Si tende a pensare che se c’è meno gioco tra i denti, allora quell’ingranaggio è più preciso. In realtà, però, nei riduttori molto piccoli le cose non sono così semplici. Un gioco troppo ridotto lascia poco margine alla dilatazione termica e al film di lubrificante, con la conseguenza che i denti rischiano di forzare, di scaldarsi e, nei casi peggiori, di bloccarsi.
Il gioco, quindi, non è necessariamente un difetto da azzerare, ma uno degli elementi da progettare.
Intanto posso dire che
un valore di gioco minimo accettabile, valido in generale, non esiste. Dipende da molti fattori, e buona parte di questi non riguarda l’ingranaggio in sé.
Contano il modulo e le dimensioni della ruota, la precisione delle dentature e quella dell’interasse, ossia della distanza tra i centri delle due ruote. Incidono i materiali di cui sono fatti ruote, alberi, supporti e housing, e le differenze con cui si dilatano. Conta la temperatura di esercizio; così come il lubrificante, la sua viscosità e le condizioni di lubrificazione. E poi la velocità, il carico, la rigidezza dei supporti e le deformazioni che subiscono quando lavorano. E, infine, deve essere considerata anche l’esigenza funzionale, cioè quello che l’applicazione chiede davvero al riduttore.
C’è poi un aspetto che spesso viene sottovalutato.
Il gioco misurato a freddo non è quello che il riduttore avrà in funzione.
Quando il riduttore lavora, si scaldano le ruote e si scaldano i loro supporti. Per capire come cambia il gioco bisogna guardare come si muovono termicamente tutti questi elementi, gli uni rispetto agli altri.
Se ruota, albero, cuscinetti e housing fossero dello stesso materiale, con una certa configurazione geometrica, parte dell’effetto potrebbe compensarsi. Avere tutto nello stesso materiale, però, è molto difficile. Con materiali diversi, o con una struttura asimmetrica, il risultato può essere completamente diverso.
A questo si aggiunge un’altra considerazione interessante. Il riscaldamento non è necessariamente uniforme: una ruota può raggiungere una temperatura diversa da quella del suo supporto.
Resta da capire come tenere sotto controllo il gioco in produzione.
Quando il gioco richiesto è molto ridotto conviene verificarlo sul riduttore assemblato.
Su pezzi così piccoli, infatti, le tolleranze dei componenti sono dello stesso ordine di grandezza del gioco che si vuole ottenere. Per questo, con valori così bassi, non è necessariamente conveniente cercare di garantire sul singolo componente il valore finale che interessa al riduttore. È più efficace mantenere molto stabile il processo produttivo e verificare la caratteristica funzionale sul gruppo assemblato, ricorrendo – se serve – a una selezione dei componenti o dei riduttori.
Una possibile soluzione è lavorare su due livelli di prodotto. Il primo è il riduttore standard, progettato e prodotto per garantire una determinata finestra di gioco, con il normale controllo di processo e il collaudo previsto. Mi riferisco alla versione a catalogo, pensata per essere prodotta in modo economicamente efficiente.
Il secondo è il riduttore selezionato, di precisione, che nasce dagli stessi componenti e dallo stesso processo di base e si distingue per un controllo aggiuntivo a fine assemblaggio. Tra i riduttori che rispettano già la specifica standard se ne individua una parte con caratteristiche particolarmente favorevoli, per esempio un backlash più basso e/o una migliore ripetibilità, e la si destina alle applicazioni che ne hanno davvero bisogno, con un sovrapprezzo che ripaga misurazione, selezione, resa produttiva e gestione del prodotto speciale.
