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Cosa sono i freni ferroviari e quando bisogna usarli?

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Come selezionare e applicare i freni ferroviari

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I servomotori e i motori passo-passo che azionano i sistemi di movimento lineare spesso includono una funzione di frenatura, o, nel caso dei motori passo-passo, una coppia di arresto che aiuta ad evitare che il motore (e, quindi, il carico) si muova quando viene spento. Ma in alcune applicazioni è necessario un freno secondario - sia per fornire ridondanza e soddisfare i requisiti di sicurezza, sia per mantenere il carico con precisione, senza caccia o dithering, mentre avviene un processo esterno. Per i sistemi che utilizzano guide profilate, i freni ferroviari sono spesso la scelta migliore.

I freni della rotaia lavorano attraverso forze elastiche, fluidi, o una combinazione dei due, per innestare e disinnestare i pattini di attrito con i lati della rotaia profilata. Per esempio, un design utilizza la forza della molla per innestare i pattini di attrito e la forza pneumatica per sbloccarli. Un altro design usa la forza idraulica sia per l'innesto che per il disinnesto.

I costruttori offrono freni ferroviari in entrambe le versioni normalmente aperte (a volte chiamate versioni attive), in cui il freno o il morsetto è aperto, o disinserito, fino a quando non viene attivato da una forza pneumatica, idraulica o di altro tipo - e versioni normalmente chiuse (chiamate anche versioni passive), in cui il freno o il morsetto è inserito fino a quando non viene applicata una forza.

Per evitare l'usura della rotaia profilata, i freni della rotaia sono progettati per innestarsi sulle superfici non portanti del profilo della rotaia. E poiché le linee di prodotti ferroviari di diversi produttori - e anche linee di prodotti diversi dello stesso produttore - hanno profili diversi, i freni ferroviari sono progettati di conseguenza. Cioè, ogni freno è progettato per adattarsi ad una specifica linea di prodotti di uno specifico produttore.

Quando si seleziona un freno per rotaia, il primo passo è quello di selezionare il modello di freno corretto per la rotaia con cui verrà utilizzato. Poi, tra le opzioni disponibili per montare una specifica rotaia profilata, scegliere il freno che fornisce la forza di tenuta necessaria. Ricordate che in alcuni casi, la forza di tenuta dovrebbe includere il carico e le forze di lavorazione esterne (come la foratura) che saranno applicate al carico. Tenete anche presente che se il carico è in orientamento verticale o inclinato, il freno dovrà trattenere il carico contro la forza di gravità. Anche il tempo di arresto è un importante parametro di selezione - in particolare quando il freno è destinato all'uso in condizioni di arresto di emergenza. Più velocemente il freno può portare il carico all'arresto, più breve è la distanza percorsa e minore è la probabilità di danni.

È importante notare che i freni ferroviari non sono progettati per arresti ripetuti e dinamici. Sono invece tipicamente destinati alla tenuta di precisione durante i normali arresti di processo, consentendo di sacrificare il freno piuttosto che sottoporre il carico o l'attrezzatura a forze derivanti da carichi d'urto. Possono anche essere utilizzati come dispositivi di frenatura ridondanti o per arresti di emergenza non frequenti.