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Verifica e ottimizzazione della distribuzione ad ingranaggi dei motori industriali e marini VM serie D, R, MD e MR con i software KISSsoft e KISSsys

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31 CAPITOLO 2 TEORIA DEGLI INGRANAGGI Gli ingranaggi hanno piø o meno la stessa età delle macchine inventate dall’uomo. Oltre 3000 anni fa rudimentali ingranaggi venivano accoppiati per la trasmissione del moto rotatorio. Antiche testimonianze risalenti al tempo dei Greci riportano che allora si utilizzavano ingranaggi sia in legno che in metallo, e così anche i Romani li utilizzavano largamente nei mulini. Nel 13°secolo assunsero grande importanza i sistemi di ingranaggi per orologi. Nella seconda metà del 19° secolo l’uso su vasta scala di motori elettrici e a vapore impose l’esigenza di costruire validi ingranaggi metallici. Oltre il 90% della tecnologia degli ingranaggi attualmente sfruttata è stata sviluppata nel 20° secolo. In particolare dal 1970 sono stati notevoli i progressi tecnici raggiunti dalle macchine per la lavorazione degli ingranaggi e le relative considerazioni in merito a materiali, rapporti di trasmissione e lubrificazione. Grazie alle tecniche di automazione e di comando tramite elaboratore, le macchine a controllo numerico computerizzato (CNC) ora utilizzate per la lavorazione degli ingranaggi consentono di aumentare la produttività e ottenere una qualità piø omogenea. Gli sviluppi raggiunti dalla tecnologia riguardo alla composizione dei materiali consentono di migliorare la durata, il funzionamento a temperature elevate e riducono la tendenza all’usura. Allo stesso modo ci sono stato grandi sviluppi per i relativi utensili di dentatura, rettifica e sagomatura. Un tempo le prestazioni degli ingranaggi venivano verificate mediante l’analisi delle sollecitazioni flessionali e della precisione di contatto tra i denti. Attualmente si basano sulla probabilità di rottura nel periodo di vita desiderato quando l’organo è assoggettato ad uno spettro di carichi (diverse fasi di carico in un determinato periodo di tempo, da carico zero a pieno carico, e ad un funzionamento a due o tre livelli di temperatura). La viscosità del lubrificante, il tenore di additivi e la struttura molecolare di base dell’olio influiscono sulla resistenza all’usura dell’ingranaggio e sull’entità delle perdite per attrito. Si può ora calcolare lo spessore del velo d’olio elasto-idrodinamico (EHD) che tende a separare due ingranaggi a contatto. Per la realizzazione di buoni ingranaggi devono essere analizzati tre diversi aspetti: • Qualità geometrica: riguarda la precisione dei profili dei denti, l’allineamento dei denti rispetto l’asse di rotazione, il passo di dentatura, la coassialità e il corretto spessore dei denti; • Qualità metallurgica: riguarda la parte metallica dei denti dell’ingranaggio. I denti, sottoposti a carbocementazione, devono avere una corretta penetrazione e il giusto tipo di tempra intorno al profilo. La durezza di tempra deve corrispondere a quella specifica per la superficie di sfregamento: eventuali variazioni dovranno essere tali da consentire efficaci processi di carburazione, nitrurazione o tempra per induzione. Ai fornitori viene richiesto di controllare la qualità del loro materiale, che può essere poi verificata in azienda nei laboratori metallurgici, che prendono in considerazione fattori quali durezza, penetrazione di tempra, microstruttura, presenza di incrinature, inclusioni, vuoti e fenomeni di corrosione; • Corretta progettazione: le dimensioni e le caratteristiche degli ingranaggi devono essere tali da garantire prestazioni e durata di servizio che soddisfino le esigenze del cliente; • Qualità di produzione: è un processo che si può svolgere in due fasi. Innanzitutto le linee di produzione automatizzate che tagliano o rettificano gli ingranaggi possono essere equipaggiate per misurare tutte le dimensioni, ad esempio il profilo ad evolvente, l’allineamento dei denti rispetto all’asse (angolo d’elica) e il passo di dentatura. Oltre al
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Informazioni tesi

  Autore: Stefano Bianchetti
  Tipo: Laurea liv.I
  Anno: 2007-08
  Università: Università degli Studi di Ferrara
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria meccanica
  Relatore: Roberto Tovo
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 426

FAQ

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