Coassialità

Il rispetto delle tolleranze di posizione, come la coassialità, è necessario per il buon funzionamento dei componenti rotanti. Anche le più piccole deviazioni possono causare danni da abrasione e guasti durante il funzionamento. I dispositivi di misura controllano il rispetto delle tolleranze di produzione.

I termini tecnici coassialità e concentricità appartengono fanno riferimento alle tolleranze posizionali. Tuttavia, limitano anche le deviazioni di forma consentite. La coassialità è molto importante per le parti a simmetria di rotazione come alberi, ingranaggi, alberi a gomito e a camme. La coassialità indica il comportamento di diversi componenti disposti lungo un asse rispetto agli elementi di riferimento. Controlla se le deviazioni di forma e posizione soddisfano ancora i requisiti. Le tolleranze e le zone di tolleranza sono definite nella norma DIN EN ISO 1101.

Ad esempio, si suppone che diversi cilindri con diametri diversi ruotino attorno a un asse. Per avere un’idea più precisa della coassialità, immaginate un cilindro stretto con un diametro di 0,3 mm. Questo cilindro, il cui asse coincide con l’asse di riferimento, è la zona di tolleranza per la coassialità. L’asse del cilindro deve rientrare in questa zona di tolleranza di 0,3 mm. Questo vale anche, a seconda dei requisiti, per ogni cilindro del componente. La coassialità è considerata fuori tolleranza se l’asse e l’asse di riferimento sono distanti più di 0,15 mm.

Il rispetto delle tolleranze è essenziale per la stabilità della parte coassiale. L’albero a camme può rompersi durante il funzionamento se l’asse di rotazione di una sola parte non corrisponde esattamente all’asse di rotazione totale. Il componente non può essere sostituito se l’asse di un foro si discosta oltre il valore massimo della posizione ideale definita. Le cause del superamento della coassialità sono le seguenti:

• Serraggio difettoso del componente
• Cedimento del portautensili
• Vibrazioni della macchina

La coassialità svolge un ruolo importante nella produzione degli alberi motore. Gli ingranaggi a vite senza fine coassiali sono prodotti da aziende della tecnologia degli azionamenti. Tali ingranaggi fungono da motore dei sistemi di trasporto. Gli alberi a camme e gli alberi a gomito sono componenti utilizzati nella produzione di automobili. I turbocompressori sono costituiti da un albero continuo con un punto di montaggio per una ruota di alimentazione e una ruota motrice. Devono avere un’esatta coassialità perché l’albero ruota a una velocità estremamente elevata. I rotori sono componenti installati in macchine. Anche la coassialità è importante per le loro prestazioni.

Le aziende che producono componenti coassiali con tolleranze minime utilizzano spesso la tornitura cilindrica su torni CNC ad alta precisione. Producono alberi radiali, a gradini radiali e di forma irregolare. La produzione di ingranaggi rappresenta una sfida per la tornitura cilindrica. I pignoni sono fresati dal materiale primario trasversalmente all’asse. La scorrevolezza dell’albero motore è compromessa se la profondità di fresatura e quindi la coassialità non sono corrette. Il rispetto della coassialità svolge un ruolo importante anche nella lavorazione dei cilindri interni. La lavorazione avviene con speciali macchine di foratura e fresatura in cui il componente viene bloccato durante il processo.

Oggi la misurazione della coassialità avviene quasi solo in maniera digitale. Il controllo qualità è necessario per selezionare i componenti che devono essere rilavorati o scartati. La misurazione della coassialità viene effettuata con l’ausilio di dispositivi di misura con tecnologia a sensori ottici o a contatto. In questo modo, è possibile misurare più valori in una sola corsa o in posizioni diverse.