Benvenuti a "Quattro domande a un ingegnere", un podcast dedicato ai cuscinetti e al controllo del movimento. Ogni episodio affronta un aspetto del controllo del movimento e dei cuscinetti che lo rendono possibile. Oggi abbiamo con noi Corey Helgeson, ingegnere meccanico della sede statunitense di CCTY.
Nell'episodio di oggi parleremo delle sedi di fissaggio delle boccole. Corey, puoi spiegarci a cosa servono le boccole e mostrarci alcune delle loro applicazioni?
Nelle applicazioni per sedili, generalmente ci troviamo a lavorare su due componenti principali. Il primo è la sospensione, che in pratica regola l'altezza del sedile, e il secondo è la boccola di reclinazione, che facilita il movimento di inclinazione del sedile ed è inserita a pressione in un alloggiamento per ingranaggi. La superficie interna è rivestita in PTFE e viene a contatto con dei blocchi a cuneo.
La boccola della poltrona reclinabile è un componente critico. Nel settore, i requisiti diventano sempre più stringenti. Tra le caratteristiche principali, è fondamentale un basso attrito, ma soprattutto un attrito stabile, ovvero che si mantenga costante per tutta la durata della boccola, durante tutti i movimenti di salita e discesa del sedile, garantendo la stessa sensazione di comfort all'utente.
Un altro aspetto importante di questa boccola è che, in genere, una boccola ha un albero all'interno. Si tratta di un blocco a cuneo. Pertanto, l'area di contatto sulla boccola è molto più piccola del normale, e di conseguenza lo stress risulta molto più elevato a causa della ridotta area di contatto.
Un'altra caratteristica peculiare di queste boccole è che spesso le saldature vengono eseguite in prossimità della boccola stessa, il che può generare temperature elevate e richiede che la boccola sia in grado di sopportarle. Inoltre, data la natura estremamente gravosa dell'applicazione, è necessario un supporto robusto. Generalmente, nelle boccole in PTFE, il supporto è realizzato in acciaio a basso tenore di carbonio o acciaio al carbonio, materiale che utilizziamo in molte applicazioni. Tuttavia, in alcuni casi, abbiamo dovuto ricorrere all'acciaio ad alta lega per garantire un'elevata resistenza.
Direi che esistono due tipi principali di boccole in PTFE. Ci sono boccole in PTFE fissate meccanicamente tramite bronzo sinterizzato. In pratica, si ha un supporto in acciaio su cui viene colata e laminata la formulazione di PTFE, che viene poi fissata meccanicamente. Alcune boccole hanno un nastro in PTFE. In questo caso, si ha un supporto in acciaio su cui viene applicato il PTFE.
In che modo la saldatura influisce sulla scelta della boccola?
Sì, beh, dato che il calore della saldatura può trasferirsi alla boccola e, sai, danneggiare il rivestimento, in molte applicazioni serve una boccola in grado di resistere a temperature molto elevate. La nostra boccola è progettata per resistere fino a quattrocento gradi Celsius. Quindi è importante in molte applicazioni.
Come vengono testate le boccole del sedile nelle applicazioni per sedili reclinabili?
In genere, i produttori di apparecchiature originali (OEM) testano i componenti in diversi modi, ma i principali test di durata prevedono, ad esempio, di prendere il telaio del sedile effettivamente utilizzato nel veicolo e di collegarvi un motore. Il motore utilizzato nel veicolo di solito si surriscalda se viene utilizzato così a lungo, quindi è necessario utilizzare un motore più potente. Il motore viene poi fatto funzionare continuamente e abbiamo visto i cicli aumentare sempre di più durante questi test, e questa è una parte del test. Un'altra parte è semplice: vengono utilizzati dei blocchi di peso, di solito da 45 a 90 kg, che vengono fissati alla parte superiore del sedile, dove la schiena poggia, e poi il sedile viene fatto scorrere avanti e indietro. Un altro test importante è il test di stallo, in cui il motore è in funzione ma il sedile non si muove. Immaginate di provare a reclinare il sedile e di sentire un blocco. Questa è una situazione reale che si verifica nella vita di tutti i giorni. Quindi è importante che la boccola sia in grado di resistere a questo.
Alla CCTY disponiamo di telai per sedili che utilizziamo per testare le boccole, ma sappiamo anche che il metodo migliore è quello di affidarci ai produttori OEM con cui collaboriamo: ci inviano il telaio del sedile, il blocco di supporto per la poltrona reclinabile e tutto il resto. Noi inseriamo le nostre boccole e poi possiamo testare continuamente quattro diversi telai di sedili nel nostro centro prove. È così che siamo riusciti a formulare i nostri materiali per le boccole così rapidamente: perché abbiamo la possibilità di testare continuamente quattro sedili diversi. In questo modo, testiamo diverse soluzioni e miglioriamo costantemente la nostra formulazione.
E per oggi è tutto. Grazie per aver partecipato alla nostra intervista di quattro domande a un ingegnere.
