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Guida preparazione ed ottimizzazione dei gear box per asg
Guida preparazione e ottimizzazione dei gear box
Questa guida è valida per la preparazione ottimizzazione di tutti i tipi di gear box , soprattutto quelli delle asg low cost ,e prevenzione dalle rotture o meglio allungamento della vita dei gear box . Per allungamento della vita del gear è principalmente indicata per i gear di versione II , che sono quelli soggetti più frequentemente a rotture ,ed anzi forse gli unici che si rompono (anche nelle versioni rinforzate), difatti l’altra versione più diffusa è la versione III ,ma in 20 anni di gioco, riparazioni ,smontaggi etc, non mi è mai capitato un gear di III generazione rotto.Le asg più soggette a queste rotture sono in primis la serie MP5 con gear box II Gen.,G3 ,Mc51 ,M4 ,M16 e così via.
Prima di iniziare qualche cenno alle rotture dei metalli , e sui motivi del perché si rompono.
Le rotture nei metalli si dividono in due categorie:
-Rotture istantanee(di norma avviene sugli ingranaggi rinforzati e pistoni, ma spesso per concomitanza di fattori)
-Rotture progressive a fatica(avviene sui gear box)
Per lunghe linee i fattori che accorciano la vita dei manufatti metallici sono:
-difetti di progettazione
-difetti di fabbricazione(inclusioni all’interno del metallo)
-intagli , spigoli vivi, fori ,cambi repentini di forma ,graffi , incisioni ,disomogeneità superficiali in genere(tutti questi fattori fungono da concentratori di sforzo)
-corrosione.
Per lunghe linee i fattori che allungano la vita di un manufatto metallico sono:
-metallo in lega
-trattamenti superficiali (brunitura,cromatura ,pallinatura ,lucidatura etc)
-assenza di discontinuità sulle superfici (più sono lucide e senza graffi o altro meglio è).
Qui di seguito una breve spiegazione sui difetti metallici :
Difetti dei materiali metallici.
Le rotture dei materiali, partono sempre da un difetto o disomogeneità del materiale. Il difetto o disomogeneità può essere interno o esterno, già intrinseco nel materiale durante il suo processo di formazione in fonderia, o indotto in sede di progettazione , o in servizio.
Per grandi linee tutti i materiali metallici, quando prodotti posseggono al loro interno dei difetti , che possono essere più o meno gravi in base alle qualità di lavorazione o produzione.
Pertanto si possono distinguere i seguenti difetti:
Difettti di produzione:
-Difetti formati durante le operazioni di fonderia o di fusione (formazione di lingotti o di pezzi finiti per getto), di solito i pezzi realizzati per fusione in getto sono i più fragili e soggetti a rotture.
-Difetti formatisi durante le lavorazioni plastiche(fucinatura,forgiatura, stampaggio, trafilature etc).
-Difetti formatisi durante il trattamento termico e di finitura
-Difetti formatisi durante la saldatura
Difetti di progetto:
-Difetti di progetto e nella selezione del materiale.(errori di calcolo,errori di forma,errori di valutazione)
Difetti di servizio:
-Difetti formatisi durante il servizio.
Tutti i difetti o disomogeneità , fungono da concentratori dello sforzo di tipo geometrico, di solito lo sforzo in presenza di difetti aumenta di 3-5 volte( esempio in presenza di fori 3 ), altre volte è ancora maggiore.
I concentratori di sforzo o sollecitazione e tempi di propagazione delle incrinature.
I concentratori di sollecitazione o sforzo, possono essere divisi in due grandi gruppi:
-Geometrico: (sia ben chiaro che non dipende dal tipo di materiale)
Possono essere a loro volta di due tipi:
Fabbricazione( fori, spigoli,filettature,saldature, brusche variazioni di forma)
Servizio(incrinature,intagli,graffi,corrosione).
-Microstrutturali: qui raggruppiamo tutti i difetti di fabbricazione del manufatto e sono insiti nel materiale dalla nascita per fusione.
Come regola generale tutte le brusche variazioni di forma creano aumenti di sforzo localizzati.
Volendo scrivere la formula dello sforzo applicato Delta esso si può distinguere in :
Delta reale= K x Delta applicato , dove K è il fattore di concentrazione.
Nel caso di un foro presente su una struttura sottoposto a un determinato sforzo o sollecitazione il valore di K =3 , lo sforzo reale su quel punto sarà pertanto Delta reale= 3 Delta .
Nella determinazione dello sforzo reale , assume molta importanza la forma del difetto , il difetto ideale è il foro circolare con raggio r regolare.
In caso di difetto a forma ellittica , dove i due raggi a e b sono a=2b , ed in caso di sforzo applicato in maniera ortogonale all’asse del raggio più lungo , K=5 , per cui in tali casi lo sforzo reale applicato , nel punto del difetto ellittico varrà 5 volte di più.
Man mano che ci si allontana dal centro del foro o ellisse lo sforzo reale diminuisce.
Nel caso di foro a ellisse con dimensioni come sopra, ma con orientamento opposto , e con sforzo incidente ortogonalmente al raggio più piccolo, il fattore K=2.
Pertanto la formula per calcolare il fattore di concentrazione K diventa:
K= 1+2 (a/b)
Questa formula è molto importante , perché ci fa capire la pericolosità delle incrinature in base alla applicazione dello sforzo o sollecitazione.
Nel caso di un incrinatura di lunghezza a molto stretta ,dove b=0 , in presenza di uno sforzo diretto in maniera ortogonale alla incrinatura stessa avremmo
K=1+2(a/0)= infinito
Ovvero ci troveremo in presenza di una situazione pericolosissima , dove la rottura del materiale è sicura ed che avverrà in tempi brevissimi.
