Normativa e test sugli ingranaggi in tecnopolimero: l’unione crea la differenza
28 Febbraio 2023
L’utilizzo di ingranaggi in tecnopolimero in applicazioni che richiedono bassi carichi a bassa trasmissione di potenza è ormai consolidato, grazie a una serie di vantaggi che i componenti in plastica presentano rispetto agli stessi in metallo, quali:
- riduzione del peso e dell’inerzia;
- riduzione della rumorosità;
- assenza di lubrificazione esterna;
- inerzia chimica verso un gran numero di sostanze che si traduce nell’utilizzo in ambienti chimicamente aggressivi.
La sfida attuale e l’esigenza del mercato è quindi quella di concentrarsi maggiormente sulle applicazioni di trasmissione di potenza con carichi elevati, elevato numero di cicli e alte temperature, che rappresentano i veri limiti della resistenza degli ingranaggi in plastica. È infatti noto che le cause di rottura degli ingranaggi in tecnopolimero sono:
- rottura per flessione dei denti;
- usura;
- danneggiamento termico.
A differenza degli ingranaggi in acciaio dove la progettazione è consolidata dalle linee guida degli standard (ISO, DIN, AGM), metodi analitici, equazioni e dati in letteratura, la progettazione dei corrispettivi in tecnopolimero è più complessa. I progettisti di ingranaggi, spesso, affrontano una mancanza di dati sui materiali plastici che li costringe a sovradimensionare l’applicazione.
Il match tra calcoli teorici e dati sperimentali secondo Stagnoli
Stagnoli è un’azienda esperta nella progettazione e produzione di ingranaggi in tecnopolimero. Conoscendo a fondo tutte le caratteristiche e i comportamenti di questi componenti e comprendendo le nuove esigenze tecniche, abbiamo deciso in questi anni di garantire i nostri prodotti effettuando test interni per fornire dati utili sulla durata e sui carichi di rottura degli ingranaggi in tecnopolimero.
Nello specifico, la componente su cui è stata focalizzata l’attenzione è l’usura. Nel grafico sottostante, è riprodotto il Wildhaber (distanza cordale che tiene conto del passo e dello spessore dei denti) in funzione del numero di cicli compiuti dall'ingranaggio durante il test. La riduzione di quest’ultimo è un’indicazione dell’usura dell’ingranaggio in plastica.
Andamento del Wildhaber in funzione del numero di cicli.
Se consideriamo l'intero fenomeno della rottura di un ingranaggio, un altro spunto di riflessione, tratto dall’osservazione dei test, è che la percentuale di usura che si verifica sul campione aumenta all'aumentare del numero di giri al minuto. Se il numero di giri al minuto aumenta, il peso della componente di usura gioca un ruolo più significativo rispetto al ruolo della componente di sollecitazione a fatica.
Andamento dell’usura in funzione del numero di giri.
Durante questi anni, gran parte dei progetti che ci sono stati sottoposti hanno riguardato la problematica usura. La nostra competenza è risultata fondamentale per la scelta della geometria dei denti, l’ottimizzazione e l’analisi strutturale secondo VDI2736 divenuto, oramai, lo standard internazionale dell’industria meccanica in materia di ingranaggi in plastica.
L’intreccio dei dati derivanti dalla progettazione con VDI2736 con quelli dei nostri test interni ci ha permesso di stimare la vita utile per ogni tipologia di ingranaggio e di dare una risposta certa circa la fattibilità dell’applicazione. Tramite il software KissSoft riusciamo a ottimizzare la dentatura degli ingranaggi in tecnopolimero con correzioni e accorgimenti volti ad aumentarne il ricoprimento, la resistenza a usura e a piede dente. Un valore aggiunto unico dei nostri prodotti che può davvero fare la differenza per tutti i professionisti che desiderano impiegare ingranaggi in plastica nel proprio lavoro.
Ottimizzazione geometria ingranaggio tramite software KISSsoft.
Vuoi ricevere maggiori informazioni sulla resistenza degli ingranaggi in tecnopolimero di Stagnoli? Contattaci, risponderemo a tutte le tue domande per trovare insieme una soluzione al fenomeno dell’usura sugli ingranaggi in tecnopolimero.
