{"id":16822,"date":"2026-05-07T09:40:29","date_gmt":"2026-05-07T09:40:29","guid":{"rendered":"https:\/\/www.publiteconline.it\/inmotion\/?p=16822"},"modified":"2026-05-08T08:52:27","modified_gmt":"2026-05-08T08:52:27","slug":"trasmissione-a-ingranaggi-limportanza-di-monitorarne-lo-stato-di-salute","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.publiteconline.it\/inmotion\/trasmissione-a-ingranaggi-limportanza-di-monitorarne-lo-stato-di-salute\/","title":{"rendered":"Trasmissione a ingranaggi: l\u2019importanza di monitorarne lo stato di salute"},"content":{"rendered":"\n

Per rilevare lo stato di usura di un riduttore \u00e8 stato monitorato il ciclo endurance che simula l\u2019utilizzo della trasmissione nel suo intero ciclo di vita utilizzando il sistema di diagnostica VMGears DM di PEI VM<\/a>. L\u2019analisi ha permesso di rilevare con precisione lo stato di salute della trasmissione e di interrompere il test prima di incorrere in danneggiamenti di maggiore severit\u00e0.<\/h2>\n\n\n\n

di Andrea Zaccarini, NVH Test Engineer presso PEI VM<\/p>\n\n\n\n

Quasi tutti i tipi di macchinari industriali contengono al loro interno parti rotanti soggette a urti, strisciamenti, contatti e sbilanciamenti, che si traducono in forze di eccitazione. A loro volta, queste forze si propagano a tutta la struttura della macchina, generando vibrazioni superficiali e di conseguenza onde sonore, sempre presenti e quasi sempre rilevabili, connaturate al funzionamento stesso della macchina. Questi segnali, se opportunamente processati, sono in grado di rivelare importanti informazioni sullo stato di salute o di usura dei componenti interni della macchina.
PEI VM<\/strong>, azienda specializzata in consulenza e strumentazione nel campo NVH (Noise Vibrations Harshness) conduce da anni un\u2019intensa attivit\u00e0 sperimentale con il supporto di diverse aziende del territorio, dando vita a moduli di analisi specifici per ciascuna tipologia di macchine (riduttori, assali, cambi, motori elettrici, motori a combustione, pompe, ecc..). Questi moduli sono a oggi disponibili tramite licenze software dedicate all\u2019interno di un sistema di diagnostica denominato VMGears.
Sulla base di algoritmi sviluppati ad-hoc, VMGears identifica i difetti dei componenti interni, che si manifestano come rumorosit\u00e0 o vibrazioni \u201canomale\u201d. Le difettosit\u00e0 di ciascun componente vengono mostrate all\u2019operatore tramite un\u2019interfaccia semplice e comprensibile, sotto forma di indicatori numerici facilmente comparabili, rendendo immediata la lettura dello stato di salute della macchina.
VMGears \u00e8 utilizzato con successo da aziende leader nei settori power transmission, automotive, motorcycle, off-highway e industrial e dispone ad oggi di tre versioni distinte per altrettante applicazioni, una delle quali \u00e8 quella della versione VMGears DM (Durability Monitoring), dedicata al monitoraggio continuo di test endurance.
L\u2019analisi presentata in questo articolo riguarda il monitoraggio dello stato di usura di un riduttore, tramite il sistema VMGears DM, durante un ciclo endurance che simula l\u2019utilizzo della trasmissione nel suo intero ciclo di vita.<\/p>\n\n\n

\n
\"Trasmissione
Figura 1. Setup di prova del riduttore su banco endurance. <\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Ogni vibrazione anomala \u00e8 associata a una causa meccanica in maniera diretta<\/h3>\n\n\n\n

Il sistema di diagnostica VMGears DM \u00e8 impostato per eseguire in maniera automatizzata diverse operazioni, tra cui:<\/p>\n\n\n\n

\u2022 acquisire in maniera sincrona i segnali dinamici provenienti dagli accelerometri, insieme alle velocit\u00e0 di rotazione del motore elettrico e alla coppia motrice;<\/p>\n\n\n\n

