Di seguito sono riportati gli scenari applicativi specifici e i relativi requisiti tecnici per i riduttori industriali nel campo del sollevamento.
1. Principali scenari applicativi dei riduttori industriali nei macchinari di sollevamento
Esistono molti tipi di macchinari di sollevamento e i riduttori svolgono ruoli diversi in diversi tipi di gru.
1.1 Gru a ponte e a portale (comprese gru a portale e gru a ponte)
- Meccanismo di sollevamento: fa ruotare il tamburo, consentendo il sollevamento e l'abbassamento di carichi pesanti. Questa è la parte della gru più soggetta a carichi pesanti e critica per la sicurezza, in genere utilizza riduttori elicoidali a denti temprati o riduttori epicicloidali.
- Meccanismi di traslazione del carrello e del ponte: azionare le ruote per spostarsi lungo i binari. Le gru moderne utilizzano spesso motoriduttori tre in uno (motore integrato, riduttore e freno) per una struttura compatta.
1.2 Gru a torre
- Meccanismo di rotazione: controlla la rotazione orizzontale di 360 gradi del braccio. Ciò richiede un riduttore con un rapporto di trasmissione elevato ed elevata scorrevolezza, solitamente un riduttore epicicloidale abbinato a un motore dotato di giunto idraulico o azionamento a frequenza variabile.
- Meccanismo di orzata: controlla il movimento del carrello lungo il braccio per modificare il raggio.
- Meccanismo di sollevamento: gestisce sollevamenti pesanti e ad alta velocità, richiedendo un'eccellente dissipazione del calore e una risposta rapida dei freni.
1.3 Gru a portale (comprese gru portuali, gru da banchina e gru da cantiere)
- Sollevamento con pinza o gancio: con operazioni frequenti nei porti e sulle banchine, il riduttore deve resistere a classificazioni di servizio estremamente elevate (come M7 e M8).
- Meccanismo di orzata del braccio: regola il raggio di lavoro, richiedendo una trasmissione assolutamente fluida e evitando rigorosamente i carichi di impatto.
1.4 Attrezzature di sollevamento leggere e di piccole dimensioni (paranchi elettrici e argani)
- Questi utilizzano tipicamente riduttori ad ingranaggi elicoidali ad albero fisso o riduttori a girandola cicloidale, che sono compatti e leggeri.
2. Principali requisiti tecnici per i riduttori nel settore del sollevamento
Poiché le operazioni di sollevamento coinvolgono la sicurezza umana e l'integrità delle apparecchiature, i riduttori utilizzati nelle gru devono soddisfare i seguenti rigorosi requisiti di progettazione, selezione e produzione.
2.1 Elevata capacità di carico e resistenza agli urti
- Elevata capacità di sovraccarico: durante la partenza e la frenata le gru generano notevoli carichi d'urto inerziali. Il riduttore deve avere una resistenza molto elevata ai sovraccarichi da impatto, tipicamente richiesta per sopportare più del doppio della coppia nominale.
- Tecnologia degli ingranaggi temprati: gli ingranaggi sono generalmente realizzati con acciai legati di alta qualità (come 20CrMnTi) e sottoposti a processi di cementazione, tempra e rettifica, ottenendo una durezza della superficie del dente di HRC 58‑62 per garantire elevata resistenza e lunga durata.
2.2 Fattori di sicurezza e affidabilità estremamente elevati
- Coefficienti di selezione rigorosi: in base alla classe di servizio della gru (da M1 a M8), deve essere applicato un fattore di servizio adeguato (fB) per garantire che non si verifichi la rottura dei denti o dell'albero nelle condizioni operative più severe.
- Doppia estensione dell'albero o interfaccia del freno: i riduttori di sollevamento sono generalmente dotati di un'interfaccia del freno dell'albero ad alta velocità e alcuni hanno anche un freno di sicurezza aggiuntivo direttamente sull'albero a bassa velocità (di uscita) per impedire la caduta del carico in caso di guasto della catena di trasmissione.
2.3 Controllo preciso e funzionamento regolare
- Gioco ridotto: per ottenere un posizionamento preciso durante il sollevamento, il gioco della zona morta deve essere mantenuto entro un intervallo molto ristretto.
- Compatibilità con azionamenti a frequenza variabile: le gru moderne utilizzano spesso il controllo VFD, quindi il riduttore deve mantenere un'elevata efficienza di trasmissione e una lubrificazione stabile sia a basse velocità (avanzamento a carico pesante) che ad alte velocità (marcia rapida a vuoto).
2.4 Struttura compatta e tenuta efficace
- Compattezza: poiché lo spazio è limitato, soprattutto all'interno dei meccanismi di traslazione dei carrelli e dei paranchi elettrici, i riduttori epicicloidali e i riduttori pendolari tre in uno sono sempre più preferiti per le loro dimensioni ridotte e il loro peso leggero.
- Sigillatura affidabile: le gru lavorano spesso all'aperto (es. porti e cantieri) o in ambienti polverosi (es. officine metallurgiche). Il riduttore deve avere un elevato grado di protezione, compresi paraolio a doppio labbro e anelli parapolvere, per evitare perdite di olio e ingresso di acqua, vapore e polvere.
2.5 Resistenza ad ambienti speciali (per settori specifici)
- Gru metallurgiche: devono resistere al calore radiante e alle alte temperature ambientali; spesso utilizzano paraolio in gomma fluorurata resistente alle alte temperature e speciali lubrificanti sintetici.
- Anticorrosione della porta: deve avere un'elevata resistenza alla corrosione da nebbia salina, con l'alloggiamento generalmente rivestito con un sistema di verniciatura anticorrosione per impieghi gravosi.
