Vite a ricircolo di sfere o cinghia dentata: come scegliere il modulo lineare
Vite a ricircolo di sfere e cinghia dentata sono le due trasmissioni più diffuse nei moduli lineari monoasse. Entrambe muovono un carico su un carrello guidato, ma si comportano in modo molto diverso per precisione, velocità, corsa e rigidità. Questa guida spiega le differenze e fornisce una breve checklist per la scelta.
La risposta breve
- Modulo a vite a ricircolo di sfere quando servono alta precisione di posizionamento, elevata spinta, un asse rigido o verticale e la corsa è moderata (fino a circa 1 m).
- Modulo a cinghia dentata quando servono corsa lunga, alta velocità e cicli rapidi con carichi leggeri o medi, e una ripetibilità di ±0,04 mm è sufficiente.
- Per corse oltre 3 m o carichi pesanti valutate i moduli a pignone e cremagliera; per la massima dinamica e precisione i moduli a motore lineare.
Come funzionano le due trasmissioni
Nel modulo a vite a ricircolo di sfere il motore fa ruotare una vite di precisione; una chiocciola a ricircolo fissata al carrello trasforma la rotazione in movimento lineare. Il passo (corsa per giro) definisce il rapporto tra velocità del motore e velocità del carrello: con un servomotore a 3000 giri/min, un passo di 10 mm dà 500 mm/s, un passo di 20 mm 1000 mm/s.
Nel modulo a cinghia dentata il motore aziona una puleggia e una cinghia fissata al carrello lo trascina lungo il profilo. Ogni giro sposta il carrello della circonferenza della puleggia, di solito 40 mm o più: per questo i moduli a cinghia raggiungono velocità elevate già con velocità motore moderate.
Confronto con dati reali
I valori provengono da due moduli HS LINEAR con la stessa larghezza di 140 mm: l’unica differenza sostanziale è il tipo di trasmissione.
| Vite a sfere – BSS140 | Cinghia dentata – BTS140 | |
|---|---|---|
| Ripetibilità | ±0,01 mm | ±0,04 mm |
| Velocità max. | 250 / 500 / 1000 / 1600 mm/s (passo 5 / 10 / 20 / 32 mm) | 2000 mm/s |
| Carico utile | fino a 110 kg | fino a 35 kg (orizzontale) |
| Corsa standard | 100–1050 mm | 100–3050 mm |
| Servomotore consigliato | 400 W | 400 W |
Carico e velocità dipendono sempre da orientamento di montaggio, accelerazione e corsa. Verificate diagrammi e tabelle nella pagina prodotto oppure inviateci i vostri dati.
Dove la vite a ricircolo di sfere è superiore
- Precisione e rigidità. La vite è rigida nella direzione del moto: il carrello mantiene la posizione anche sotto forze di processo come pressatura, dosaggio o avvitatura.
- Assi verticali. Con un motore autofrenante l’asse a vite trattiene il carico anche in assenza di alimentazione. Per questo gli assi Z dei sistemi a portale e a sbalzo sono di norma a vite.
- Alta spinta a bassa velocità. Un passo piccolo moltiplica la coppia del motore in un’elevata forza assiale.
Il limite sono corsa e velocità: una vite lunga e sottile entra in vibrazione ad alti giri (velocità critica). Con corse lunghe la velocità massima va ridotta oppure va scelta un’altra trasmissione.
Dove la cinghia dentata è superiore
- Corsa lunga. La lunghezza della cinghia non limita la velocità come la lunghezza della vite: sono possibili corse di diversi metri.
- Alta velocità e tempi ciclo brevi. Assi di pick-and-place, trasferimento e confezionamento sfruttano i 2 m/s di velocità.
- Bassa massa in movimento e funzionamento silenzioso.
Il compromesso: la cinghia è elastica, quindi rigidità e ripetibilità sono inferiori; in verticale un asse a cinghia va usato solo con freno e un’attenta analisi di sicurezza.
Checklist per la scelta
- Ripetibilità richiesta – migliore di ±0,02 mm: vite a sfere o motore lineare.
- Corsa – oltre circa 1 m: cinghia, pignone e cremagliera o motore lineare.
- Velocità e tempo ciclo – oltre 1,5 m/s: cinghia o motore lineare.
- Carico e montaggio – carichi pesanti o verticali: vite a sfere (verticale) o pignone e cremagliera (lungo e pesante).
- Forze di processo – pressatura o lavorazione sul carrello: vite a sfere.
- Ambiente – polvere o trucioli: valutate i moduli a vite chiusi o i moduli a cinghia chiusi.
Molti sistemi multiasse combinano entrambe: un asse X lungo a cinghia per la corsa e un asse Z a vite per movimenti verticali precisi e frenati. Vedete i nostri sistemi multiasse e la guida Portale, sbalzo o braccio mobile.
Domande frequenti
La vite a sfere è sempre più precisa della cinghia?
Per la ripetibilità, nella maggior parte dei casi sì: ±0,01 mm per il BSS140 contro ±0,04 mm per il BTS140. La precisione assoluta su tutta la corsa dipende anche dalla classe della vite, dalle guide e dalla superficie di montaggio.
Un modulo a cinghia può muoversi in verticale?
È possibile con motore autofrenante e carichi ridotti, ma la cinghia può allungarsi o rompersi: per i movimenti verticali consigliamo di norma un asse a vite.
Quale passo scegliere per un modulo a vite?
Scegliete il passo più piccolo che raggiunge ancora la velocità richiesta: un passo minore dà più spinta e risoluzione più fine, un passo maggiore più velocità. Per il calcolo completo vedete la guida Dimensionare un modulo lineare.
Serve aiuto nella scelta?
Inviateci carico, corsa, velocità, precisione richiesta e orientamento di montaggio: vi consiglieremo il modulo adatto e vi invieremo un disegno da verificare. Contattateci oppure consultate i moduli lineari a vite a ricircolo di sfere e i moduli lineari a cinghia dentata.
