Pallinatura degli ingranaggi: la topografia superficiale ottimale contro il micropitting

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Realizzato da Dhafer Ghribi, Catherine Peryac, Michel Octrue, del CETIM (Senlis, Francia), questo studio si pone l’obiettivo di utilizzare la pallinatura per controllare la rugosità superficiale in riferimento alla resistenza a fatica da contatto. Per raggiungere questo obiettivo, si è seguito un approccio comparativo tra i calcoli (rischio di micropitting) e i risultati di test sperimentali condotti su un banco prova disk-on-disk secondo la metodologia RSCF. Si sono studiati differenti trattamenti di pallinatura (dimensione delle palline, ricoprimento ecc.).

Il lavoro è basato su prove interrotte per permettere il riconoscimento della percentuale di superficie danneggiata. Sono anche state condotte analisi dettagliata della topografia superficiale. L’analisi dei risultati ha permesso di identificare un particolare trattamento di pallinatura che garantisce un significativo aumento della resistenza a fatica superficiale.

I progressi raggiunti negli ultimi anni in termini di metodi di calcolo, materiali per ingranaggi, trattamenti superficiale ecc. hanno contribuito a prevenire cedimenti catastrofici per fatica superficiale e flessione a piede dente. Di conseguenza, altre tipologie di danneggiamento, come ad esempio il micropitting, stanno trovando sempre maggiore spazio e risultano spesso le cause di cedimento o i fattori limitanti della potenza trasmissibile.

Il micropitting è una tipologia di danneggiamento che si manifesta nei contatti con strisciamento, come nel caso degli ingranaggi, ed è legato a meccanismi di fatica da contatto [1-4]. Differisce dal pitting in quanto il fenomeno si innesca a partire dalle asperità superficiali e non al di sotto della superficie dove lo sforzo di taglio è massimo come nel caso del pitting. Il fenomeno si riscontra principalmente quando si hanno superfici indurite. Il danneggiamento da micropitting induce delle modifiche topologiche alle superfici che molto spesso innesca il fenomeno del pitting [1]. Inoltre, se le modifiche del fianco dovute alla microvaiolatura sono eccessive, anche l’errore di trasmissione risulta maggiorato portando a vibrazioni e carichi dinamici aggiuntivi. Lo studio mostra come la resistenza a flessione possa essere significativamente aumentata cementando l’ingranaggio e pallinandolo. In letteratura si trovano anche alcune linee guida relative al legame tra pallinatura e resistenza a fatica da contatto: spesso il micropitting viene indicato come il fenomeno chiave che governa le modifiche topografiche delle superficie e tutte le problematiche ad essa connesse [1-4].

Da tutte queste considerazioni e ricordando che il micropitting è il primo responsabile dell’innesco di fenomeni di fatica superficiale [5], l’obiettivo di questo studio è quello di trovare i migliori parametri di processo (pallinatura) che, agendo su una variazione della topografia della superficie ed ottimizzazione della rugosità, permettano di eliminare o posporre l’insorgenza di micropitting.

Per saperne di più, vai a pagina 22 di Organi di Trasmissione di Febbraio:

 

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