L’importanza della misurazione della coppia

La misurazione della coppia è fondamentale nel settore della costruzione di macchinari, ma è importante anche in altre applicazioni. In molti settori, come ad esempio quello della costruzione dei banchi prova per diversi tipi di test, è necessario misurare la coppia in modo preciso.

I motori moderni, inoltre, richiedono performance sempre migliori a livello meccanico, con l’aumento della forza di rotazione, e maggiore precisione in diverse aree, tra cui la misurazione dell’efficienza.

Le opzioni di misurazione della forza sono quindi in continuo sviluppo perché devono tenere in considerazione i miglioramenti costanti che vengono realizzati nei diversi campi di applicazione. Per alcune applicazioni specifiche, si applica ancora il principio di progettazione originale degli alberi di trasmissione; tuttavia, oggi la gamma completa di trasduttori di HBM comprende anche la misurazione della coppia nella progettazione di alberi e flange.

Oggi il design dei trasduttori di coppia è molto migliorato: esistono ad esempio trasduttori di coppia senza contatto che consentono di trasferire la potenza dallo statore al rotore e di trasmettere i segnali di misura.

Il significato di coppia come grandezza misurata

La misurazione della coppia è fondamentale in molte applicazioni, come ad esempio le turbine a gas con coppia nominale di 50 kN·m a 8000 min–1 e un output meccanico di oltre 40 MW, oppure i banchi prova per la Formula 1 con coppia nominale in un intervallo fino a 2 kN·m con velocità di > 20.000 min–1. La misurazione della coppia è importante praticamente in ogni applicazione, compresi i tappi di sicurezza dei flaconi di medicinali; per molti prodotti, inoltre, le tolleranze ammesse sono obbligatorie.

Il settore dell’automotive deve affrontare la richiesta da parte dei consumatori di veicoli con consumo di carburante ridotto, maggiore sicurezza di funzionamento, affidabilità a lungo termine e livelli di comfort superiori. Queste richieste, insieme ai requisiti di legge sempre più stringenti riguardo alla limitazione delle emissioni, rende necessaria l’applicazione di tecniche metrologiche e di prova.

I dati richiesti oggi devono essere acquisiti in modo preciso e riproducibile; la misurazione della coppia è uno degli aspetti più critici, in particolare per quanto riguarda lo sviluppo di motori a combustione e trasmissione e le sempre crescenti richieste di test da svolgere in mobilità. La misurazione della coppia in combinazione a quella della velocità di rotazione consente anche di calcolare la potenza meccanica.

In passato, per i banchi prova dei motori le misurazioni venivano eseguite utilizzando dispositivi di frenatura con funzioni di misurazione; oggi, invece, si tende a eseguire misurazioni della coppia in linea utilizzando trasduttori di coppia a rotazione.

L’uso di trasduttori di coppia a rotazione è diventato più comune in quanto i processi sono dinamici e l’interazione tra i meccanismi è un fattore sempre più importante ai fini dell’ottimizzazione.

Trasduttori di coppia di HBM

HBM è un leader di mercato a livello globale per i trasduttori di coppia. Abbiamo oltre 50 anni di esperienza nella misurazione elettrica di grandezze meccaniche. Il servizio di assistenza di HBM continua a ricevere trasduttori di prima generazione per operazioni di prova, revisione e taratura.

Nel 1977 HBM è stato il primo laboratorio di taratura tedesco ad essere certificato DKD (Servizio di Taratura tedesco) per la misurazione della forza. Il 13 luglio 1990, HBM ha ottenuto anche la certificazione per la misurazione della coppia e da allora è stata per molti anni l’unica autorità di taratura nel campo della coppia in Germania.

Oggi HBM offre una vasta gamma di opzioni di taratura all’interno del DKD: da 2 N·m fino a 400 kN·m. I nostri macchinari vantano un altissimo livello di precisione grazie a un sistema di leve di massa in cui la forza è generata direttamente dall’azione di una massa nel campo gravitazionale della Terra. Fanno parte del nostro laboratorio anche macchinari di taratura che utilizzano trasduttori di riferimento. Nel 1986, inoltre, HBM è stata la prima azienda tedesca a ottenere la certificazione ISO 9001, seguita nel 1996 dalla certificazione ISO 14001.