Nel caso in cui lo sforzo sia applicato in maniera parallela alla incrinatura , il rapporto a/b=0 e K =1, ovvero la incrinatura avrà un avanzamento lentissimo.
Per cui il fattore di concentrazione degli sforzi:
-è un parametro geometrico, dipende dalla eccentricità (a/b) della lesione, dipende dall’orientamento della lesione rispetto allo sforzo applicato,
e non dipende dal materiale . K= 1+2 (a/b).
Il fattore di intensità degli sforzi Ki , misura l’effetto prodotto dallo sforzo applicato in presenza di un difetto di forma generica .
Ki=delta x F
Delta=sforzo
a=lunghezza della crinatura
F=fattore geometrico
Pertanto per allungare la vita al nostro gear box e quindi renderlo più resistente ed efficiente provvederemo a fare questi lavoretti , questi lavori sono utili per tutti i tipi di gear box .
Preparazione di un Gear Box
1-Se vogliamo lavorare per bene , rimuoviamo tutto dall’interno del gear box , e procediamo ad un lavaggio , per lavarlo possiamo utilizzare benzina,gasolio o benzina rettificata, oppure degli sgrassatori commerciali per uso domestico come lo chante e clear ed l’aiuto di uno spazzolino , quindi asciughiamo .
Qui in foto un gear nuovo, con la testa già lavorata, si notino le zone rilavorate tondeggianti alla testa del gear :
Allegato 239442
2.Modifica del gear nelle zone di probabile rottura, nei due angoli interni a spigolo vivo della zona di battuta del cilindro . Il punto di maggior stress e debolezza dei gear box è la zona anteriore dove è allocata la testa del cilindro .In questa zona si vengono a formare delle incrinature da fatica che dipartono dallo spigolo interno , proprio nel punto dove si poggia il cilindro di compressione, per poi propagarsi e rompere del tutto il gear box, successivamente la crepa si forma nello stesso punto superiore determinando in breve tempo il distacco totale del pezzo. Di norma la rottura interessa per prima la parte destra del gear box , poi è la parte sinistra a cedere. Quindi armiamoci di una lima a coda di topo piccola e procediamo ad eliminare gli spigoli/angoli vivi , fino a dare alla zona una forma tondeggiante. L’operazione deve essere ripetuta per i due angoli interni della zona anteriore di battuta del cilindro di compressione per entrambe le pacche del gear box.
Nella foto in basso le due frecce indicano le zone da lavorare,da notare che in questa zona sono presenti sia spigoli vivi, che cambi repentini di forma :
Allegato 239443
2.Modifica del gear nelle zone di probabile rottura, nei due angoli interni a spigolo vivo della zona di battuta del cilindro . Il punto di maggior stress e debolezza dei gear box è la zona anteriore dove è allocata la testa del cilindro .In questa zona si vengono a formare delle incrinature da fatica che dipartono dallo spigolo interno , proprio nel punto dove si poggia il cilindro di compressione, per poi propagarsi e rompere del tutto il gear box, successivamente la crepa si forma nello stesso punto superiore determinando in breve tempo il distacco totale del pezzo. Di norma la rottura interessa per prima la parte destra del gear box , poi è la parte sinistra a cedere. Quindi armiamoci di una lima a coda di topo piccola e procediamo ad eliminare gli spigoli/angoli vivi , fino a dare alla zona una forma tondeggiante. L’operazione deve essere ripetuta per i due angoli interni della zona anteriore di battuta del cilindro di compressione per entrambe le pacche del gear box.
Nella foto sotto si può vedere il lavoro completato, con lo spigolo trasformato in zona tondeggiante.
Allegato 239444
3.Controlliamo ora le zone di scorrimento interno del gear box, le guide pistone e le guide asta guidamolla .In queste zone spesso sono allocate dei difetti di fusione con formazione di gobbe o di ribave da fusione, se ci sono queste vanno eliminate. Spesso quelle sulle guide pistone sono abbastanza noiose da eliminare perché abbastanza spesse, qui di norma è meglio utilizzare il dremel con una fresetta piccola, bisogna lavorare facendo attenzione ad eliminare solo il materiale inutile, in altri modi si può procedere con una lima piccola , a forma quadra o semitonda , per piccole ribave da fusione è sufficiente una carta abrasiva a grana grossa tipo una 300.Eliminate le anomalie, si lucida la zona con carta abrasiva 400 e poi a finire con dello scothbrite , i puristi possono lucidare a specchio con dremel e pasta abrasiva,ma vi assicuro che è sufficiente la lucidatura con scothbrite. La finitura lucida e l’assenza di disomogeneità migliorerà lo scorrimento del pistone ,con aumenti di efficienza di compressione e velocità di rilascio del pistone stesso.
Le frecce in foto indicano i punti da smussare con la lima.
Allegato 239445
Sui gear box di II generazione con finestra sulle guide pistone ,conviene smussare anche la guida nella zona della finestra avanti e dietro in modo tale da prevenire qualsiasi impuntamento del pistone in questa zona , si procede con una lima piccola semitonda e poi si rifinisce con carta abrasiva.
Nella foto il lavoro finito.
Allegato 239447
4.Controlliamo ora la sede delle boccole, di solito i gear box low cost ,presentano anche qui ribave da fusione o da foratura che devono essere eliminate, levigate anche le zone che possono venire a contatto con gli ingranaggi. Ripulite il tutto e quindi ingrassate correttamente.
Il lavoro di preparazione ed ottimizzazione del gear è finito.
Allegato 239446
