Come scegliere una testa a snodo: guida tecnica per progettisti

Le teste a snodo sono componenti di precisione progettati per permettere movimenti angolari e rotativi multidirezionali tra due parti. Grazie alla loro struttura, costituita da un anello sferico interno alloggiato in una sede esterna, sono in grado di far fronte a diverse sfide applicative, dai carichi pesanti alle vibrazioni costanti.

Le teste a snodo sono utilizzate in numerose applicazioni, dall’automazione industriale alla movimentazione meccanica. Tuttavia, non sono tutte uguali: la scelta corretta di una testa a snodo è fondamentale per garantire affidabilità, durata e prestazioni meccaniche ottimali.

Ogni applicazione richiede un’analisi tecnica approfondita per individuare il prodotto più adatto in funzione di parametri operativi, condizioni ambientali e requisiti di manutenzione.

Di seguito, presentiamo una guida tecnica per orientarsi tra le varie opzioni disponibili, con indicazioni utili sui parametri da prendere in considerazione per la giusta selezione.

Velocità e carico

Due dei fattori primari da considerare sono la velocità di rotazione e il carico applicato. Le teste a snodo non sono tutte uguali nella capacità di gestire questi due parametri in combinazione: è quindi cruciale determinare sin da subito il profilo dinamico dell’applicazione.

• In applicazioni con alta velocità di rotazione e carichi moderati, si preferiscono teste a snodo con cuscinetti a sfere, che garantiscono fluidità e precisione.
• Se la velocità è alta ma i carichi risultano elevati, è opportuno impiegare soluzioni con cuscinetti a rulli, capaci di distribuire il carico su una superficie maggiore.
• Quando i carichi sono molto alti e la velocità è più contenuta, la scelta ideale ricade sulle teste a snodo con esecuzione a strisciamento, che sopportano meglio le sollecitazioni statiche e offrono una buona durata anche con cicli lenti.

Nel portfolio del Gruppo Rollon, le linee Premium (con cuscinetti a sfere o rulli) e Tescubal® – entrambe conformi alla norma DIN ISO 12240-4 – coprono le applicazioni dinamiche ad alta velocità.

La serie Classic è ideale per carichi elevati, mentre Basic e Tesno® sono indicate per carichi medi e velocità ridotte.

Tipo di movimento

La testa a snodo può essere soggetta a rotazione continua, a un angolo di oscillazione o a entrambi.

• Per movimenti rotatori completi e oscillazioni ampie, si consigliano configurazioni con geometrie studiate per ridurre attriti e allungare la vita utile.
• In presenza di oscillazioni parziali, meglio puntare su esecuzioni a strisciamento, ottimizzate per movimenti alternati a bassa ampiezza.

Le linee Premium e Tescubal® si distinguono per l’ampio raggio d’azione angolare e la capacità di gestire rotazioni ampie. La serie Classic è idonea per movimenti più limitati, mentre Basic e Tesno® sono pensate per oscillazioni contenute.

Manutenzione e lubrificazione

In fase di progettazione è essenziale valutare se il componente potrà essere sottoposto a manutenzione ordinaria:

• se la lubrificazione periodica è possibile, è vantaggioso impiegare teste a snodo con sistemi di ingrassaggio integrati, che permettano anche l’eventuale utilizzo di grassi tecnici specifici.
• Dove non è possibile effettuare manutenzione, servono materiali autolubrificanti o tecnologie che non richiedono ingrassaggio.

Le teste a snodo Premium includono un sistema di lubrificazione integrata per facilitare la manutenzione.

La linea Classic impiega un polimero plastico, esente da manutenzione.Le teste a snodo Tescubal®, invece, utilizzano bronzo sinterizzato, un materiale poroso impregnato d’olio, ideale per applicazioni maintenance-free. Anche le linee Tesno® e Basic, utilizzando un layer in PTFE interposto tra sfera e boccola, offrono soluzioni esenti da manutenzione con un buon compromesso tra performance e costo.

Ambiente operativo e durabilità nel tempo

La selezione del materiale interno e delle superfici di contatto, l’ambiente operativo, il numero di cicli e il gioco sono elementi che influiscono direttamente sulla stabilità delle prestazioni nel lungo periodo. In questo caso, ci sono molteplici considerazioni da fare:

• in ambienti con contaminanti solidi o polverosi, è preferibile un sistema che tolleri l’ingresso di particelle senza compromettere la funzionalità.
• In ambienti corrosivi o umidi, la scelta dovrebbe orientarsi verso materiali resistenti alla corrosione e con comportamento stabile nel tempo.
• Se è richiesto un ciclo vita lungo, è importante considerare l’evoluzione del gioco interno nel tempo.

La serie Classic è più tollerante in ambienti contaminati mentre la serie Tescubal® con boccola in bronzo e corpo in acciaio è più indicata per ambienti corrosivi. Inoltre, entrambi sono disponibili in acciaio inox per una resistenza ancora maggiore.

Temperatura d’esercizio

Anche la temperatura di esercizio influisce molto sulle prestazioni e sulla durata nel tempo delle teste a snodo.

• Le soluzioni standard coprono un range di temperature da 60°C a 120°C.
• Per applicazioni con picchi fino a 200°C, è necessario scegliere versioni apposite.

Le serie Tesno® e Basic operano correttamente fino a 200°C. Le linee Premium e Tescubal® sono invece adatte ad applicazioni con temperature moderate, fino a 120°C. La linea Classic è adatta per temperature fino a 60°C.