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Affidabilità del rullaggio a freddo nel settore dell'alta tensione

Ursula Schädeli
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Quando la vite a ricircolo di sfere controlla l'arco elettrico

L'elettricità è, nel vero senso della parola, la linfa vitale della nostra società ed economia moderna. Senza di essa nulla funzionerebbe. Gli interruttori di potenza sono essenziali per il funzionamento sicuro della nostra rete elettrica. Il loro compito è ad esempio quello di accendere e spegnere l'intera produzione di una centrale elettrica (in scala Gigawatt) e gestire tensioni elettriche fino a 1.500 kV. Una funzione fondamentale e particolarmente significativa viene svolta dalla vite a ricircolo di sfere Carry di Burg (CH).

Alta tensione, minori dispersioni

L'energia elettrica viene trasportata dal generatore, ad esempio dalla centrale elettrica all'utente. Per evitare dispersioni e quindi costi più elevati nella trasmissione di energia elettrica, si riducono al minimo gli amperaggi. Tuttavia, per poter trasferire molta potenza, è necessario operare con alte tensioni. In questo caso vengono utilizzate alte ed altissime tensioni fino a 1.150 kV. L'intera rete elettrica europea ha una lunghezza di circa 1,8 milioni di chilometri.

La sfida di un interruttore di potenza

Indipendentemente dalla sua posizione nella rete, un interruttore di potenza ha due funzioni: La commutazione giornaliera delle linee elettriche durante il normale funzionamento e l'interruzione dell'alimentazione in caso di sovraccarico o cortocircuito. Un interruttore di potenza è un dispositivo di commutazione meccanico che deve essere in grado di "tenere a bada" diverse potenze GVA in frazioni di secondo. L'interruzione del flusso di corrente comporta per ogni interruttore, almeno brevemente, un arco di tensione tra i due contatti e si forma una scarica di gas in grado di sostenere un vero e proprio arco elettrico. Gli archi elettrici sprigionano un'enorme quantità di energia. Con temperature superiori a 50.000° C e un volume inferiore a un litro, possono verificarsi pressioni fino a 100 MPa. Il gas ionizzato (plasma) non solo continua a condurreelettricità, ma riduce anche la vita del componente. In presenza di correnti elevate può persino distruggere l'interruttore. Gli interruttori di potenza sono progettati per far sì che l'arco elettrico prodotto all'apertura dei contatti di commutazione si estingua rapidamente e senza provocare danni all'interruttore, interrompendo così il flusso di corrente.

Un passo avanti con il giusto partner tecnologico

Un'importante azienda tecnologica, leader a livello globale, era in cerca di una soluzione di azionamento affidabile per separare rapidamente i contatti metallici negli interruttori di potenza. Grazie ad Eichenberger Gewinde AG l'azienda di tecnologia elettrica ha trovato ciò che cercava. Lo specialista svizzero di viti filettate fornisce da anni soluzioni per la tecnica di azionamento, che non solo eccellono in termini di prestazioni, qualità ed affidabilità, ma presentano anche evidenti vantaggi in termini di innovazione. Quando si tratta di progettare componenti di azionamento integrati specifici, i clienti di tutto il mondo possono trarre vantaggio dalle profonde conoscenze di Eichenberger e dal suo straordinario potenziale di sviluppo e produzione.

L'azienda produttrice di viti filettate è da sempre focalizzata sullo scambio costruttivo con i suoi clienti, basato sulle loro necessità. Da un lato, si propone di sviluppare soluzioni eccezionali per i suoi clienti e, dall'altro, di garantire processi di produzione efficienti e all'avanguardia. La cultura aziendale di Eichenberger è saldamente ancorata ad un pensiero vitale e lungimirante. La scelta di una struttura aziendale "in-house" comporta la possibilità di offrire contemporaneamente sviluppo, produzione, garanzia della qualità e una rapida realizzazione di prototipi, compresi gli utensili per la filettatura e la lavorazione finale. Tutto ciò presuppone una notevole flessibilità e adattabilità. Una profonda consapevolezza della qualità professionale dei propri dipendenti si accompagna a macchinari estremamente moderni. Grazie a questi fattori, il nostro sito svizzero di produzione è l'ideale per una crescita proficua. Eichenberger si occupa con passione dello sviluppo continuo di soluzioni pratiche per i propri clienti. Una delle sfide maggiori è rappresentata da tipi di filettatura insoliti.