\u2022 estrarre indici dedicati dai segnali grezzi tramite gli algoritmi di analisi disponibili nel software.<\/p>\n\n\n\n

Grazie agli indici specifici per ciascun componente ogni vibrazione anomala viene associata a una specifica causa meccanica in maniera diretta, come nel caso di vibrazioni generate dall\u2019ingranamento dei singoli stadi di riduzione, dallo sbilanciamento degli alberi o da difetti sulle piste del singolo cuscinetto.
VMGears DM consente inoltre di acquisire altri tipi di segnali: durante questo test sono state analizzate due termocoppie, posizionate sulla struttura del riduttore in prossimit\u00e0 dei cuscinetti per monitorare eventuali variazioni anomale di temperatura.
VMGears DM effettua un autoapprendimento delle soglie di accettabilit\u00e0 in funzione delle condizioni iniziali: tali soglie sono poi aggiustabili dall\u2019operatore in modo manuale o automatico nel proseguimento della prova. Grazie a moduli di output e\/o a schede relais il software pu\u00f2 dare in uscita verso il banco di durata un segnale per fermare il test in caso di superamento di una delle soglie di accettabilit\u00e0.<\/p>\n\n\n

\n
\"\"
Figura 2. Il sistema VMGears nella configurazione di valigetta portatile anti-urto, contenente Laptop, schede di acquisizione e sensori. VMGears \u00e8 utilizzato con successo da aziende leader nei settori power transmission, automotive, motorcycle, off-highway e industrial.<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Condizioni di prova<\/h3>\n\n\n\n

Il riduttore oggetto di analisi \u00e8 composto da un solo stadio di riduzione con ingranaggi a denti elicoidali e da quattro cuscinetti commerciali posti sui rispettivi assi.
Tramite l\u2019apposito tool di costruzione dei modelli cinematici, la trasmissione \u00e8 stata modellata all\u2019interno di VMGears tramite uno schema ad albero di costruzione estremamente semplice, che comprende una successione a cascata di alberi, cuscinetti e stadi di riduzione.
Il ciclo di test adottato dal cliente prevede valori stazionari per i vari parametri di controllo del banco come la velocit\u00e0 di rotazione e coppia frenante.
All\u2019interno di VMGears DM \u00e8 possibile mappare queste condizioni (stazionarie) o altre (variabili), per le quali il software svolge in automatico acquisizione e analisi dei dati a intervalli temporali programmati, oltre alla visualizzazione delle trendline degli indici vibrazionali.<\/p>\n\n\n

\n
\"Condizioni
Figura 3. Aumento del +100% di RMSoverall [m\/s2<\/sup>]. <\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Una scheda 4 canali ad alta frequenza e due accelerometri con alta sensibilit\u00e0<\/h3>\n\n\n\n

VMGears DM \u00e8 una soluzione completa di hardware e software. Essa comprende i moduli di acquisizione e la sensoristica IEPE (Integrated Electronic Piezoelectric Excitation), tra cui accelerometri mono o tri assiali ed eventualmente microfoni, da usare solo laddove le condizioni ambientali ne permettano l\u2019utilizzo.
Per questo test \u00e8 stata utilizzata una scheda 4 canali ad alta frequenza (51,2 kHz) e due accelerometri con alta sensibilit\u00e0 (100 mV\/g) posizionati su housing trasmissione tramite basi magnetiche, in corrispondenza di punti sensibili alla direzione di scambio di forze tra gli ingranaggi.
Ma entriamo nel merito del test eseguito e dei risultati conseguiti.
Il ciclo endurance a punto fisso \u00e8 stato presidiato in modo automatico dal sistema VMGears DM fino a che le trendline dei parametri hanno evidenziato degli incrementi netti e irreversibili rispetto ai valori rilevati nella fase iniziale di autoapprendimento.<\/p>\n\n\n\n

