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Cos’è e come funziona il martinetto meccanico?

La particolarità dei martinetti meccanici è la loro capacità di trasformare un movimento rotatorio in un movimento lineare di sollevamento verticale in tiro o in spinta, o di posizionamento orizzontale.

Il movimento rotatorio può essere fornito manualmente o grazie all’ausilio di un motore idraulico, pneumatico, o da un motore elettrico come quello a induzione.
-In questo video ci concentreremo sul funzionamento del martinetto a vite senza fine.
-Vedremo nel dettaglio la struttura della vite senza fine.
-Mostreremo le differenze tra il martinetto a vite traslante e a vite rotante.
-E spiegheremo dove viene utilizzato il martinetto e perché è importante calcolare il giusto diametro della sua vite

La vite senza fine o "vite a evolvente" è il dispositivo che sta alla base del funzionamento del martinetto meccanico. Possiamo distinguere i vari diametri della vite, gli elementi che costituiscono la filettatura (fondo-cresta-fianco), il passo della filettatura e l’angolo di profilo.

Notiamo che questo tipo di vite è semplicemente una ruota cilindrica elicoidale. Questo è il passo dell’elica, mentre questo è l’angolo di inclinazione dell’elica.

In questa sezione possiamo vedere bene l’angolo dell'elica che determina il numero di denti della vite, che prendono il nome di principi.

Avendo un angolo d’elica ampio, la vite senza fine ha un basso numero di princìpi.

Viene definita appunto vite senza fine perché la sua rotazione ha il solo scopo di essere trasmessa, come in tutte le ruote dentate.

La vite senza fine è accoppiata alla corona cilindrica elicoidale, questo accoppiamento ha lo scopo di trasferire moto e momento meccanico tra due assi perpendicolari. Ricordiamo che il momento meccanico è l'attitudine di una forza a imprimere una rotazione a un corpo rigido attorno a un asse quando questa non è applicata al suo centro di massa.

L’accoppiamento vite-corona ha un elevato rapporto di trasmissione, che è dato dall'inclinazione del filetto della vite e il numero dei denti della corona.

La vite, detta conduttrice, trasmette il movimento alla corona. Solitamente questo movimento è irreversibile perché può essere solo trasmesso dalla vite alla corona e non viceversa. Tuttavia esistono accoppiamenti dove la vite e la corona hanno una inclinazione del filetto e dei denti tale da permettere la reversibilità, quindi la corona dentata è in grado di trasmettere il movimento alla vite.

In meccanica il rendimento rappresenta il grado di efficienza con cui i componenti meccanici scorrono o rotolano tra di loro senza perdere energia. L’irreversibilità è inversamente proporzionale al rendimento con un rendimento inferiore al 50% e quando l’angolo dell’elica è inferiore all’angolo di attrito il meccanismo sarà irreversibile e potrà essere azionato solo dalla vite senza fine.

Il meccanismo a vite volvente ha solitamente un rendimento basso, perché si hanno molti strisciamenti che producono un'elevata usura, e quindi il dispositivo va regolato nel tempo. Per questo motivo in fase di produzione si usano delle speciali combinazioni acciaio su bronzo, in modo tale da poter sostituire solo le parti in bronzo.

Esistono 2 tipologie di martinetti meccanici: a vite traslante e a vite rotante.
Nei martinetti a vite traslante, la vite senza fine collegata al motore, aziona la ruota cilindrica elicoidale in bronzo che è provvista di una madrevite, e sulla quale scorre la vite trapezia. Il movimento lineare viene eseguito dalla vite trapezia, che trasla attraverso il corpo del martinetto. Pertanto è necessaria la disponibilità di spazio libero su entrambi i lati del martinetto. La vite trapezia deve essere controreazionata, quindi fissata all’oggetto da sollevare per consentire la sua traslazione, altrimenti ruoterebbe assieme alla ruota cilindrica elicoidale.

Nei martinetti a vite rotante invece, la vite senza fine collegata al motore, aziona la ruota cilindrica elicoidale in bronzo che è solidale con la vite trapezia e sulla quale scorre la madrevite flangiata; il movimento lineare viene eseguito dalla madrevite flangiata in bronzo, che trasla sulla vite trapezia.

Pertanto è necessaria la disponibilità di spazio libero solo su un lato del martinetto. La madrevite flangiata deve essere controreazionata, quindi fissata all’oggetto da sollevare per consentire la sua traslazione, altrimenti ruoterebbe assieme alla vite trapezia.

Il martinetto può essere utilizzato singolarmente o all’interno di una configurazione di più martinetti alimentati da un unico motore e collegati tra loro tramite giunti, alberi di collegamento e rinvii angolari.

Permettendo così la realizzazione di veri e propri sistemi di sollevamento con perfetto sincronismo, anche nel caso in cui il carico non sia perfettamente distribuito.

I moderni martinetti infatti possono essere collegati meccanicamente o elettronicamente e grazie ai progressi nel controllo del moto, i carichi possono essere posizionati con precisione nell'ordine del micron.

In questo caso infatti, una combinazione di più martinetti è necessaria all’interno di questa catena di montaggio durante la fase di assemblaggio dei motori all’interno della carrozzeria delle auto. Il motore non avendo un peso uniforme, necessita del giusto sistema di sollevamento per essere correttamente posizionato all’interno dell’auto.

Storicamente il martinetto veniva impiegato per il sollevamento delle paratoie lungo corsi d'acqua naturali, canali o sulle dighe per lo sbarramento idraulico. L’azionamento dei martinetti era manuale, oggi invece ciascuna paratoia possiede un motore elettrico che per mezzo di rinvii angolari, giunti cardanici e giunti a flange, trasmette il moto a due martinetti che le fanno alzare ed abbassare, regolando così il flusso d’acqua in uscita della diga.

Le dimensioni relativamente contenute del martinetto meccanico lo rendono adatto ad essere impiegato anche all’interno di moltissimi dispositivi mobili, come questo sollevatore a ruote.

A seconda del diametro della vite, se si applica una forza superiore al carico supportato, questa si piega.

La forza di deformazione infatti è la capacità della vite di rimanere rigida durante il sollevamento di un carico. Quindi è fondamentale calcolare il giusto diametro della vite a seconda del peso che vogliamo sollevare.