Nelle sale macchine dove lavorano pompe per vuoto a palette e soffianti a lobi, la trasmissione a cinghia è quasi sempre l’unico componente che nessuno guarda finché non fa rumore. Eppure è il punto in cui si concentrano tre sollecitazioni difficili da gestire insieme: calore elevato, funzionamento continuo e pulsazioni di coppia. Scegliere male la cinghia per pompe di vuoto e soffianti significa convivere con sostituzioni frequenti e rendimento in calo.
Il tema torna di attualità ogni autunno, quando gli impianti di trasporto pneumatico nei mangimifici, negli essiccatoi e nelle linee di confezionamento tornano a lavorare a pieno regime dopo i mesi estivi a carico ridotto.
Perché una soffiante a lobi sollecita la cinghia in modo particolare
Una soffiante volumetrica a due o tre lobi non genera un flusso continuo ma una successione di impulsi. Ogni volta che i lobi completano il travaso, la coppia richiesta all’albero varia bruscamente. Su una macchina bilobica la pulsazione ha frequenza pari al doppio dei giri, su una trilobica al triplo, e l’ampiezza può superare il venti per cento della coppia media.
La trasmissione a cinghia vede queste pulsazioni come cicli di carico e scarico continui. Su un anno di funzionamento a 1.500 giri al minuto si parla di miliardi di cicli, e la fatica del materiale diventa il criterio di progetto dominante, più della potenza trasmessa.
La conseguenza pratica è che una cinghia dimensionata solo sulla potenza nominale, senza fattore di servizio adeguato, arriva a fine vita molto prima del previsto. Per queste macchine il fattore di servizio corretto sta tipicamente fra 1,4 e 1,6 in funzionamento continuo, e sale ancora se ci sono avviamenti frequenti.
Il calore: il nemico che si accumula senza segnali
Una soffiante che comprime aria scalda, e il calore non resta confinato nella macchina. La carcassa irradia, l’aria calda ristagna nel cofano insonorizzante, e la temperatura nel vano trasmissione sale facilmente sopra i 60 gradi in continuo, con punte molto superiori nelle giornate estive o in locali poco ventilati.
Per ogni dieci gradi in più la velocità dei processi di degrado della mescola raddoppia approssimativamente. Una cinghia in neoprene che a 40 gradi durerebbe 15.000 ore, a 70 gradi scende a una frazione di quel valore. È il motivo per cui su queste applicazioni la mescola conta quanto la sezione.
Il cofano insonorizzante, indispensabile per il rumore, peggiora la situazione termica. La soluzione non è toglierlo ma verificare che la ventilazione forzata funzioni: molti impianti hanno un ventilatore di estrazione che nessuno controlla e che, quando si ferma, fa salire di venti gradi la temperatura interna. Il ragionamento è lo stesso che abbiamo sviluppato parlando di controlli estivi sui compressori a vite.
Sezioni strette, e perché su queste macchine sono quasi obbligatorie
Le sezioni trapezoidali classiche secondo DIN 2215, le A 13×8, B 17×11 e C 22×14, sono ancora diffuse su impianti datati. Sulle macchine moderne hanno però ceduto il posto alle sezioni strette normate DIN 7753: SPZ 9,7×8, SPA 12,7×10, SPB 16,3×13 e SPC 22×18.
Il vantaggio della sezione stretta è geometrico. Il rapporto fra altezza e larghezza è maggiore, quindi a parità di larghezza della puleggia la cinghia ha più fianco utile e trasmette più potenza. In più flette meglio, dissipa calore più efficacemente e consente diametri di puleggia inferiori, cosa preziosa quando lo spazio nel cofano è poco.
Nella pratica, una SPB 16,3×13 trasmette all’incirca il trenta per cento di potenza in più rispetto a una B 17×11 di ingombro simile. Su una trasmissione a tre cinghie questo può significare passare a due, con meno carico sui cuscinetti e meno punti di potenziale disallineamento. Il confronto completo fra le sezioni strette lo trovate nella scheda su le differenze fra SPA, SPB e SPZ.
Quale costruzione scegliere
Per il servizio continuo con pulsazioni la scelta di riferimento è una cinghia a fianchi grezzi dentata sul lato interno. La dentatura riduce la rigidezza flessionale, quindi la cinghia scalda meno su pulegge piccole, e i fianchi grezzi garantiscono un coefficiente di attrito elevato senza bisogno di tensioni eccessive.
