La famiglia HTD copre un arco di applicazioni enorme, dal micromotore di una macchina da laboratorio al riduttore di un mulino. A fare da estremi ci sono due passi che quasi non sembrano parenti: il 5M e il 14M. Le cinghie HTD 5M e 14M condividono lo stesso profilo di dente, curvilineo e arrotondato, ma lavorano su scale di carico separate da un fattore dieci. Capire dove finisce il campo di uno e comincia quello dell’altro evita sia sovradimensionamenti costosi sia scelte che si rompono in esercizio.
Cosa hanno in comune e perche il profilo conta
Il profilo HTD, sigla di High Torque Drive, nasce per superare il limite del dente trapezoidale classico. Su una dentata trapezoidale il carico si concentra alla base del dente, dove lo spigolo crea una zona di concentrazione degli sforzi: e li che il dente si tranci sotto coppia elevata. Il profilo curvilineo distribuisce invece il carico su una superficie di contatto piu ampia e arrotondata, e questo consente di trasmettere coppie sensibilmente superiori a parita di larghezza.
Il prezzo di questa scelta e il gioco fra dente e cava. Il profilo HTD ha un accoppiamento leggermente piu lasco rispetto a un profilo a fianchi rettilinei, e questo si traduce in un piccolo errore di posizionamento angolare sotto inversione di carico. Su un nastro trasportatore non lo nota nessuno; su un asse di posizionamento che inverte la direzione, quel gioco diventa isteresi e si vede sul pezzo. E la ragione per cui nell’automazione di precisione si scelgono spesso profili diversi, come il GT2 sulle stampanti 3D o gli AT a fianchi dritti sulle movimentazioni lineari.
Il numero nella sigla e il passo in millimetri: 5M significa cinque millimetri fra un dente e il successivo, 14M quattordici. Da quel numero discende tutto il resto, perche il passo determina l’altezza del dente, lo spessore del dorso e di conseguenza la rigidita flessionale della cinghia.
Il 5M: dove la compattezza vale piu della coppia
Il passo 5M e la taglia media-piccola della famiglia. L’altezza totale della cinghia si aggira sui tre millimetri e mezzo, il dente e alto poco piu di due. Le larghezze commerciali piu diffuse vanno dai nove ai venticinque millimetri, con estensioni fino a cinquanta su applicazioni particolari.
Il vantaggio determinante del 5M e il diametro minimo di puleggia ammesso. Un passo piccolo si avvolge su raggi piccoli senza sovraccaricare le fibre esterne dell’anima, e questo permette pulegge da dodici, quattordici denti senza problemi di flessione. Su una macchina in cui lo spazio fra gli assi e contato, questo e spesso il criterio che decide. Un 14M al posto di un 5M chiederebbe pulegge di diametro tre volte superiore, e semplicemente non ci starebbe.
Le applicazioni tipiche sono automazione leggera, trasporti a rulli motorizzati, assi di macchine da imballo, pompe dosatrici, ventole di raffreddamento, movimentazioni in ambito medicale e di laboratorio, gruppi di azionamento in elettrodomestici professionali. Il campo di potenza utile si colloca indicativamente sotto i due o tre chilowatt, con variazioni ampie in funzione di velocita e diametri.
A magazzino si trovano sia versioni chiuse ad anello in gomma neoprene con inserti in fibra di vetro, sia versioni in poliuretano estruso per chi ha bisogno di resistenza a oli e detergenti. Le sincrone a passo cinque millimetri di produzione Optibelt sono raccolte nella sezione passo 5M, dove figurano misure come la 700 D5M larghezza 25 con 140 denti o la 600 D5M larghezza 15 con 120 denti, entrambe della linea Omega.
Il 14M: quando serve portare coppia vera
Salendo a quattordici millimetri di passo si cambia categoria. L’altezza totale supera i dieci millimetri, il dente da solo e alto sei. Le larghezze commerciali partono da quaranta millimetri e arrivano a centosettanta e oltre. Una cinghia 14M larga centosettanta e un componente che pesa, si movimenta in due e richiede un montaggio pensato, perche non si infila a mano su una trasmissione con interasse fisso.
Il campo di applicazione e la trasmissione di potenza dove prima si usavano catene o riduttori diretti: frantoi, mulini, miscelatori, agitatori industriali, ventilatori centrifughi di grande taglia, trasmissioni principali su macchine per il legno e la pietra, pompe centrifughe di processo, argani. Le potenze in gioco vanno dalle decine di chilowatt fino a superare abbondantemente i cento su larghezze estreme.
Il vincolo da rispettare e il diametro minimo. Un 14M chiede pulegge di almeno ventotto denti in condizioni normali, e scendere sotto significa affaticare l’anima in flessione. Tradotto in millimetri, si parla di diametri primitivi superiori ai centoventi. Questo e il motivo per cui una trasmissione 14M occupa spazio: non e una scelta stilistica del progettista, e geometria.
