In alcuni settori e applicazioni le sollecitazioni a cui è sottoposta una soluzione di moto lineare sono enormi. Vibrazioni, attriti, carichi da sostenere senza deformarsi, sono solo alcune delle variabili in gioco in grado di accorciare – anche sensibilmente – la vita di una guida lineare.
Nel settore ferroviario queste sollecitazioni si ripetono quotidianamente e impattano con forza su piste e cuscinetti. Questo rende necessario adottare alcuni accorgimenti produttivi al fine di garantire:
- Maggiore resistenza all’usura
- Maggiore resistenza alla deformazione
- Maggior numero di cicli
Nel settore ferroviario, in particolare, le guide lineari vengono applicate nella movimentazione degli sportelli esterni e interni, così come nella movimentazione dei cassoni dove vengono alloggiate le batterie. Parti che, oltre a sostenere pesi elevati, sono sottoposte a continue vibrazioni e sollecitazioni dal treno in movimento.
Quali sono i criteri che un produttore di veicoli ferroviari deve tenere in debita considerazione scegliendo una guida piuttosto che un’altra?
La scelta deve essere guidata da criteri produttivi in grado di garantire alla soluzione una vita lunga e un’affidabilità elevata.
Innanzitutto, il trattamento di indurimento. La tempra a induzione è il processo di indurimento che conferisce le migliori qualità di resistenza e durata alle guide lineari, in grado di agire in profondità nel materiale e conferirgli resistenza nei punti di maggiore sollecitazione.
Altri criteri essenziali da considerare sono la purezza del materiale acciaioso, ovvero il suo tenore di carbonio, così come i trattamenti superficiali aggiuntivi che conferiscono una superficie più liscia alla pista e favoriscono una maggiore e più efficiente scorrimento.
Senza queste caratteristiche fondamentali la guida non sarà in grado di sostenere carichi pesanti lungo tutto il suo ciclo di vita e l’applicazione andrà incontro a usura e infine rottura, causando fermi produttivi e generando spese aggiuntive per la sostituzione.
I vantaggi della tempra
I vantaggi della tempra a induzione sono particolarmente evidenti nella famiglia di applicazioni del settore ferroviario.
La tempra a induzione è un particolare sistema di indurimento indiretto che consiste nel sottoporre il materiale allo scorrimento di corrente elettrica in modo da surriscaldarlo.
Il materiale viene in seguito raffreddato repentinamente. Questo tipo di processo migliora le caratteristiche di durezza dell’acciaio, creando una zona di elevato indurimento per una profondità che può variare da 1,2 a 5 mm.
È essenziale che la tempra sia profonda proprio per andare a coinvolgere la parte sottostante la superficie del metallo, che è quella maggiormente esposta alle sollecitazioni in alcuni punti (i cosiddetti punti di contatto hertziano).
Processi alternativi alla tempra a induzione (come a esempio la nitrurazione) non sono in grado di indurire gli strati più interni del metallo arrestandosi ad appena 0,2- 0,3 mm dalla superficie.
Il rischio, nell’implementare guide semplicemente nitrurate in applicazioni con carichi pesanti, è quello di generare crepe da sforzo sulla superficie della pista nei punti di maggior contatto fra pista stessa e cuscinetti.
Un altro vantaggio dato dalla tempra è quello di offrire la possibilità di ulteriori trattamenti di finitura superficiale e rettifica che aumentano la scorrevolezza e rendono ancora più liscia la superficie della pista.
Una pista sottoposta a nitrurazione, infatti, non può avvalersi di trattamenti di rettifica che andrebbero ad asportare del tutto lo strato nitrurato.
Settori in cui la scorrevolezza e la silenziosità di una guida – driver che un corretto trattamento di rettifica superficiale è in grado di incrementare – sono fondamentali, dovrebbero indirizzare la propria scelta verso guide temprate.
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