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utte le aziende che producono riduttori a ingranaggi hanno uno strumento per il calcolo delle prestazio-ni dei loro prodotti, validato e consolidato nel tempo. Questi software nacquero ai tempi del DOS, in GW BASIC, o anche prima. Avere in uffi cio tecnico uno strumento veloce, che fornisca dati ripetibili e che utilizzi un metodo di cal-colo ben preciso e codifi cato, e fornire al servizio commerciale un programma di selezione e calcolo che permetta di fornire al cliente risposte affi dabili in tempi brevi sono i motivi che hanno portato allo svi-luppo di questi software.

Chi realizza riduttori ad assi paralleli ed ortogonali ha general-mente una libreria abbastanza ampia di software, chi invece, co-me Dinamic Oil, produce riduttori epicicloidali ha generalmente un unico programma con una struttura a database, per via della componibilità dei singoli stadi. Oggi molti di questi software sono scritti in Visual Basic 6 e han-no un database su Access o più semplicemente su Excel. Le relazioni matematiche alla base di questi programmi sono ge-neralmente conformi alle normative ISO, DIN o AGMA con al-cune piccole semplifi cazioni spesso dettate da problemi di pro-

grammazione. Dal punto di vista applicativo queste semplifi ca-zioni non sono un problema, perché le aziende hanno tarato e ottimizzato le relazioni matematiche nel corso degli anni, diven-tano invece uno scoglio quando ci si deve confrontare con i cal-coli fatti da enti navali, con clienti che hanno uffi ci di calcolo mol-to specializzati, ma soprattutto quando ci sono aggiornamenti delle normative. Le richieste degli enti certifi catori, l’aggiornamento e la costan-te evoluzione delle normative determinano quindi la necessità di fare aggiornamenti del codice dal punto di vista delle formu-le e delle relative norme di calcolo. L’obsolescenza dell’ambien-te di sviluppo che rischia di non essere più compatibile con i si-stemi operativi Windows a 64 bit ne richiederebbe invece la to-tale riscrittura.Da queste semplici considerazioni nasce, all’interno degli uffi ci tecnici, la necessità di rivolgersi a software house specializzate nella realizzazione di programmi di calcolo. L’aggiornamento dello strumento di calcolo non è però solo una questione matematica e di programmazione, può comportare anche una serie di problemi tecnici, commerciali e di rappor-ti con i clienti. Il nuovo software dovrà fornire più tipi di risulta-ti: quello concorde con il vecchio software, quello conforme al-

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OTTIMIZZAZIONEdi un riduttore epicicloidale

Massimiliano Turci, Studio Tecnico TurciEris Lanciotti, Dinamic OilEmanuele Longhi, Dinamic Oil

DINAMIC OIL, DA 45 ANNI PRODUTTORE ITALIANO DI ARGANI PER SOLLEVAMENTO E RIDUTTORI EPICICLOIDALI, HA IMPLEMENTATO IL PORTALE “KISSSYS WEB” PER IL CALCOLO DEI RIDUTTORI EPICICLOIDALI, IN SOSTITUZIONE DI UN PRECEDENTE SOFTWARE. VENGONO DETTAGLIATE LE MOTIVAZIONI, LE POTENZIALITÀ, L’UTILIZZO E I VANTAGGI DEL NUOVO SISTEMA.

Fig. 1 - Riduttore epicicloidale Dinamic Oil.