Sono stati rilevati i seguenti trend di crescita:<\/p>\n\n\n\n

\u2022 Aumento del +100% di RMS overall [m\/s2<\/sup>].<\/strong> Si tratta di un indice globale (valore quadratico medio overall di vibrazione nel punto di misura): a fronte di un importante aumento percentuale permette di constatare una modifica sostanziale dello stato di salute del gearbox, ma non di identificare quale sia il componente critico, come invece fanno altri indici. (Figura 3).<\/p>\n\n\n\n

\u2022 Aumento del +500% di TQV [m\/s2<\/sup>]<\/strong>. Si tratta della vibrazione legata all\u2019azione di ingranamento. Associando questo trend di forte incremento al trend sostanzialmente costante dell\u2019indice RTD (vibrazione localizzata) \u00e8 possibile asserire che si tratta di un danneggiamento diffuso su tutta la dentatura, non un difetto a qualcosa di localizzato come ammaccatura o fessurazioni. (Figura 4).<\/p>\n\n\n\n

\u2022 Stazionariet\u00e0 degli indici RTD Pignone e RTD Corona [%].<\/strong> Si tratta di indicatori percentuali legati alla disuniformit\u00e0 di vibrazione tra denti dello stesso ingranaggio. Il fatto che tali valori rimangano costanti e ampiamente entro soglia \u00e8 indice di un problema generalizzato e non localizzato, come confermato dal pitting diffuso trovato sugli ingranaggi (Figura 5).<\/p>\n\n\n

\n
\"Una
Figura 4. Aumento del +500% di TQV [m\/s2<\/sup>]. <\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Conclusioni<\/h3>\n\n\n\n

Il test eseguito con VMGears DM di PEI VM<\/strong> ha permesso dunque di monitorare con precisione lo stato di salute della trasmissione e di interrompere il test prima di incorrere in danneggiamenti di maggiore severit\u00e0. Questa informazione \u00e8 di importanza strategica, per poter prevedere uno stop ispettivo ed evitare una rottura molto grave, dalla quale sarebbe impossibile risalire alla relativa causa scatenante.<\/p>\n\n\n\n

VMGears DM pu\u00f2 essere configurato in modo flessibile per monitorare:<\/p>\n\n\n\n

\u2022 sensori di altro tipo in aggiunta agli accelerometri (ad esempio termocoppie, coppie, sensori di imbrattamento olio);  <\/p>\n\n\n\n

\u2022 test di durata complessi, che coinvolgono pi\u00f9 punti operativi di giri e carico;<\/p>\n\n\n\n

\u2022 catene cinematiche complesse (cambi di velocit\u00e0, assali, motori elettrici, trasmissioni complete).<\/p>\n\n\n\n

VMGears DM va a completare la gamma VMGears composta da VMGears RD (Research & Development) e VMGears QC (Quality Control).<\/p>\n\n\n\n

VMGears RD (Research & Development) caratterizza le vibrazioni durante la fase di sviluppo prodotto (confronto tra prototipi, check soluzioni della concorrenza, check possibili problemi di integrazione in impianti\/veicoli).
VMGears QC (Quality Control) \u00e8 indicato per il controllo qualit\u00e0 del 100% dei prodotti in fase di collaudo End-Of-Line.
Indipendentemente dall\u2019ambito applicativo, gli algoritmi di analisi implementati in VMGears consentono di discriminare i componenti difettosi\/danneggiati da quelli sani, un fattore chiave quando si analizzano cinematiche complesse.
Lo stato di salute viene visualizzato in modo semplice e intuitivo, rendendo il sistema utilizzabile anche, e soprattutto, da non specialisti NVH.<\/p>\n\n\n

\n
\"Conclusioni\"<\/figure>\n<\/div>\n\n
\n
\"Conclusioni\"
Figura 5. Trend parametro RTD (indice di difetto localizzato su un dente dell\u2019ingranaggio) per Pignone (sopra) e Corona (sotto). I valori sono pressoch\u00e9 costanti nel corso dell\u2019intero test. <\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n
\n
\"Conclusioni\"
Figura 6. Dentatura soggetta a pitting diffuso, cos\u00ec come \u00e8 stata trovata nel momento del +500% dell\u2019indice TQV. I denti sono visibilmente danneggiati ma ancora lontani dal rischio rottura. <\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

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