Il vantaggio della filettatura a rulli

Il potenziale riconosciuto in questo dinamismo, ha fatto sì che i produttori di tecnologie energetiche abbiano scommesso sulle robuste viti a ricircolo di sfere rullate a freddo, prodotte in grande serie a Burg (CH), utilizzando un processo di filettatura economicamente efficiente. Durante la filettatura, le fibre longitudinali del materiale, a differenza della molatura, della fresatura o della tornitura, non vengono tagliate, ma reindirizzate. Ne risulta una superficie compressa, levigata ed estremamente resistente, che conferisce alle viti un lungo ciclo di vita. Anche i valori di rugosità di circa Rz 1.0 sui fianchi del filetto e nel raggio di base, nonché una sensibilità alle rotture notevolmente ridotta, offrono un grande vantaggio. Il coefficiente di attrito volvente per le sfere d'acciaio va da 0,003 a 0,001, rispetto all'attrito radente di acciaio-acciaio (lubrificato) da 0,1 a 0,05. Le eccellenti proprietà di scorrimento delle viti a ricircolo di sfere rullate a freddo garantiscono un'abrasione minima e non consentono allo sporco di depositarsi. Il rotolamento delle sfere assolutamente silenzioso è di conseguenza un gioco da ragazzi.

Affidabilità assoluta

"Raramente necessaria - ma garantita in un battibaleno"

Un corto circuito ad alta tensione raggiunge il suo valore massimo già dopo 5 millisecondi. Fortunatamente l'interruzione dell'alimentazione in caso di cortocircuito si verifica molto di rado. Tuttavia, se dovesse verificarsi tale eventualità, è indispensabile garantire la massima affidabilità degli elementi di azionamento meccanici! La vite a ricircolo di sfere Carry garantisce la massima affidabilità funzionale, oltre a una potenza ad elevate prestazioni (grado di efficienza > 0,9) e robustezza. Carry gestisce il processo di accensione e spegnimento meccanico dell'interruttore di potenza mediante l'ausilio di molle elicoidali. Due massicce aste di comando sono fissate saldamente su entrambi i lati con un dado su misura, chiamato anche trascinatore. Queste due leve azionano gli enormi ancoraggi sottoposti a pressione elastica, che interrompono in maniera rapidissima il contatto metallico. Nonostante le condizioni atmosferiche più avverse e le forti differenze di temperatura, la Carry rullata a freddo è particolarmente adatta per impieghi gravosi e svolge il suo compito in modo assolutamente affidabile, senza bisogno di manutenzione.

I requisiti specifici del cliente per la vite a ricircolo di sfere con interfaccia utente integrata nel dado si presentavano "sostanziosi e molteplici". In termini di forza assiale e di geometria sono stati presi in considerazione i più alti requisiti. Gli aspetti più problematici, come l'attrito, l'usura e la lubrificazione, sono stati indicati come prerequisiti fondamentali da soddisfare. Il difficile compito di adattare l'esterno del corpo del dado alle specifiche esigenze dell'interfaccia e alle condizioni cinematiche si è rivelato particolarmente impegnativo. Sulla base di tali requisiti, per garantirne l'utilizzo in tutto il mondo, la vite a ricircolo di sfere Carry è stata realizzata in diverse dimensioni, con filettatura rullata a freddo e dado-trascinatore specifico.

Quando l'affidabilità e i vantaggi per il cliente non sono un caso

La flessibilità degli elementi funzionali meccanici-dinamici contribuisce in modo significativo al successo dei progetti nella tecnica di azionamento. Determinante è la consapevolezza di dover "garantire" qualità e affidabilità in un unico prodotto. I sistemi di verifica high-tech di Eichenberger Gewinde AG si rivelano quindi indispensabili in molte fasi dello sviluppo del prodotto. Solo quando le viti, i dadi, le sfere e la lubrificazione funzionano perfettamente insieme, è possibile soddisfare le esigenze più elevate. Poiché si tratta di tolleranze molto strette in termini di coppia, gioco assiale e concentricità, viene eseguito un controllo del 100% su uno speciale banco di prova. Non solo nel settore dell'automazione o nell'industria automobilistica e medica vi sono requisiti più severi, come ad esempio la tracciabilità di un decreto. Su richiesta, Eichenberger è in grado di incidere i dati sulle sfere o sulle viti a ricircolo di sfere tramite marcatura laser permanente sottoforma di codice a matrice di dati. Al giorno d'oggi si tende a fruire di tecnologie all'avanguardia e di una maggiore densità di potenza, con una tendenza alla riduzione dei costi d'investimento. Se l'inventore del prodotto è anche il suo produttore più competente, i vantaggi sono evidenti.

Porti la vite 14x4 millimetro della palla
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