L’ottimizzazione della lubrificazione a getto degli ingranaggi, attraverso simulazioni numeriche avanzate, rappresenta un passo importante verso il miglioramento dell’efficienza e dell’affidabilità delle trasmissioni meccaniche.
Un’ottimizzazione efficace del sistema di lubrificazione a getto degli ingranaggi non solo consente di ridurre le perdite di potenza e migliorare l’efficienza del sistema, ma contribuisce anche a diminuire le temperature operative, incrementando così l‘affidabilità delle trasmissioni.
L’articolo si propone di illustrare due approcci multifase comprimibili a Volumi Finiti, sviluppati utilizzando il software open-source OpenFOAM®, per la simulazione delle perdite di potenza in una coppia di ingranaggi cilindrici lubrificati a getto, operanti a velocità elevata.
I risultati ottenuti attraverso queste simulazioni sono stati confrontati con dati sperimentali raccolti dall’Ohio State University tramite un banco di prova back-to-back, in diverse condizioni operative.
L’analisi ha messo in evidenza il ruolo cruciale delle goccioline di olio sospese (aerosol) nella generazione di perdite di potenza indipendenti dal carico.
I nuovi metodi di calcolo
Negli ultimi anni, i progressi nel campo dell’informatica hanno accelerato lo sviluppo di nuovi metodi di calcolo, che risultano sempre più integrati nei processi di progettazione. Anche l’industria degli ingranaggi ha seguito questa tendenza.
I metodi più recenti si fondano sempre più spesso su tecniche numeriche, come raccomandato dagli standard stessi quando è necessaria una maggiore precisione.
Gli Elementi Finiti (FE), ad esempio, sono frequentemente utilizzati per progettare ingranaggi al fine di ridurre le flessioni al piede del dente e prevenire cedimenti per pitting grazie a un’ottimizzazione delle (micro)geometrie.
Le tecniche numeriche vengono inoltre impiegate per analizzare il comportamento acustico e le vibrazioni (NVH), sviluppare strategie di monitoraggio per la rilevazione di danni (SHM) e molto altro.
Tra gli aspetti più studiati nel mondo ingranaggistico, soprattutto nell’ultimo decennio, la lubrificazione occupa un posto di rilievo.
Due metodi di simulazione sono prevalentemente utilizzati per questo scopo: i Volumi Finiti (FV) e l’idrodinamica delle particelle o Smoothed-Particle-Hydrodynamics (SPH).
