Venite a scoprire le funzioni di calcolo
I calcoli integrati di resistenza e durata garantiscono una progettazione bilanciata e la massima affidabilità di tutti gli elementi macchina simultaneamente. Le specifiche schede di calcolo determinano con precisione la cinematica, il rendimento complessivo e il bilancio termico, tenendo conto delle potenze dissipate. La rigorosa aderenza a norme internazionali quali ISO, DIN e AGMA assicura la conformità ai requisiti di certificazione.
Per un’analisi NVH avanzata, sono disponibili funzioni, compresa l’analisi modale, il calcolo delle frequenze e l’analisi della risposta forzata.
Calcoli integrati di resistenza e durata
Di seguito troverai una panoramica delle funzioni di calcolo del modulo di sistema KISSsoft, che mette in evidenza le sue funzionalità chiave e applicazioni.
Resistenza dei componenti
La valutazione integrata della resistenza dei componenti è la funzione chiave di modulo di sistema KISSsoft e risponde alle esigenze di entrambi i gruppi di esperti. Gli esperti di componenti ricevono dati di carico precisi dall’intero sistema, mentre gli architetti di sistema ottengono immediatamente i fattori di sicurezza validi a livello di sistema. Il modulo collega tutti gli elementi di macchina, inclusi ingranaggi, alberi, cuscinetti e accoppiamenti albero-mozzo, ed esegue l’analisi di resistenza e durata per tutti gli elementi.
Il calcolo utilizza le consolidate procedure KISSsoft e si attiene rigorosamente a norme internazionali quali ISO, DIN e AGMA. Questo approccio porta a una progettazione iniziale più bilanciata, dal momento che le dipendenze reciproche tra i componenti, come l’influenza delle forze dei cuscinetti sulle condizioni di ingranamento, vengono considerate fin dall’inizio.
Spettro di carico
Il calcolo dello spettro di carico a livello di sistema consente agli esperti di eseguire le valutazioni della resistenza di tutti gli elementi macchina nel modello di riduttore in condizioni d'esercizio realistiche e con carichi variabili. Gli spettri di carico del sistema generati, che variano un numero di parametri definito dall’utente lungo l’intera vita utile, vengono trasferiti automaticamente ai sottomoduli e considerati nei calcoli.
Questa funzionalità è fondamentale per applicazioni come i riduttori di impianti eolici o i sistemi di trasmissione per veicoli con carichi, temperature e numero di giri dinamici. La scheda di calcolo supporta sia l’analisi cinematica semplice dello spettro di carico, sia l’analisi completa della resistenza, includendo il calcolo dei danni parziali secondo la regola di Miner.
Rendimento
Il calcolo del rendimento è una funzione chiave per l’analisi delle prestazioni dell’intero riduttore. Va oltre l’analisi isolata dei singoli componenti, calcolando con precisione la potenza complessiva e l’efficienza di sistema del riduttore o del sistema di trasmissione. Questa funzione è essenziale per gli architetti di sistema che mirano a ridurre al minimo le perdite energetiche e a ottenere un’elevata densità di potenza.
Il processo di calcolo individua tutte le potenze dissipate derivanti dalle diverse sorgenti presenti nel sistema. Le coppie e i numeri di giri effettivi vengono determinati con un metodo iterativo fino a quando nel sistema non si raggiunge il bilancio di coppia, noto come iterazione della coppia. Il calcolo può essere applicato sia a singoli livelli di carico, sia a spettri di carico completi.
Bilancio termico
Il bilancio termico estende l’analisi del rendimento determinando il bilancio termico del riduttore in conformità alle norme industriali. Ciò consente agli esperti di calcolare l’equilibrio termico, dimensionare la potenza di raffreddamento necessaria e controllare così la temperatura massima di esercizio dell’olio, fattore critico per la durata dei cuscinetti e del lubrificante.
L’analisi termica si basa sulle perdite di potenza determinate e sul calcolo della dissipazione di calore attraverso la scatola e i sistemi di raffreddamento esterni. Il calcolo si attiene alle specifiche dettagliate della norma ISO/TS 14179 Parte 2.
