Focus su micropitting, progettazione e trattamenti termici

Rivista: ORGANI DI TRASMISSIONE
Casa editrice: TECNICHE NUOVE
Mese pubblicazione: GENNAIO 2012
Titolo articolo: FOCUS SU MICROPITTING, PROGETTAZIONE E TRATTAMENTI TERMICI
Autore articolo: Carlo Gorla
Riassunto a cura di: Zuolo Filippo
Istituto: I.I.S. MEUCCI
Classe: 3^AM

Questo articolo parla del Fall Technical Meeting dell’AGMA, tenutosi a Cincinnati dal 30 ottobre al primo novembre 2011, subito seguito dal Gear Expo che ha avuto luogo dal 1 al 3 novembre.

L’argomento che ha suscitato maggiormente l’interesse dei partecipanti è stato il micropitting, cioè le irregolarità superficiali dell'ingranaggio causate dall’usura.
Questo aspetto non è ancora del tutto chiaro e per questo motivo gli viene dedicata molta attenzione. In passato si era giunti alla conclusione che i tempi non fossero ancora maturi per l’emanazione di una norma di calcolo dell’usura standardizzata. A questo proposito, Carlo Gorla afferma che, a breve sarà pubblicato un articolo riguardante il micropitting con quattro esempi pratici di calcolo svolti numericamente.
Il micropitting è considerato un fenomeno e non necessariamente un danneggiamento dell’ingranaggio e che non è tuttora possibile calcolare tale fenomeno dato che non esiste un database sufficientemente ampio per comprendere tutte le casistiche reali ricavate dagli studi in laboratorio; quindi è difficile dare il giusto peso ai risultati ottenuti dai calcoli.

Un ulteriore aspetto da verificare è se il micropitting non rappresenti necessariamente una causa di avaria dato che molte volte si assesta senza dare luogo a nessuna disfunzione; ma a volte può essere l’origine di avarie più serie come il macropitting o la rottura del dente.
I fattori che prevengono il fenomeno del micropitting sono la lubrificazione e la finitura superficiale. Per capire quanto questi due fattori sono importanti per prevenire l’insorgenza del micropitting è stato effettuato un test su due trasmissioni aeronautiche uguali con due finiture superficiali diverse: una aveva una finitura honing (è levigatura superficiale eseguita dopo il trattamento termico) e l’altra una superfinitura isotropica (ISF) (è un processo meccanico/ chimico non abrasivo che come risultato conferisce una serie di proprietà benefiche che vanno ben al di là della riduzione d’attrito).

La trasmissione con finitura honing ha presentato segni di micropitting dopo un utilizzo di 150 ore; mentre la trasmissione con la superfinitura isotropica ha dato cenni di micropitting dopo le 2000 ore di utilizzo.

Inoltre è stato rilevato che l’utilizzo di un lubrificante ad alte prestazioni può arrestare il micropitting.
Al Fall Technical Meeting il dottor Stadtfeld ha presentato il nuovo sistema Coniface per tagliare e rettificare dentature Face gears o ad esse equivalenti dal punto di vista dell’utilizzo. Questo sistema non necessita di ulteriori attrezzature speciali molto costose. Un’altra innovazione presentata a questo evento sono state le dentature Convoloid la cui geometria mira ad ottimizzare il collegamento tra il profilo dei denti del pignone e della ruota.
Ulteriori studi sono stati fatti sugli sforzi che agiscono su ogni singolo dente e l’effetto che genera il diverso angolo dell’elica sugli sforzi al piede.
Un altro componente importante nelle trasmissioni di potenza è il cuscinetto la cui vita è influenzata da molteplici fattori tra cui il coefficiente di carico dinamico e il montaggio nella cassa.

Anche se i cuscinetti non sono la principale fonte di perdite in un riduttore, possono influire significativamente sul rendimento complessivo tanto che grazie alla loro ottimizzazione si possono avere miglioramenti fino al 30%.
Negli ultimi dieci anni ha preso piede l’inserimento del trattamento termico all’interno del ciclo produttivo degli ingranaggi per garantire efficienza, flessibilità ed economicità. Infine con le ultime attrezzature sviluppate si può realizzare un pezzo che passa automaticamente dalla stazione di taglio, al trattamento termico e popi alla finitura.

Inoltre l’utilizzo simultaneo dell’induzione ad alta e media frequenza, ne mette in luce le potenzialità.
Tutte queste ricerche sono supportate da un’ulteriore studio sui materiali da utilizzare per produrre gli ingranaggi come gli acciai ad alta temprabilità che consentono processi di trattamento caratterizzati da distorsioni limitate e che quindi richiedono meno sovrametalli di rettifica, aumentando così la produttività.
La prossima edizione del Fall Technical Meeting si terrà a Dearborn, nrl Michigan, dal 28 al 30 ottobre 2012.