Giunti e componenti Mondial per banco prova scanalati del PoliTo

Mondial prosegue e rafforza la sua collaborazione con il Politecnico di Torino con la fornitura di una serie di componenti che include giunti, cuscinetti a sfere e calettatori per uno speciale banco prova per alberi scanalati sviluppato e brevettato dal Dipartimento di ingegneria meccanica e aerospaziale dell’ateneo.

Il banco prova permette di effettuare tutta una serie di test sugli accoppiamenti scanalati, riproducendo sui componenti le reali condizioni di funzionamento in termini di disallineamento, coppia, velocità e lubrificazione, al fine di sviluppare modelli predittivi di usura dei componenti stessi. Gli accoppiamenti scanalati vengono utilizzati per trasmettere coppie e potenze elevate e vengono impiegati in molteplici settori, rivestendo un’importanza strategica per comparti quali automotive, energetico e soprattutto in ambito aeronautico, dove la certezza dello stato di salute di un giunto è di importanza cruciale per la sicurezza.

Nella trasmissione di potenza gli accoppiamenti scanalati non lavorano mai perfettamente allineati ma si verificano dei disallineamenti angolari, a causa delle tolleranze di costruzione, quindi l’albero scanalato deve armonizzare tale disallineamento. Questo alla lunga porta all’usura dei denti, con conseguenti problemi nel funzionamento del sistema di trasmissione. Attualmente non esistono modelli o metodi di progettazione in grado di predire il loro logoramento e il danneggiamento, data la complessità del meccanismo di funzionamento. Inoltre, le tolleranze costruttive fanno sì che i denti non sopporteranno tutti la stessa quantità di carico per cui risulta pressoché impossibile stabilire il reale carico in funzionamento e il conseguente danno da usura, che alla lunga può portare alla totale rimozione del dente.

Se lo scanalato è utilizzato in applicazioni critiche, come quelle aeronautiche, è necessario sostituire lo scanalato in presenza di usura anche lieve, dato che non è possibile stimare la sua durata residua.
Non esistono infatti al momento parametri certi che possano valutare il tempo di usura di un albero scanalato a fronte di determinate condizioni d’uso.

“Si tratta di studi di importanza fondamentale – afferma Andrea Mura, professore del Dipartimento di Ingegneria meccanica e aerospaziale del Politecnico di Torino – perché garantirebbero parametri più certi sul deterioramento di questi componenti, consentendo di realizzare macchine più affidabili e riducendo i costi di manutenzione”.

Le prove condotte daranno informazioni più certe per capire, in una determinata applicazione, quali possono essere le soluzioni per minimizzare il deterioramento, selezionando quindi i migliori trattamenti, la lubrificazione e le tolleranze da adottare nell’uso di scanalato in applicazioni potenzialmente delicate. Aumentando così sicurezza e affidabilità delle macchine e riducendo i costi di manutenzione e di sostituzione, che possono essere esorbitanti ad esempio nel caso di impianti eolici offshore.

Le prove possono essere con disallineamento fino a 0,5 con coppia massima di 500 Nm. Al contempo viene monitorata la portata di olio, la sua temperatura e la presenza di eventuali particelle create dall’usura dello scanalato stesso.

Mondial ha fornito in dettaglio giunti elastici e giunti KTR come raccordi tra i diversi alberi del banco, cuscinetti a sfera per la rotazione degli alberi del banco prova e calettatori ETP inseriti all’interno degli alberi, per collegarli tra loro. Due calettatori Mondial sono qui utilizzati per collegare proprio le due parti del componente in prova, mentre un altro calettatore ETP serve per disaccoppiare l’albero e caricare il componente in prova.

Infine, il banco prova funziona a ricircolo di potenza meccanica, quindi viene fornita solo la potenza necessaria per vincere gli attriti, utilizzando un motore elettrico di 4 kw , a fronte di livelli massimi di potenza circolante di ca. 150 kw, riducendo così i costi di funzionamento del banco. In tal modo si evita anche di dover inserire un freno, che avrebbe un costo rilevante e implicherebbe uno spreco non indifferente di 150 kw di potenza termica, dissipata generando calore

 

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