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A prova di stress: i fattori da considerare nella scelta di componenti standard sottoposti a sollecitazioni elevate

Con processi che diventano sempre più efficienti e volumi di produzione previsti in crescita nel prossimo decennio, oggi più che mai è importante scegliere componenti standard che possano resistere a lungo. Marcus Schneck, CEO di norelem, sottolinea l'importanza di realizzare pezzi in grado di resistere a sollecitazioni elevate al fine di prevenire i tempi di fermo.

A prova di stress: i fattori da considerare nella scelta di componenti standard sottoposti a sollecitazioni elevate

Come tutti sappiamo, attrezzature e macchinari sono suscettibili a rotture, causando errori e ritardi. Tutti i componenti alla fine si usurano, si lacerano, si corrodono o semplicemente smettono di funzionare, spesso interrompendo la produzione e compromettendo la capacità di mantenere un rendimento elevato per l'intero anno.

Esistono tuttavia semplici soluzioni che i progettisti possono adottare per contribuire a combattere il problema e a mitigare i rischi di rottura. Se il progetto prende da subito in considerazione i componenti standard che saranno soggetti a sollecitazioni gravose, le macchine potranno durare più a lungo, le percentuali di guasti potranno essere ridotte, mentre la durata e l'affidabilità miglioreranno, conferendo resistenza alle sollecitazioni e ai rigori quotidiani che caratterizzano la moderna produzione industriale.

Guasti comuni nei componenti
Esistono svariati motivi per cui i componenti smettono di funzionare, ma è importante comprendere quali sono i guasti più comuni al fine di prevenire rallentamenti nella produzione.

Spesso, i componenti elettronici sono i primi elementi a guastarsi in un sistema: non solo devono essere strutturalmente solidi, ma devono anche svolgere funzioni digitali. Considerati i possibili errori di saldatura, imballaggio o distribuzione, i produttori di solito prevedono un periodo di "rodaggio" di diverse ore per garantire che il componente funzioni come previsto.

Tuttavia, la natura delicata di questi componenti ne implica la particolare suscettibilità ai guasti e pertanto occorre una manutenzione regolare al fine di garantire prestazioni uniformi nell'ambito delle funzioni programmate. I guasti possono dipendere da umidità, variazioni di temperatura e sbalzi di tensione, che possono non solo interrompere la produzione, ma anche mettere a dura prova l’intero sistema di cui fanno parte.

Detto ciò, anche se la manutenzione è essenziale per prevenire i guasti alle apparecchiature, una manutenzione eccessiva o una manutenzione insufficiente possono essere parimenti dannose. A lungo andare, una manutenzione carente può portare inevitabilmente a problemi inosservati, che possono a loro volta provocare il guasto di altri componenti. In maniera simile, una manutenzione eccessiva può causare tanti più problemi quanto maggiore è il tempo speso ad eseguire attività manutentive non necessarie: aumenta il rischio di perdere inavvertitamente una vite di importanza critica, rompere un pannello o staccare un bullone.

Chiaramente, l'errore umano può svolgere un ruolo cruciale nel guasto di un sistema o di un componente quando gli addetti alla produzione sono i principali responsabili del corretto funzionamento dei macchinari. La distrazione e la stanchezza sono condizioni comuni per l'operatore umano e possono avere un impatto significativo su prestazioni e possibili tempi di inattività. Secondo uno studio di Vanson Bourne, l'errore umano causa il 23% dei tempi di fermo non pianificati nell'industria manifatturiera, mentre in altri settori la percentuale risulta inferiore al 9%.

Questi errori umani, così come le altre cause comuni di guasto di un sistema, provocano problemi con i componenti. Effetti come il disallineamento (che può innescare l'affaticamento e il guasto dei componenti), la corrosione e il degrado generale della superficie sono tutte conseguenze dei problemi che possono sorgere. È quindi compito del progettista contribuire a prevenire l'usura dei componenti e a ridurre la probabilità dei tempi di fermo.

Come scegliere il materiale giusto
Quando si sceglie il componente giusto per un lavoro, esistono diversi fattori che i progettisti dovrebbero prendere in considerazione per garantire la resistenza del componente a sollecitazioni elevate.

