L’obiettivo dello studio è stato convalidare una metodologia per valutare le prestazioni di un composto polimerico per l’applicazione sugli ingranaggi, ponendo particolare attenzione alla caratterizzazione del comportamento all’usura del composto polimerico durante il test degli ingranaggi stessi.
Questo articolo descrive come sia stata determinata la valutazione dell’usura degli ingranaggi in materiale Ixef® PARA e dimostra come il banco di prova sia necessario per caratterizzare gli ingranaggi in materiale polimerico.
Si presenta, inoltre, un caso applicativo presso Solvay per un test specifico e si illustra l’attività di test condotta per validare il prodotto.
L’adozione di materiali plastici in varie applicazioni ingegneristiche sta aumentando sempre di più. In particolare, sta aumentando l’uso di ingranaggi in plastica. Questi ingranaggi vengono utilizzati in nuove applicazioni, soprattutto nel settore automobilistico, dove vengono scelti per le loro importanti proprietà.
Ogni anno vengono prodotti nuovi tipi di materiali e compound, inoltre, vengono aggiunti alla mescola nuovi additivi come il PTFE per l’autolubrificazione, fibre di vetro e di carbonio per migliorarne le prestazioni meccaniche.
Il problema generale è che manca la conoscenza del comportamento di questi materiali in termini di rottura della radice del dente e di usura, che rende difficile selezionare il tipo di materiale corretto per soddisfare diversi requisiti allo stesso tempo: ad esempio il vincolo a una determinata temperatura, la differenza tra funzionamento a secco e ingranamento con lubrificante, le prestazioni di plastica su plastica o plastica su acciaio.
Questo case study è un esempio interessante di come un’azienda produttrice di materie plastiche (Solvay) crei una nuova mescola per ingranaggi da testare nelle condizioni richieste dal cliente finale (coppia, velocità, temperatura) e con lubrificazione a grasso.
Lo specifico caso di prova descritto in questo articolo può essere generalizzato mostrando che il banco prova costruito da Longato Srls è certamente necessario non solo per eseguire prove specifiche richieste dal cliente, ma anche, in generale, per caratterizzare il nuovo materiale attraverso la realizzazione di curve di fatica, la determinazione di coefficienti di usura per descrivere i principali fenomeni studiati.
In sintesi, lo scopo dello studio è raggiungere i seguenti obiettivi:
- sviluppare e validare un nuovo banco di prova per la caratterizzazione di ingranaggi ad alta temperatura in ambiente lubrificato;
- generare dati sull’usura degli ingranaggi su un nuovo materiale per il quale non sono disponibili dati in letteratura;
- dimostrare la gamma di utilizzo e l’applicabilità del materiale testato integrando test di resistenza chimica e analisi post-mortem.
