Micropitting: tests, standards and practical experience

Rivista: ORGANI DI TRASMISSIONE
Casa editrice: Tecniche nuove
Mese pubblicazione: Gennaio 2012
Titolo articolo: Micropitting prove,norme ed esperienza pratica
Autore articolo: Gregor Steinberger
Riassunto a cura di: Rodolfo Volpato
Istituto: I.T.I.S. “A. MEUCCI” CITTADELLA
Classe: 3BM

Prove, norme ed esperienza pratica
Il micropitting è un fenomeno di fatica superficiale che si manifesta sui fianchi dente in dentature cementate sottoposte a elevati carichi. Per molti anni sono state studiate e sviluppate avanzate metodologie progettuali, tecnologie produttive e norme di calcolo per avere una grande affidabilità nelle trasmissioni industriali.
Nelle trasmissioni di elevate dimensioni industriali si scelgono prevalentemente ruote cementate e rettificate. A livello internazionale si hanno dei metodi per la determinazione dei fattori di sicurezza contro:

– Macro-pitting (ISO 6336-2)
– Rottura del dente per flessione (ISO 6336-3)
– Grippaggio (ISO TR 13989).

Nelle ruote cementate il macropitting riduce il coefficiente di sicurezza a rottura del dente e a volte porta anche il deterioramento che si manifesta sotto forma di vibrazioni e rumore.
Il micropitting si manifesta principalmente nelle ruote cementate ed è la principale forma di danneggiamento di quelle bonificate. Appare come un ingrigimento del fianco del dente e all’inizio non produce variazioni rilevanti ma a lungo andare può portare al macropitting e quindi al cedimento della dentatura.

Definizione di micropitting
È un fenomeno superficiale che si manifesta nelle ruote dentate ed è fortemente influenzato dal sistema tricologico costituito dal fianco del dente,dal lubrificante e dalle condizioni operative. Si manifesta prevalentemente su ruote con elevate durezze superficiali ed è caratterizzato dalla formazione di numerose cricche superficiali. Da tali cricche si formano piccoli crateri causati dal distacco di particelle di materiale. Il micropitting è influenzato da condizioni operative tra cui carico,velocità,strisciamento,temperatura,composizione chimica ecc. Il fenomeno del micropitting viene anche chiamato gray staining, grey flecking, frosting e peeling.

Metodi di prova a micropitting
Il test FVA-FZG permette di valutare la capacità di un lubrificante di proteggere da micropitting,i risultati servono per calcolare la resistenza a micropitting. Il test consiste in livelli di carico crescenti a gradini, seguito da una prova di durata. Dopo il rodaggio il carico viene progressivamente incrementato fino al livello 5 e poi fino al 10.Ogni livello dura 16 ore e dopo ogni livello di carico le ruote vengono ispezionate per verificare se si presente micropitting.

Approccio di calcolo
I metodi di calcolo non sono ancora stati del tutto validati e la procedura di calcolo è stata pubblicata in un report tecnico ISO e non risulta nella ISO 6336.Il metodo del rischio di insorgenza di micropitting si basa sulla valutazione dello spessore del film di lubrificante nella zona di contatto.Esistono altri parametri come la topologia delle superfici,il livello di sforzo nel contatto, le modifiche di profilo e la composizione chimica del lubrificante.La finitura superficiale è un altro fattore significativo.Il metodo sulla determinazione del film di lubrificante non fornisce un’informazione diretta sul rischio di formazione del micropitting,permette di fare delle previsioni se integrato in una procedura di calcolo basata sui risultati sperimentali.

Formule base
Il metodo per la valutazione della resistenza a micropitting si basa sulla determinazione dello spessore locale specifico di lubrificante nell’area di contatto e del minimo spessore accettabile.Il micropitting si presente solitamente nelle aree di contatto dove è presente strisciamento negativo lungo la retta d’azione.

Raccomandazioni sul fattore minimo di sicurezza a micropitting
Una resistenza adeguata la si ha quando il coefficiente di sicurezza risulta maggiore o uguale al limite scelto.Il coefficiente di sicurezza va scelto accuratamente.Inoltre però bisogna anche rendere conto a:confidenza sui carichi usati per i calcoli,errori di allineamento,variazioni della geometria,variazioni del materiale e variazione della lubrificazione. Il coefficiente di sicurezza quindi verrà scelto in funzione dell’accuratezza delle assunzioni fatte per i calcoli, in accordo con l’affidabilità.

Conclusioni
Gli esperti di tutto il mondo sembrano avere opinioni diverse sul “grey staining” che appare come un fenomeno puramente ottico.Nel tempo invece si è capito come questo fenomeno sia simile a un macro-pitting microscopico.Dato che i parametri che influenzano tale fenomeno sono molteplici,risulta essenziale capire in quali condizioni il fenomeno raggiunge un punto di arresto che non porta a danneggiamenti.La formazione di micropitting a volte si arresta dopo una fase di rodaggio e le superfici della ruota sembrano levigate. Il micropitting genera una progressiva perdita di accuratezza delle superfici dei denti portando a rumore e vibrazioni e può degenerare in altri fenomeni quali macro-pitting e rottura per flessione a piede dente.