Optibelt copre questa fascia con Super X-Power e, nella versione a prestazioni più elevate, Super XE-Power Pro. Gates propone Predator per i servizi più gravosi e Hi-Power per quelli standard. ContiTech offre la gamma Elite Power e Powerspan, mentre Dayco completa il quadro. Tutte queste linee sono disponibili in set corrispondenti, il che è essenziale perché su trasmissioni multiple le cinghie devono avere lunghezza appaiata entro tolleranze strette.
Un’alternativa che merita considerazione è la cinghia multipla fasciata, in cui più profili sono uniti da un dorso comune. Elimina il problema dell’appaiamento e il rischio che una cinghia esca dalla gola, e su macchine con forti pulsazioni riduce le vibrazioni trasversali. Le sezioni per impieghi industriali sono raccolte sotto cinghie trapezoidali dentate e cinghie per ventilatori industriali, con l’insieme consultabile nel catalogo CinghieShop.
Tensione: il punto in cui si sbaglia di più
Su una trasmissione con pulsazioni la tensione statica deve essere sufficiente a evitare slittamento anche nel picco di coppia, non solo nella media. Applicare la tensione calcolata sulla potenza media significa avere slittamento a ogni pulsazione, con vetrificazione dei fianchi nel giro di qualche centinaio di ore.
D’altra parte una tensione eccessiva carica i cuscinetti dell’albero soffiante, che su queste macchine sono già sollecitati dai carichi assiali interni. Il compromesso corretto si ottiene applicando il fattore di servizio in fase di dimensionamento e poi tensionando al valore risultante, misurato con frequenzimetro e non a sensazione.
Il controllo va rifatto dopo le prime 24-48 ore di funzionamento, quando l’assestamento iniziale è completato, e poi ogni 500-1.000 ore. Su impianti con più macchine conviene tenere un registro: una trasmissione che richiede ritensionatura sempre più spesso sta segnalando che la cinghia ha esaurito la riserva elastica.
Il dettaglio che fa la differenza: allineamento sotto carico
L’allineamento si controlla quasi sempre a macchina ferma e fredda. Su soffianti e pompe per vuoto questo può non bastare, perché la dilatazione termica differenziale fra basamento, supporti e carcassa sposta gli assi quando la macchina va in temperatura.
Su impianti importanti vale la pena verificare l’allineamento anche a caldo, subito dopo l’arresto. Se il valore cambia in modo significativo rispetto al controllo a freddo, il basamento non è sufficientemente rigido o i vincoli impediscono la dilatazione libera. In quel caso nessuna cinghia durerà quanto dovrebbe, indipendentemente dalla qualità. Per il metodo di controllo rimandiamo alla guida sull’allineamento delle pulegge.
Domande frequenti
Posso passare da tre cinghie classiche a due sezioni strette?
Spesso sì, ma va rifatto il calcolo e vanno sostituite anche le pulegge, perché il profilo della gola è diverso. Il guadagno in carico sui cuscinetti e in semplicità di manutenzione di solito ripaga l’intervento.
Ogni quanto va controllata la tensione su una soffiante in continuo?
Dopo le prime 24-48 ore dalla sostituzione, poi ogni 500-1.000 ore di funzionamento. Un registro delle ritensionature aiuta a prevedere la sostituzione.
Le cinghie fasciate sono sempre preferibili?
Non sempre. Risolvono appaiamento e vibrazioni trasversali, ma costano di più e richiedono pulegge in perfette condizioni. Su trasmissioni semplici e ben allineate le singole appaiate vanno benissimo.
Quanto pesa la temperatura sulla durata?
Molto. Come regola indicativa, ogni dieci gradi in più sopra i 50 dimezzano approssimativamente la vita utile di una mescola standard.
Serve una mescola antistatica?
Su impianti che movimentano polveri organiche o lavorano in zone classificate sì, ed è spesso un requisito normativo. Va richiesta esplicitamente in fase d’ordine.
Se stai dimensionando o sostituendo la trasmissione di una soffiante o di una pompa per vuoto, scrivici potenza, giri e sezione attuale: verifichiamo il fattore di servizio corretto e ti proponiamo la sezione stretta equivalente quando conviene davvero.