    • Tendenza della cinghia a scivolare sulla superficie della puleggia quando vengono applicati carichi pesanti

     

    La maggior parte delle cinghie piane sono realizzate in gomma o in polimeri sintetici. In regola generale, le estremità di queste cinghie sono unite tramite pinzatura o saldatura. Esistono anche cinghie “senza fine” che sono fabbricate in un unico pezzo e formano un anello chiuso.

  • Quando scegliere una cinghia trapezoidale?

    Cinghia trapezoidale della marca Timken Belt
    Cinghia trapezoidale della marca Timken Belt

    Sono le cinghie più comunemente usate per la trasmissione di potenza: offrono le migliori combinazioni di trazione, velocità, carico e durata di vita e, soprattutto, a parità di tensione, trasmettono una potenza superiore rispetto alle cinghie piatte. Le cinghie trapezoidali trovano impiego, ad esempio, nei variatori di velocità.

    Vantaggi:

    • La sezione a V della cinghia segue una scanalatura nella puleggia e ciò impedisce lo slittamento della cinghia e migliora la trasmissione della coppia.
    • Meno larghe delle cinghie piatte e quindi meno ingombranti.
    • Hanno meno bisogno di essere tese.
    • L’intervallo di velocità è compreso tra un minimo di 300 e un massimo di 2.130 m/min.
    • Per trasmettere potenze molto elevate è possibile montare due o più cinghie a sezione trapezoidale, l’una accanto all’altra, in una disposizione chiamata “trasmissione a cinghia multipla”.

     

    Le cinghie trapezoidali possono essere fabbricate in gomma o in materiale polimero, senza o con un apposito rinforzo in una o più fibre. Le fibre in questione possono essere di tipo tessile (ad es. cotone), in poliammide (ad es. nylon), in poliestere o, per una maggiore resistenza, in acciaio o aramide (ad es. Kevlar).

    Le cinghie trapezoidali articolate rappresentano una soluzione alternativa alle cinghie ad anello chiuso, qualora queste ultime si siano rivelate inefficaci. A dimensioni uguali, inoltre, la maggior parte delle cinghie trapezoidali offre le stesse caratteristiche di potenza e velocità delle cinghie senza fine. Rispetto a queste ultime, però, hanno un vantaggio: per garantirne il corretto funzionamento non servono pulegge speciali. Per finire, oltre ad essere facili da installare e più resistenti alle aggressioni ambientali, possono essere anche modulari, ossia regolabili in lunghezza.

  • Quando scegliere una cinghia striata?

    Cinghie striate della marca PIX Transmissions
    Cinghie striate della marca PIX Transmissions

    Come suggerisce il nome, questo tipo di cinghia è striato, in senso longitudinale. Ciò aumenta notevolmente la superficie di contatto tra la puleggia e la cinghia. La sua struttura monoblocco, senza giunture, permette una distribuzione omogenea della tensione sulla superficie di contatto della puleggia.

    Vantaggi:

    • Ampia gamma di potenza (da 0 a 600 kW).
    • Lunga durata e affidabilità.
    • Grande rapporto di trasmissione possibile.
    • Stabilità della tensione.
    • Trasmissione silenziosa.

     

    La cinghia striata viene usata negli autoveicoli come cinghia dei servizi. Può venire impiegata anche in grandi elettrodomestici (lavatrice, asciugatrice), così come in betoniere, compressori, tosaerba, ecc.

  • Quando scegliere una cinghia dentata sincrona?

    Cinghia dentata della marca Tempo
    Cinghia dentata della marca Tempo

    Le cinghie sincrone, o cinghie dentate, vengono utilizzate, ad esempio, per azionare alberi a camme e per la trasmissione secondaria di alcuni motocicli, nonché su molte macchine industriali e agricole. La cinghia sincrona è l’organo meccanico a cui ricorrere per evitare qualsiasi sfasamento. Una cintura non dentata, infatti, anche se ben tesa, avrà tendenza a spostarsi in ragione della sua elasticità.

    Le cinghie in poliuretano sono più resistenti agli oli, all’ozono, alle vibrazioni e alle basse temperature rispetto a quelle in neoprene, e consentono di trasmettere potenze e coppie più elevate.

    Vantaggi:

    • Sincronizzazione del sistema e la trasmissione senza slittamenti.
    • Compatibilità con basse velocità e minor necessità di un’alta tensione iniziale.
  • Quali sono i vantaggi di una trasmissione a cinghia?

    Rispetto ad altri sistemi di trasmissione (ingranaggi, catene, ecc.), le cinghie presentano molti vantaggi:

    • Maggiore flessibilità
    • Funzionamento più silenzioso
    • Lubrificazione non necessaria
    • Parallelismo degli alberi non necessario
    • Disinnesto possibile tramite allentamento della tensione
    • Protezione contro il sovraccarico e l’ostruzione
    • Maggiore rendimento (95-98%)
    • Maggiore semplicità di montaggio e di manutenzione
    • Maggiore durata di vita delle macchine grazie all’assorbimento delle fluttuazioni di carico
    • Costo di installazione inferiore
    • Bassi costi di manutenzione
    • Soluzione più economica per le trasmissioni con grande distanza interasse
  • Quali sono gli svantaggi di una trasmissione a cinghia?

    Rispetto ad altri sistemi di trasmissione, le cinghie presentano anche alcuni svantaggi:

    • Impossibilità di riparare la cinghia (in caso di arresto o rottura, la cinghia andrà sostituita)
    • Deterioramento dovuto all’esposizione a lubrificanti e/o prodotti chimici.
    • Temperature di esercizio generalmente basse (da -35 a 85°C)
    • Ingombro
    • Necessità di tendere la cinghia
    • Rapporto di velocità variabile a causa dello slittamento
    • Velocità limitata (circa 35 m/s).
    • Velocità angolare soggetta a variazioni
    • Trasmissione di potenza limitata (370 kW) e conseguente accumulo di calore
    • Forte carico applicato su alberi e cuscinetti
    • Necessità di una puleggia di rinvio o di una regolazione della distanza interasse per compensare l’usura e l’allungamento
  • Quali applicazioni?

    Una delle applicazioni delle cinghie è l’industria automotive: negli autoveicoli, le cinghie dentate sincronizzano i movimenti dei principali componenti del motore, ossia valvola e pistoni, mentre le cinghie striate trovano impiego come cinghie dei servizi. Queste ultime azionano una serie di componenti periferici: alternatore, pompa del servosterzo, pompa dell’acqua, ecc. Sempre nell’ambito dei mezzi di trasporti, vengono usate anche in biciclette e motociclette. Oltre a servire come organi di trasmissione propriamente detti, le cinghie trovano impiego in numerosi altri dispositivi e apparecchiature dove servono al trasporto, come ad esempi nei trasportatori, che saranno trattati in una guida a se stante.

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