Mappe
Il metodo di calcolo consente di generare un’ampia gamma di risultati di output variando sistematicamente i parametri di inserimento selezionati. Variando almeno due parametri primari, tipicamente coppia e velocità di rotazione, è possibile visualizzare le risposte del sistema in una rappresentazione strutturata sotto forma di mappa. Queste rappresentazioni forniscono una panoramica chiara e completa del comportamento del sistema alle diverse condizioni d’esercizio, e sono particolarmente utili per l’analisi delle prestazioni, l’ottimizzazione e l’analisi comparativa.
Un caso d’uso tipico è il calcolo del rendimento, in cui viene generata una mappa del rendimento basata sulle variazioni del numero di giri e del momento in entrata. Questa mappa offre una visione chiara delle prestazioni del sistema alle differenti condizioni d’esercizio.
Interfacia GEMS
L’interfaccia Gleason GEMS®/GAMA® è uno strumento di integrazione mirato per esperti nella progettazione e fabbricazione di ruote coniche e ipoidi. Una volta definiti i carichi nel modulo di sistema, l’interfaccia garantisce uno scambio di dati ottimale ed efficiente tra il calcolo del sottomodulo KISSsoft per le ruote coniche e i software Gleason GEMS® (Gear Engineering and Manufacturing System) e GAMA® (Gleason Automated Measurement and Analysis).
L’analisi a livello di sistema fornisce dati fondamentali sulla reale deformazione del riduttore sotto carico, che influisce in modo significativo sul disallineamento dell’ingranamento. Queste informazioni sono essenziali per l’ottimizzazione precisa delle modifiche della linea del fianco.
Deformazione della scatola
La presa in considerazione della deformazione della scatola è uno strumento di analisi specifico per gli esperti di progettazione ingranaggi e serve a descrivere con precisione l’influenza dei carichi del riduttore sul posizionamento dell’albero e sull’allineamento degli ingranaggi. Dato che i moderni riduttori sono leggeri e spesso presentano una minore rigidezza della scatola, le risultanti scentrature dei cuscinetti sono determinanti per un’accurata analisi del contatto sotto carico.
Il modulo di sistema integra la rigidezza della scatola importando la matrice di rigidezza ridotta da software FEM esterni. Ciò consente un calcolo statico che tiene conto della deformazione della scatola sotto carico di esercizio.
Frequenze
Il calcolo delle frequenze è un importante strumento NVH, utile sia nella fase di progettazione per evitare risonanze, sia nella manutenzione predittiva per l’individuazione dei guasti. Il calcolo raccoglie e analizza i dati rilevanti in termini di frequenza per tutti i componenti rotanti del sistema di trasmissione.
Le frequenze dipendono dal numero di giri e vengono calcolate su un intervallo di numero di giri definito, tenendo conto delle armoniche e delle bande laterali rilevanti. I risultati sono presentati in diagrammi chiari, che aiutano a individuare sovrapposizioni e intersezioni critiche.
Analisi modale
L’analisi modale calcola le frequenze proprie e le forme proprie di un sistema di alberi completo, includendo gli accoppiamenti dovuti all’ingranamento. È uno strumento fondamentale per gli esperti di analisi dinamica, in quanto consente di individuare allo stadio iniziale le condizioni d’esercizio critiche in cui possono verificarsi risonanze.
Il calcolo si basa sul metodo delle matrici di trasferimento e può considerare diversi approcci di modellazione per accoppiare vibrazioni flessionali, torsionali e assiali. I risultati sono visualizzati in un diagramma di Campbell, che rappresenta le frequenze proprie in funzione del numero di giri dell’albero.
Risposta forzata
L’analisi della risposta forzata è uno strumento potente e di facile utilizzo per l’analisi dinamica dei sistemi di trasmissione sotto eccitazioni periodiche, impiegato per valutare il comportamento NVH del sistema. È progettata per gli esperti in caratterizzazione delle vibrazioni e, per fornire risultati rapidi ed efficienti, applica un’analisi della risposta in frequenza basata sulla serie di Fourier.
L’analisi tiene conto delle non linearità derivanti dalla variazione periodica nel tempo della rigidezza d’ingranamento e dell’errore di trasmissione. Vengono calcolate le forze sul cuscinetto dipendenti dal tempo, il fattore dinamico e le forze di ingranamento dinamiche.
