La qualità di un componente meccanico passa anche e soprattutto dalla sua durezza, l’elemento che stabilisce l’affidabilità, le prestazioni e la durata di ogni singolo componente. A questo scopo esiste la prova di durezza Rockwell. Vediamo cos’è, come si esegue e quali informazioni restituisce.
- La durezza nei componenti meccanici
- Cos’è e come funziona la prova di durezza Rockwell
- La durezza nel settore delle trasmissioni meccaniche
La durezza nei componenti meccanici
Quando si parla di durezza in relazione ai componenti meccanici si fa riferimento a quella proprietà meccanica che indica la resistenza di quel componente alla deformazione permanente, all’usura e all’abrasione. L’esito della prova durezza Rockwell si rivela fondamentale per la progettazione e la produzione dei componenti meccanici in quanto consente di determinare la capacità di quel pezzo di rispondere alle sollecitazioni nelle condizioni di lavoro previste.
La misurazione della durezza consente di individuare e scegliere i materiali più idonei per applicazioni specifiche e di garantire così che i componenti rispettino gli standard di qualità richiesti. Tra i vari metodi di misurazione, le prove durezza Rockwell si distinguono dalle altre per la rapidità, la facilità di esecuzione e la precisione, rendendole uno standard industriale ampiamente diffuso.
Cos’è e come funziona la prova di durezza Rockwell
La prova Rockwell misura la resistenza di un materiale alla penetrazione permanente di un penetratore sotto un carico specifico. A differenza di altri metodi che si basano sulla misurazione ottica dell’impronta lasciata dal misuratore, questo metodo determina la durezza Rockwell misurando la profondità di penetrazione del penetratore nel materiale. È un approccio che restituisce una lettura chiara, diretta e rapida della durezza su una scala calibrata (scala Rockwell).
La procedura che porta allo svolgimento della prova richiede innanzitutto la preparazione del campione con la superficie del materiale che deve essere liscia e pulita. È il modo migliore per assicurare che la misurazione sia il più accurata possibile.
Lo step successivo prevede l’applicazione di un carico iniziale (precarico) utilizzando uno specifico penetratore (sfera di carburo di tungsteno o cono di diamante) così da stabilizzare il penetratore ed eliminare la presenza di eventuali irregolarità sulla superficie.
A questo punto si procede con l’applicazione del carico principale che viene applicato per un tempo determinato provocando la penetrazione in profondità nel materiale. Viene quindi rimosso, dopo un tempo prestabilito, il carico principale. La profondità residua dell’impronta viene misurata e convertita in un valore di durezza sulla scala Rockwell. È importante chiarire che esistono diverse scale Rockwell a seconda del tipo di materiale esaminato (HRC per i materiali duri o HRB per quelli più teneri).
Come anticipato la prova di durezza Rockwell è preferita rispetto ad altri test similari per i vantaggi associati a questo metodo. C’è innanzitutto una maggiore rapidità nella lettura dei risultati che sono immediati così da ottimizzare i tempi del controllo di qualità. Inoltre parliamo di una procedura semplice che non richiede una preparazione eccessivamente complessa del campione.
Va poi considerato come la disponibilità di diverse scale renda questa prova trasversale così da poter utilizzare lo stesso procedimento per una vasta gamma di materiali e componenti. Infine, ma non meno importante, la prova di durezza Rockwell lascia un’impronta superficiale minima, preservando l’integrità del componente sul quale è stata condotta la prova, evitando qualsiasi tipo di danneggiamento o distruzione.
La durezza nel settore delle trasmissioni meccaniche
Nel settore delle trasmissioni meccaniche proprietà quali la resistenza all’usura, la capacità di sopportare carichi e la deformazione sono fondamentali per comprendere l’efficienza, la longevità e la durata di componenti come pulegge, ingranaggi e alberi di trasmissione. Una durezza insufficiente o non adeguata, infatti, può portare a guasti così come una durezza eccessiva può rendere il materiale fragile e quindi più esposto a rotture.
Per questo motivo è fondamentale implementare la prova di durezza Rockwell all’interno del processo di controllo qualità. In questo modo si ha la possibilità innanzitutto di assicurarsi che i materiali utilizzati rispettino le specifiche tecniche richieste. Allo stesso tempo si ha la possibilità di identificare tempestivamente materiali non conformi prima che vengano utilizzati nel processo produttivo, così da ridurre il rischio di guasti, ma anche di sprechi e perdite di tempo. Infine, l’adozione di questa misurazione permette di valutare l’efficacia dei trattamenti superficiali realizzati sui componenti.
Nella produzione delle trasmissioni meccaniche la prova di durezza Rockwell diventa fondamentale in diversi ambiti. Dal controllo delle pulegge (per garantire una trasmissione efficiente e duratura) alla verifica degli ingranaggi (per assicurarsi che questi componenti resistano all’usura e alle sollecitazioni meccaniche) passando per l’analisi degli alberi di trasmissione (che devono avere una durezza uniforme lungo tutta la loro lunghezza per garantire un’equilibrata distribuzione dei carichi).
La società F.I.P.I.L.L., di San Paolo di Jesi (AN) presente sul mercato dal 1973, cura la progettazione, la produzione e la vendita di una vasta gamma di soluzioni per la trasmissione di potenza, che possono essere anche personalizzate su richiesta dal cliente in base alle specifiche esigenze.
La produzione dell'azienda marchigiana comprende: pulegge trapezoidali in alluminio; pulegge trapezoidali in acciaio con alesaggio per bussola taper-lock; pulegge variabili; pulegge a fascia piana con bussola conica di serraggio taper-lock; pulegge poly-v in alluminio con alesaggio per bussola taper-lock; slitte tenditrici e pulegge dentate.