Tecnologia | 27 Gennaio 2020

La nuova scelta: motoriduttori planetari o magnetici?

Un'analisi approfondita dei nuovi motoriduttori magnetici, mettendo in risalto le differenze con quelli epicicloidali e in cosa consiste l’innovazione

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La scelta di un motoriduttore si è ampliata di un altro elemento in tempi recenti: un’innovazione tecnica che si sta particolarmente diffondendo nell’ultimo periodo e che pare essere destinata a soppiantare piano piano la tradizione.

Nel campo della meccanica, specialmente quella robotica, infatti, fino a poco tempo fa i motoriduttori planetari, o motoriduttori epicicloidali, sembravano destinati a dominare incontrastati la scena, con poche alternative valide solo in campi estremamente specifici.

In questa sede ci si occuperà di analizzare i nuovi motoriduttori magnetici, mettendo in risalto le differenze con quelli epicicloidali e in cosa consiste l’innovazione.

Motoriduttori epicicloidali: come funzionano. Un motoriduttore planetario, o epicicloidale, è caratterizzato da una disposizione coassiale degli alberi, conferendo loro un aspetto compatto ed un elevato rapporto coppia/peso. La compattezza conferisce loro scarso gioco e una struttura particolarmente complessa e costosa. Questo richiede che questa tipologia di apparecchi siano sottoposti ad una periodica e attenta manutenzione da parte di personale esperto.

I vantaggi di un motoriduttore epicicloidale sono numerosi e ben noti: funzionamento silenzioso e migliore ripartizione del carico, in modo da avere un ciclo vitale decisamente maggiore. Gli elementi rotativi interni, inoltre, sono caratterizzati da bassissimi livelli di inerzia, rendendo l’apparecchio decisamente più efficiente a livello di funzionamento, prestazioni e come consumo energetico.

Le applicazioni variano dalla robotica ai forni industriali rotativi in quanto questa tipologia di apparecchio performa molto bene in applicazioni a bassa velocità ma con coppia elevata. Non sono affatto rare applicazioni dei motoriduttori epicicloidali anche nelle macchine semoventi (lavori agricoli e pubblici) e nei centri di lavorazione.

Motoriduttori magnetici: principio di funzionamento. I motoriduttori magnetici sfruttano la forza elettromagnetica piuttosto che il contatto fisico dei componenti per moltiplicare velocità e coppia.

Il principale vantaggio di questa tipologia di apparecchi sta nel fatto che, mancando contatto fisico tra i componenti, non è necessaria alcuna lubrificazione degli ingranaggi.

La possibilità di lavorare senza lubrificazione abbatte quasi del tutto i costi di manutenzione (acquisto di grasso e olio e costante controllo del loro livello). Inoltre sono anche abbattute le principali limitazioni comportate dalla necessità di far riferimento a dei lubrificanti.

Un motoriduttore che si avvale di olii e grassi, infatti, non può operare al di fuori dei range di temperatura in cui i lubrificanti stessi mantengono le loro proprietà. Un motoriduttore magnetico riesce a garantire ottimi livelli di performance anche a temperature estreme. Finora sono stati testati sia a -200°C che a +350°C e non è stato registrato alcun calo della performance.

Non ci si dimentichi dei tre fattori mortali per un motoriduttore: fatica, corrosione ed usura. Grazie all’assenza di frizione, i motoriduttori magnetici presentano livelli di usura e fatica pressoché nulli. La corrosione dipende per lo più dall’ambiente in cui sono installati, ma le operazioni di manutenzione della tenuta esterna dell’apparecchio sono decisamente più semplici e meno costose.

Questo li rende ideali per quelle circostanze in cui la sostituzione del motoriduttore è di difficile realizzazione e estremamente poco pratica. Sono la soluzione per ambienti che presentano costi di manutenzione particolarmente elevati e non sorprende, dunque, se i maggiori campi di applicazione sono il settore aerospaziale e i satelliti.

Di contro, si tratta in molti casi di un modello ancora sperimentale, per cui il peso elevato e il montaggio non semplicissimo possono costituire un impedimento.

In conclusione: una partita aperta. In definitiva si tratta di una partita ancora aperta. I motoriduttori magnetici presentano numerosi vantaggi che li hanno resi indispensabili in alcune applicazioni. Trattandosi di una scoperta recente, tuttavia, devono ancora essere perfezionati alcuni aspetti che potrebbero renderli a tutti gli effetti indispensabili. In attesa del definitivo soprasso, per adesso prevale la convivenza pacifica dei due modelli. (Foto © transtenco.com)

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