Frizioni Elettromagnetiche

[FranSys]

Un amico mi ha chiesto di "upgradare" un vecchio tornio Graziano semiautomatico per utilizzarlo come macchina di servizio nella sua officina (no produzione, solo manutenzione). Abbiamo rifatto di sana pianta il quadro, montato un PLC, un inverter, un paio di righe di misura, un pannello operatore.

L'anziana macchina dispone di un cambio a quattro velocità accoppiato direttamente al motore. Da qui, tramite cinghie, si raggiunge il gruppo riduttore del mandrino che incorpora la scatola Norton ed altre amenità. All'interno del cambio vi sono sei frizioni elettromagnetiche: le prime due selezionano il senso di rotazione, le altre inseriscono i vari rapporti. Altre frizioni selezionano gli avanzamenti (rapidi e normali).

In base alle prove fin'ora condotte, sembrerebbe che le frizioni non riescano a trasmettere coppia (in altre parole slittano) se il motore principale viene fatto ruotare al di sotto dei 35 Hz. Il motore dovrebbe essere (non ho ancora verificato poiché è abbastanza inaccessibile) un normale 4 poli/1400 RPM. Le frizioni sono a bagno d'olio e sono alimentate a 24 V DC (in realtà le alimentiamo a 30 V DC, come d'altronde faceva Graziano stessa).

Non sono un esperto di macchine utensili, tantomeno di quell'epoca (la macchina sarà degli anni '70). Questo comportamento delle frizioni mi sembra quanto meno strano e ho la sensazione che mi stia sfuggendo qualcosa. Escludo problemi di corrente a 24 V DC, ce n'è quanta ne vogliamo. Semmai mi fanno pensare certi resistori che mi è capitato di vedere in serie ai solenodi delle frizioni (sempre inseriti, non bypassati) che, a quanto mi risulta, servirebbero per ridurre il tempo di attrazione dei dischi (per esempio nei freni). In questo momento non utilizzo resistori.

L'amico vorrebbe togliere il cambio ed accoppiare direttamente il motore alla scatola del mandrino, tanto abbiamo un bell'inverter vettoriale a disposizione... di quelli buoni per capirci. Io concordo con le sue intenzioni, ma prima vorrei capire cosa sta succedendo, anche solo per pura "volontà di sapere".

C'è qualcuno che può aiutarmi? Stasera sono dall'amico e vorremmo cercare di finire il lavoro... mi manca solo la parte di software per la gestione delle suddette frizioni.

Ciao.

[Hellis]

Ti posso riportare una mia esperienza diretta.

Nella nostra sala aggiustaggio abbiamo un tornio dotato di frizione elettromagnetica.

Gli operatori si lamentavano del fatto che "ogni tanto" la frizione dava di matto.

Così abbiamo campionato metodicamente il problema, e abbiamo verificato che il problema si verifica

quando nell'edificio attiguo (e con il quale la sala condivide la linea di alimentazione delle macchine), utilizzano

la saldatrice all'arco sommerso automatico.

Questo tipo di saldatrice (fra l'altro sono due e di amperaggio notevole) tende a disturbare la linea, e le frizioni elettromagnetiche del tornio inziano a "vibrare".

Penso quindi che nel tuo caso si inneschi qualcosa di simile: puoi provare a testare la linea al di sotto dei fatidici 35 hz?

[Mario Maggi]

Caro Francesco,

non e' che la scatola cambio prevede un sistema di lubrificazione a sbattimento, e che a velocita' minore lo sbattimento con avviene come previsto? Le frizioni scaldano quando comandate, soprattutto se comandate ad una tensione continua superiore alla nominale e senza limitazione di tensione ad accoppiamento avvenuto. Se oltre al surriscaldamento manca anche il raffreddamento dovuto alla lubrificazione, e se le frizioni sono un po' consumate, la coppia trasmissibile potrebbe essere minore.

E solo un'ipotesi, da verificare.

Ciao

Mario

[FranSys]

Per Hellis.

Verificherò la salute della linea d'alimentazione delle frizioni. Tenderei ad escludere problemi di questo genere poiché le frizioni sono alimentate da un trasformatore, un ponte diodi e un condensatore elettrolitico da 22.000 uF. Difficile (anche se non impossibile) che eventuali disturbi armonici generati dall'inverter possano avere la meglio. Comunque controllerò.

Per Mario.

Sì, la lubrificazione è a sbattimento. E' anche presente una pompa di circolazione dell'olio che sospinge il liquido all'interno degli assi del cambio. Non mi sembrerebbe vi sia irrorazione diretta delle frizioni attraverso gli alberi di trasmissione. Tendenzialmente avrei inserito una resistenza di risparmio ma questo mi avrebbe creato una complicazione circuitale che inizialmente ho ritenuto non conveniente. Tra l'altro, il quadro originale del tornio non prevedeva resistori bypassabili in serie a ciascuna frizione ma un un unico resistore (variabile) in serie al positivo d'alimentazione (non c'era alcun condensatore di filtraggio). In ogni caso verificherò la sovratemperatura delle frizioni anche se il problema s'è presentato dopo pochi secondi di esercizio, prima che ci potesse essere stato un surriscaldamento sufficiente.

Le frizioni sono siglate EKR5 o EK5.

Ciao.

[Mario Maggi]

Frizione elettromagnetica EKR5-24V - Diam.est.=114mm, Diam.int.=35mm, marca S*********S

Escluderei anch'io problemi di armoniche.

Se si verifica dopo pochi secondi ..... c'e' qualcosa che sfugge!

Buona indagine!

Ciao

Mario

[FranSys]

Sì, EKR5 della grande casa teutonica. Anch'io ho recuperato quell'unico (sembrerebbe) link sul WEB. Purtroppo non conosco la potenza delle frizioni e quindi non posso neanche verificare i corretti assorbimenti. Posso solo verificare che non diventino dei fornellini dopo qualche minuto di funzionamento.

C'è anche questo link con un mini tutorial sulle modalità di alimentazione, dove ho trovato conferma di quanto supponevo circa la funzione di un eventuale resistore in serie non bypassato dopo l'attrazione della frizione. Per l'elevata sovratensione (misurati 90 V al rilascio) generata da questi solenodi ho usato il solito diodo anziché il condensatore... mi sembrava più elegante.

Fra poco parto e vado ad indagare. Vi terrò informati.

Ciao.

[FranSys]

Le frizioni funzionano!

Il problema era l'olio. Il cambio era infatti stato provato non appena sostituito l'olio (con corretta specifica). A parte la lubrificazione a sbattimento, ci siamo accorti che la pompa ad eccentrico presente nella scatola cambio invia il lubrificante lungo gli alberi che supportano le ruote dentate. Ritenenevamo, sbagliando, che le frizioni non fossero irrorate. In realtà, verificando su un esploso della macchina, ci siamo resi conto che sono presenti delle fresature per la lubrorefrigerazione diretta delle frizioni. Bastava attendere che l'olio entrasse in circolazione correttamente, riempendo tutti i canalini...

Alla fine abbiamo deciso di togliere il cambio ed accoppiare direttamente il motore gestito da inverter. Il cambio in questione, tra l'altro, si "mangia" quasi 0,8 kW in attriti.

Grazie a chi s'è interessato al problema.

Ciao.