La prima considerazione, probabilmente la più importante, riguarda la resistenza all'usura del componente, in particolare per lo specifico utilizzo del componente. Inevitabilmente, tutti i componenti in movimento alla fine si usurano, quindi scegliendo in primo luogo componenti in grado di sopportare carichi elevati e un utilizzo frequente, i progettisti ridurranno la necessità di tempi di fermo.


A prova di stress: i fattori da considerare nella scelta di componenti standard sottoposti a sollecitazioni elevate

Detto questo, è importante prendere in considerazione il tipo di impiego del componente. Ad esempio, anche se le leghe a base di rame offrono una maggiore durata, è vietato l'utilizzo di questo materiale in componenti impiegati nella produzione alimentare. Ciò è principalmente dovuto al fatto che il rame è soggetto a corrosione se esposto a qualsiasi sostanza acida, rischiando di contaminare gli alimenti trasformati.

I progettisti devono anche considerare l'utilizzo del componente. Le macchine che necessitano di una pulizia frequente con soluzioni aggressive devono essere in grado di operare nell'ambiente in cui sono collocate e al contempo sopportare sollecitazioni elevate. I materiali che richiedono poca manutenzione sono anche estremamente convenienti per le aziende che cercano di migliorare l'efficienza produttiva, in quanto occorre dedicare meno tempo alla revisione e alla manutenzione dei componenti.

Innovazioni sul mercato
Negli ultimi anni, abbiamo assistito allo sviluppo di materiali resistenti in grado di sopportare sollecitazioni elevate, ma nessuno di essi spicca rispetto alla recente adozione di componenti in ceramica.

I componenti in ceramica vantano eccellenti livelli di durezza, resistenza all'usura, resistenza alla temperatura, resistenza agli urti, resistenza all'abrasione e persino proprietà antiaderenti: ciò implica che i processi e le operazioni con macchinari possono essere resi più sicuri e orientati alla qualità. Un settore che ha già sfruttato le proprietà robuste di questo materiale alternativo è l'industria degli utensili, dove esso offre un'applicazione estremamente precisa senza mostrare quasi alcun segno di usura, anche dopo un uso intenso.

È anche una buona scelta per applicazioni con carichi meccanici impegnativi, grazie alla sua elevata resistenza alla flessione e alla sua durezza, con la gamma completa di ceramiche norelem specificamente progettata per massimizzarne la vita utile.

Quando l'igiene è una priorità assoluta, la lega inox ad alta qualità è destinata a rimanere alla guida dei settori alimentare, farmaceutico e sanitario.


A prova di stress: i fattori da considerare nella scelta di componenti standard sottoposti a sollecitazioni elevate
 
Non solo questo materiale è in grado di gestire funzioni ad alto stress grazie alla sua intrinseca resistenza, ma la sua finitura liscia e non assorbente offre una superficie igienica priva di germi o di prodotti chimici. Con una rugosità Ra di 0,8 µm, le viti e i dadi norelem riducono il problema dei picchi e degli avvallamenti nel metallo che potrebbero offrire terreno fertile ai microrganismi. Il materiale è inoltre notevolmente resistente alla corrosione e agli sbalzi di temperatura estremi, il che lo rende uno dei più versatili sul mercato.

Quando il movimento è un fattore chiave, nulla resiste meglio degli attuatori lineari alle sollecitazioni elevate. Combinato con gli azionamenti a cinghia dentata e la guida profilata di norelem, il sistema di binari è in grado di assorbire le forze più elevate da qualunque direzione, mantenendo al contempo una buona resistenza all'usura. Gli attuatori lineari sono ottimizzati per spostare grandi masse, senza la necessità di una manutenzione continua, fornendo la soluzione perfetta per il trasporto di carichi pesanti in un ambiente in cui l'efficienza produttiva è fondamentale.

La soluzione norelem
L'usura e l'abrasione rappresentano una sfida costante per l'industria manifatturiera, con la molteplicità degli ambienti che le parti e i componenti dei macchinari devono riuscire a tollerare; i progettisti devono quindi fare numerose considerazioni sui materiali da utilizzare, prima che la produzione possa avere inizio. In norelem, siamo specializzati nella produzione di componenti di alta qualità, indispensabili per prevenire i tempi di fermo e resistere a un utilizzo intenso.

Con oltre 60.000 componenti standard, norelem offre una gamma completa di pezzi, inclusi componenti in ceramica e in acciaio inox. Per saperne di più, visitare il sito www.norelem.it

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