Caratterizzazione delle prestazioni di ingranaggi in assenza di lubrificante

La valutazione delle prestazioni di ingranaggi operanti in assenza di lubrificante è di fondamentale interesse sia per il Dipartimento della Difesa che per i vari produttori di elicotteri. Queste informazioni, infatti, permettono di conoscere l’autonomia residua per permettere un atterraggio di emergenza prima di un cedimento della trasmissione. Tuttavia, a differenza dei danneggiamenti tipici come pitting e bending, largamente prevedibili, il cedimento per mancanza di lubrificante è un fenomeno che si sviluppa in modo molto rapido, è difficile da prevedere e spesso porta a conseguenze catastrofiche. I cedimenti si traducono in impossibilità di trasmettere la potenza e, quindi, di controllare il velivolo. Al fine di poter valutare in modo significativo le prestazioni di differenti materiali, rivestimenti, lubrificanti e tecnologie produttive è necessario capire meglio i fenomeni alla base dell’insorgenza di questo tipo di danneggiamento. La metodologia proposta si basa sulla misura della temperatura dell’olio in uscita dal contatto. Lo scopo è quello di riuscire, attraverso questa quantità, a monitorare il progresso del danneggiamento. Sì e osservato come le perdite per strisciamento nell’ingranamento siano un indicatore molto significativo dell’insorgenza di scuffing a causa della mancanza di lubrificazione. Di seguito viene presentato un metodo di misura in situ dell’attrito nel contatto. Lo studio descrive la procedura e gli strumenti utilizzati a tale scopo.

Il fattore tempo

La caratterizzazione delle prestazioni degli ingranaggi in assenza di lubrificante è di fondamentale interesse per il Dipartimento della Difesa e per differenti produttori di elicotteri, in quanto permette di riuscire a effettuare atterraggi di sicurezza. Tuttavia, a differenza dei cedimenti tipici, come la rottura al piede del dente e il pitting, in cui è possibile misurare per tempo l’insorgenza del fenomeno, i cedimenti in assenza di lubrificante progrediscono in modo molto rapido e spesso catastrofico. Questo porta all’incapacità del sistema di trasmettere la coppia e, quindi, di controllare il velivolo.

L’interesse per questo tipo di test non è nuovo. Nel 1978 Hudgins e Schuetz hanno posto attenzione alla necessità di migliorare la durata delle trasmissioni elicotteristiche montate sui veicoli impiegati in Vietnam in caso di perdita di lubrificante [Figura 1]. Il tempo tipico prima del cedimento varia tra i 5 e i 9 minuti. Cinque minuti non sono solitamente sufficienti per riuscire a scappare dagli ambienti ostili ed atterrare in modo sicuro. Si stima che mediamente sarebbero necessari almeno 30 minuti di autonomia, anche in caso di perdita di lubrificante, come riportato nel capitolo 14 del codice federale [Figura 2].

Gli elicotteri moderni sono ormai utilizzati per missioni in cui anche 30 minuti non sarebbero sufficienti in quanto, ad esempio, spesso si opera in mare aperto. Questo ha portato a una revisione degli standard richiesti. Si parla di tempo di sopravvivenza medio richiesto tra i 36 e i 67 minuti, da garantire con test che devono risultare ripetibili.

 

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