NSK sviluppa una Vite a Ricircolazione di Sfere a basso attrito per Macchine Utensili

NSK ha sviluppato MT-Frix, una Vite a Ricircolazione di Sfere a basso attrito progettata per applicazioni su macchine utensili.

Già disponibile in commercio, la nuova vite a ricircolazione di sfere offre una notevole riduzione della coppia di attrito dinamica, risolvendo uno dei più grandi grattacapi che le aziende del settore si trovano spesso a gestire: mantenere la rigidezza della chiocciola, riducendo la generazione di calore e garantendo una precisione della macchina utensile più duratura nel tempo e un maggiore risparmio energetico.

La riduzione della coppia d’attrito è stata ottenuto grazie alla tecnologia di analisi di NSK, impiegata per analizzare le condizioni di contatto fra le sfere e le piste di rotolamento allo scopo di sviluppare specifiche interne ottimali. NSK ha quindi utilizzato queste specifiche per ridurre la coppia d’attrito dinamica, mantenendo al tempo stesso la rigidezza della chiocciola senza modificare le dimensioni della vite a ricircolazione di sfere. Questo, a sua volta, ha consentito una notevole riduzione del calore sviluppato.

Inoltre, MT Frix è in grado di mantenere un’elevata precisione di posizionamento e una riduzione fino al 50% delle emissioni di CO2 dovute alla coppia d’attrito dinamica.

Contesto e sviluppo

MT Frix offre una soluzione a numerose problematiche del settore delle macchine utensili. In questo ambito, le viti a ricircolazione di sfere vengono solitamente montate sugli assi principali delle macchine utensili per il posizionamento degli utensili e sono direttamente responsabili della posizione degli utensili o dei pezzi da lavorare.

Negli ultimi anni è aumentata la domanda di Viti a Ricircolazione di Sfere in grado di offrire una precisione di posizionamento superiore e un contributo per un maggiore risparmio energetico. Un ostacolo è rappresentato dal fatto che, quando viene azionata, la vite a ricircolazione di sfere genera calore a causa della coppia d’attrito dinamica (cioè la coppia causata dall’attrito generato dalla rotazione della vite in presenza di sfere precaricate) e l’albero della vite subisce a sua volta una dilatazione termica, che a sua volta riduce la precisione di posizionamento.

Un modo per prevenire la perdita di precisione dovuta alla generazione di calore è il raffreddamento forzato dell’albero o della chiocciola, che consiste solitamente nel contenere il calore generato mediante un dispositivo ausiliario, il quale provoca però un aumento dei consumi energetici. Per ottenere quindi sia una precisione elevata sia un risparmio energetico, è necessario ridurre la coppia d’attrito dinamica stessa.

Tuttavia, con la tecnologia tradizionale, quando si riduce la coppia d’attrito dinamica, diminuisce anche la rigidezza (cioè la resistenza alla deformazione indotta dal carico esterno), esponendo la chiocciola della Vite a Ricircolazione di Sfere a possibili cedimenti. A sua volta questo cedimento si traduce in una minore precisione di lavorazione. Pertanto, NSK voleva trovare un modo per ridurre la coppia d’attrito dinamica mantenendo la rigidezza.

È qui che è entrata in gioco la tecnologia di analisi dell’azienda. Analizzando le condizioni di contatto fra le sfere e le piste, è stato possibile sviluppare specifiche interne ottimali. Di conseguenza, la coppia d’attrito dinamica è stata ridotta senza incidere sulla rigidezza della chiocciola né sulle dimensioni della vite a ricircolazione di sfere.

Caratteristiche e vantaggi

In conclusione, MT Frix offre una serie di caratteristiche e vantaggi degni di nota. Rispetto alle alternative tradizionali, garantisce una notevole riduzione sia della coppia d’attrito dinamica (fino al 50%) sia della generazione di calore (fino al 40%) senza alcuna variazione della rigidezza della chiocciola.

Offre inoltre un’elevata precisione di posizionamento nel tempo perché, grazie alla minore generazione di calore, l’entità dell’allungamento assiale viene ridotta anche del 40% rispetto ai prodotti tradizionali, con un minore degrado della precisione di posizionamento.

Infine, consente un risparmio energetico significativo. Rispetto alle alternative tradizionali, le emissioni di CO2 generate dalla coppia d’attrito dinamica sono state ridotte fino al 50%.

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