Anche qui la gamma a catalogo e ampia. Nella sezione passo 14M si trovano misure come la 2100 D14M larghezza 85 con 150 denti e la 1890 D14M larghezza 115 con 135 denti, oltre alle versioni Omega Fan Power dedicate ai ventilatori, come la 3150 14MFP larghezza 85.
Il passo intermedio che risolve meta dei casi
Fra 5M e 14M sta l’8M, ed e statisticamente il passo piu venduto della famiglia. Copre la fascia da due a venti chilowatt circa, con pulegge da venti denti in su e larghezze da venti a ottantacinque millimetri. Quando un progetto sta scomodo sul 5M perche la larghezza necessaria diventa eccessiva, ma non giustifica lo spazio richiesto dal 14M, la risposta e quasi sempre 8M. Il tema e stato approfondito nell’articolo dedicato alle trasmissioni sotto avviamenti frequenti, dove il passo 8M ricorre come scelta di riferimento.
La regola di massima che funziona in prima approssimazione e questa: se la larghezza calcolata per un passo supera all’incirca il triplo del passo stesso, conviene valutare il passo superiore. Una 5M larga cinquanta millimetri e un segnale che il passo e sottodimensionato e che una 8M piu stretta farebbe lo stesso lavoro con meno materiale e meno carico sui cuscinetti.
Quando salire di passo non basta
C’e un caso in cui aumentare il passo non risolve, ed e quello del numero di denti in presa. Il carico su una sincrona non si distribuisce su tutti i denti avvolti, ma principalmente sui primi che entrano in presa. Per questo i costruttori indicano un numero minimo di denti in presa, di norma sei, sotto il quale la capacita di trasmissione va ridotta con un coefficiente correttivo.
Su rapporti di trasmissione elevati, dove la puleggia piccola e molto piccola rispetto alla grande, l’arco di avvolgimento sulla piccola si riduce e i denti in presa scendono. Salire di passo in quella situazione peggiora le cose, perche a parita di diametro un passo maggiore significa meno denti avvolti. La soluzione corretta e aumentare l’interasse, usare un rinvio per aumentare l’avvolgimento, oppure ripensare il rapporto su due stadi.
Come si ordina senza sbagliare
La sigla completa di una sincrona HTD contiene tre informazioni: lunghezza primitiva in millimetri, passo, larghezza. Una 1890 D14M 115 e lunga 1890 millimetri di sviluppo primitivo, ha passo 14 millimetri, larghezza 115 millimetri. Il numero di denti si ricava dividendo la lunghezza per il passo, e nel caso specifico fa 135.
L’errore piu comune in fase d’ordine e confondere lo sviluppo primitivo con lo sviluppo esterno o con la lunghezza misurata sul piano. Se la cinghia da sostituire e leggibile, si legge la sigla e si ordina quella. Se e illeggibile, si contano i denti, si moltiplica per il passo e si misura la larghezza con un calibro: tre dati e la cinghia e identificata. Il metodo e lo stesso descritto per le cinghie a passo metrico T5 e T10, con la differenza che sull’HTD il passo si riconosce dalla forma arrotondata del dente.
L’intera gamma sincrona, dai passi piccoli a quelli pesanti, e nella sezione cinghie sincrone del catalogo CinghieShop.
Domande frequenti
Posso sostituire una 8M con una 5M piu larga?
Solo se le pulegge vengono cambiate, perche il passo della dentatura deve corrispondere. Non e un’operazione che si fa sulla sola cinghia: e una riprogettazione della trasmissione.
Che differenza c’e fra HTD e Omega?
Omega e la denominazione commerciale Optibelt per le proprie sincrone a profilo curvilineo. Il profilo e compatibile con lo standard HTD; cambiano mescola, costruzione dell’anima e finitura.
Una 14M richiede tensionamento diverso da una 5M?
I valori assoluti di forza sono molto piu alti, ma il principio e lo stesso: si segue la tabella del costruttore in funzione di larghezza e potenza. Su passi grandi la misura a frequenza e praticamente obbligatoria, perche la deflessione a mano non e leggibile.
Quanti denti minimi deve avere la puleggia?
Indicativamente dodici-quattordici per il 5M, venti per l’8M, ventotto per il 14M. Valori inferiori sono ammessi solo con declassamento e vanno verificati sul catalogo tecnico.
Le sincrone HTD si possono usare in ambiente umido?
Le versioni in neoprene con inserti in vetro reggono bene l’umidita ma non il contatto prolungato con acqua e detergenti. Per quegli ambienti esistono versioni in poliuretano con inserti in acciaio inossidabile.
Hai una sincrona da identificare o un rapporto di trasmissione da verificare? Mandaci passo, numero di denti, larghezza e potenza del motore: il supporto tecnico ti conferma la scelta e ti dice cosa e disponibile a magazzino.