Nei mezzi cingolati, il gruppo molla, grazie all’azione combinata di molla elicoidale di compressione, cilindro e tirante, agisce come protezione dai sovraccarichi causati da urti o asperità del terreno.
La molla elicoidale ha il compito di assorbire gli shock applicati sulla ruota anteriore tendicingolo quando la macchina entra in contatto con un ostacolo. Inoltre, corregge la tensione sulla catena tramite l’iniezione di grasso nel cilindro. Questo avviene attraverso una valvola di controllo che permette al gruppo molla di muoversi in avanti grazie alla pressione idraulica. Il tirante, infine, mantiene costantemente precaricata la molla, tenendola unita al corpo cilindrico. Ma vediamo nel dettaglio le caratteristiche di ciascuno di questi componenti.
La molla è prodotta a partire da fili di sezione circolare, secondo precisi obiettivi di progettazione, tra cui un buon rapporto qualità/prezzo e la capacità di collocarsi nello spazio a disposizione. Quest’ultimo è un vincolo che governa i limiti dimensionali di lunghezza operativa della molla, oltre al suo diametro interno ed esterno. Tali misure determinano la tensione della molla insieme ad altri requisiti che è necessario conoscere a monte: il carico, la deflessione e la massima lunghezza a pacco.
Quando una molla a compressione elicoidale è caricata, il filo avvolto è caricato a torsione. La tensione è quindi massima sulla superficie del filo e sul bordo interno della spira. Il range di tensioni governa la vita della molla stessa: più è vasto, minore dovrà essere la tensione massima per avere una vita paragonabile.
La scelta dei materiali idonei alla produzione di molle elicoidali a compressione segue i dettami delle normative sugli acciai per molle. Inoltre, i materiali scelti devono rispondere ad altri requisiti come:
Negli acciai per molle, le proprietà richieste si ottengono attraverso alti contenuti di carbonio e costituenti quali silicio, manganese, cromo, molibdeno e vanadio, e tramite trattamenti termici come l’indurimento per tempra.
L’importanza del processo produttivo
Qualità ed efficienza delle molle dipendono dal loro processo produttivo, tipicamente caratterizzato da tre fasi: formatura, trattamento termico e post trattamento.
Esistono vari metodi di formatura delle molle:
Per ogni tipologia di molla è previsto un trattamento termico che serve a conferirle robustezza.
Le molle di piccole e medie dimensioni, che non subiranno elevati stress durante l’utilizzo, hanno bisogno di un trattamento di stabilizzazione in forni di piccole dimensioni che operano a temperature comprese tra i 300 e i 400 °C.
Le molle di grandi dimensioni, che durante l’utilizzo saranno soggette ad elevati stress, hanno invece bisogno di un trattamento di bonifica, che si suddivide in fase di tempra e di rinvenimento.
La tempra consiste nel veloce riscaldamento delle molle in un forno a 860 °C con conseguente brusco raffreddamento in un bagno di olio. Viene utilizzata per ottenere un buon compromesso tra tenacità e durezza. Si fa seguire un trattamento di rinvenimento allo scopo di raggiungere un buon compromesso tra durezza, resistenza e tenacità dell’acciaio.
In seguito al trattamento termico la molla viene sottoposta al processo di presetting che consiste nell’avvolgere la molla fino a una lunghezza libera maggiore della lunghezza libera specificata. La molla a temperatura ambiente viene compressa a pacco o a una specifica lunghezza di preset, per generare snervamento.
Possibili problematiche delle molle elicoidali
Come ogni altro componente, anche le molle elicoidali possono andare incontro ad alcune problematiche. Le principali riguardano la rottura, che può accadere per varie cause tra cui:
Si tratta di un componente a elevata resistenza perché quando la molla è deflessa vi agisce un carico maggiore del precarico. Il carico applicato al tirante è di due tipologie:
carico causato dall’impatto del dado contro la forcella quando la molla compressa ritorna dalla posizione di fine corsa (ad esempio lo stesso valore di carico a fine corsa);
carico presente se c’è offset tra asse della molla e asse della ruota tendicingolo anteriore, ovvero il carico di flessione causato dal momento flettente assieme al carico di fine corsa.
Essendo sottoposto a tali sollecitazioni, il tirante deve essere prodotto in una lega di acciaio, considerando l’acciaio da bonifica più utilizzato in virtù della sua buona resistenza, fucinabilità e lavorabilità alle macchine utensili. Inoltre, deve essere adatto a tutti gli impieghi a caldo fino a 500 °C per resistere allo scorrimento plastico. Può anche essere temprato superficialmente o nitrurato per renderlo più resistente all’usura e alla fatica per pezzi non soggetti a pressioni specifiche troppo elevate.
Iniettando grasso nel cilindro attraverso la valvola di controllo, il gruppo molla si sposta in avanti e si tensiona la catena. Viceversa, facendo uscire grasso tramite la valvola si allenta la catena facendo arretrare il gruppo molla.
Durante il montaggio del cilindro, con una pompa si invia grasso al cilindro attraverso la valvola. Questo grasso muove il pistone che spinge l’intero gruppo tendicingolo. La valvola di controllo, invece, deve essere progettata e applicata tenendo conto della massima pressione di servizio. La superficie deve essere cromata per una maggiore resistenza all’usura e alla corrosione.
Il materiale scelto per la produzione del cilindro è di norma un classico acciaio da bonifica contenente una percentuale di carbonio tale da ottenere la massima tenacità.
All’interno del gruppo molla, il cilindro deve essere necessariamente collegato al tirante. Tale collegamento tirante-cilindro può essere realizzato attraverso diverse configurazioni come:
Di seguito illustriamo le varie tipologie di gruppo molla forniti per alcuni dei più importanti marchi presenti sul mercato.
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ITR Track Adjuster
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