Come calcolare il Rapporto di Riduzione nei motoriduttori elettrici

Il rapporto di riduzione è uno dei fattori più importanti da esaminare nella scelta di un motoriduttore o di una soluzione motore più riduttore da applicare ad un progetto di automazione.

Riuscire a calcolarlo significa tradurre in modo efficace il tipo di movimentazione in output che dovrà svolgere poi il dispositivo automatizzato.

Rapporto di riduzione

La premessa alla successiva spiegazione è la seguente: i motori elettrici hanno velocità e potenze (coppie) standardizzate dal mercato indicate dal produttore nelle specifiche tecniche. Quando un motore viene applicato ad un qualsiasi tipo di automazione sarà sicuramente necessario adattare questa velocità al tipo di movimentazione che il dispositivo dovrà svolgere.

Compito di un riduttore di giri è proprio quello di ridurre la velocità di input dal motore per adattarla a quella richiesta dall’automazione. Per rapporto di riduzione quindi si intende proprio il rapporto tra velocità in entrata e quella in uscita che deve essere soddisfatto dal riduttore.

L’esempio del sistema ad ingranaggi

Per semplificare il concetto si può far riferimento al calcolo del rapporto di trasmissione tra 2 ingranaggi. Prese quindi 2 ruote dentate, per calcolare il rapporto di trasmissione dalla prima (detta motrice) alla seconda (detta condotta) bisogna contare il numero di denti di entrambi gli ingranaggi e dividerli tra loro.

Se ad esempio il primo ingranaggio è composto da 10 denti e il secondo da 40, allora il rapporto di trasmissione sarà 10/40 = 1 a 4. Il fatto che la ruota dentata condotta sia più grande significa che la velocità di rotazione sarà ridotta rispetto a quella della motrice.

Conoscendo poi la velocità (in rpm) dell’ingranaggio in entrata si potrà calcolare anche la velocità di quello in uscita dividendo il rapporto appena trovato alla velocità della ruota motrice.

Rapporto di riduzione tra motore e riduttore

Questo è ciò che avviene in sostanza quando si calcola il rapporto di riduzione di riduttori a ingranaggi: la riduzione di velocità è resa possibile dall’interpolazione di più ingranaggi che diminuiscono la velocità in uscita. Conoscendo la velocità in entrata dal motore e quella di uscita verso l’automazione è possibile capire il rapporto di riduzione ideale del riduttore.

Momento torcente o coppia

Tuttavia nella scelta del riduttore il solo calcolo del rapporto di riduzione o di trasmissione non è sufficiente. È necessario piuttosto valutare il cosiddetto momento torcente dell’automazione.

In gergo tecnico si parla di momento torcente (detto anche coppia) riferendosi al modo complessivo in cui il movimento di un motore elettrico viene trasmesso ad un’automazione per generare un movimento di output. Velocità e numero di giri in entrata e in uscita sono di certo parametri fondamentali da considerare, ma a proposito di momento torcente è opportuno tenere in considerazione anche la potenza.

Questo perché il concetto di coppia presuppone che le forze in gioco siano 2: quella generata dal motore e un’altra resistenza contrapposta ad essa, che è il carico cui è sottoposta l’automazione e, di conseguenza, anche il motoriduttore.

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Per poter definire in modo esatto le caratteristiche del motoriduttore ideale da associare ad un’automazione risultano basilari sia le conoscenze tecniche nel campo della riduzione di potenza, sia quelle derivanti dal settore applicativo specifico.

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