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le norme più recenti e quello richiesto e accettato dai diversi enti certificatori. Nel caso di nuove applicazioni, il servizio commer-ciale si dovrà avvalere direttamente del nuovo metodo di calcolo. Dovrà invece poter fare confronti tra il metodo vecchio e il me-todo nuovo quando siano già note sia l’applicazione del cliente sia l’affidabilità del riduttore già utilizzato da anni in tale conte-sto. Compito della rete vendita è infatti quello di proporre la mi-glior soluzione al cliente, dal punto di vista tecnico ed economi-co, a partire dalle informazioni disponibili. Tali informazioni non sono solo i dati dell’applicazione e le formu-le di calcolo, ma anche l’esperienza di abbinamento fra prodot-to e applicazione.Quanto descritto è quello che è successo in Dinamic Oil: l’azien-da emiliana produttrice di riduttori epicicloidali (Fig. 1) ha deci-so di migrare il proprio software di calcolo sulla piattaforma web della KISSsoft.I principali vantaggi di questa scelta sono stati:• installazione centralizzata e protetta su un server web. In que-sto modo il database con la geometria e le prestazioni dei ridut-tori non è più duplicato e disperso su tanti pc e portatili con con-seguenti problemi di manutenzione e sicurezza,• allineamento costante del software alle ultime versioni delle normative: per quanto riguarda questo aspetto KISSsoft è noto-riamente sempre all’avanguardia,• utilizzo di un unico software per il calcolo di tutti i componenti del riduttore e non solo per ingranaggi e cuscinetti. KISSsoft in-fatti ha moduli specifici per la verifica dell’albero, il calcolo di ac-coppiamenti scanalati e delle flangiature bullonate,• maggiore rapidità nel produrre l’offerta per il cliente già com-pleta del report di calcolo conforme alle richieste degli enti certi-ficatori, cioè maggiore competitività e minor time to market. L’im-plementazione di un software di questo tipo (un portale web, con accesso riservato, che permetta il calcolo di durata di tutte le combinazioni di riduttori) è anche l’occasione per fare ordine• nel database aziendale degli stadi dei riduttori, che negli anni hanno subito revisioni, • nei criteri di calcolo “storici” usati anche per realizzare il catalogo. È anche occasione per condividere il know-how fra generazioni: il “giovane ingegnere” che segue l’implementazione di KISSsys deve spesso chiedere al “capo” quali coefficienti sono stati usa-ti a suo tempo per calcolare gli ingranaggi o i cuscinetti. Questo porta a una maggiore consapevolezza di quello che è il prodot-to e alla definizione di uno standard aziendale di calcolo condi-viso fra più persone.

KISSsys WEBNello specifico della Dinamic Oil, l’accesso al portale, denomina-to Diesis, avviene su internet, tramite connessione protetta. Può essere quindi effettuata anche da un tablet, in cantiere o duran-te una riunione dal cliente.Dopo che l’utente ha inserito le proprie credenziali (Fig. 2), l’inter-faccia presenta l’elenco dei riduttori disponibili (Fig. 3). Tale elen-co è in funzione del gruppo di appartenenza dell’utente: il reparto commerciale vede solo i prodotti standard (cioè quelli a catalogo),

Fig.2 - Pagina iniziale con la richiesta di login.

Fig.3 - Pagina con l’elenco dei riduttori a sinistra e i dati da compilare per il calcolo delle prestazioni al centro.

Fig. 4 - Report di calcolo a video.

Fig. 5 - Report di calcolo in formato PDF.

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l’uffi cio tecnico vede invece anche gli speciali e la possibilità di confi gurare liberamente la sequenza di stadi e rapporti.Dopo aver selezionato o confi gurato il riduttore, appare una ma-schera con i dati da inserire, dati che riguardano sia la geome-tria (rapporto, tipo di funzionamento ruota/riduttore), sia l’appli-cazione (coppia, numeri di giri, fattore di applicazione, spettro e durata o classe FEM richiesta). Fra i dati compare anche l’ente certifi catore, in modo da defi nire i vari fattori, come KHβ e Kγ, e le sicurezze minime, in funzione proprio delle specifi che dell’en-te che dovrà certifi care il prodotto e il calcolo.In questa fase è possibile indicare le normative di calcolo ISO, DIN, AGMA o i criteri adottati dal precedente software.Dopo aver inserito quanto richiesto, l’utente clicca sul tasto “cal-cola” e il server elabora la richiesta.Tutto il calcolo avviene sul server, nel quale è installato KISSsys e che contiene i fi les di KISSsoft di ingranaggi, alberi, cusci-netti, scanalati e frangiature. Il server è protetto con crittografi a HTTPS e fi rewall. L’archivio aziendale è quindi al sicuro.All’utente viene presentato, sempre sull’interfaccia web, un re-port di calcolo con i risultati (Fig. 4), scaricabile anche in forma-to PDF (Fig. 5).Il calcolo così eseguito può essere spedito dal servizio commer-ciale al cliente per formulare l’offerta o può essere affi nato da un tecnico. Infatti l’uffi cio tecnico accede allo stesso calcolo dal-la sezione “Storico” (Fig. 6) e lo può ricaricare sul portale web o addirittura sull’interfaccia standard di KISSsys (Fig. 7).Oltre al report di calcolo, l’utente può scaricare anche il disegno DXF del riduttore (Fig. 8), realizzato sempre dal server in tempo reale, dopo aver specifi cato il tipo di ingresso e di uscita.

Il motore di calcoloCome già detto, KISSsoft è un software che permette il calcolo a fatica dei componenti di macchine a partire dalla loro geome-tria, KISSsys è invece l’ambiente di modellazione dell’intero ri-duttore a livello di cinematismo e confi gurazione. I calcoli a resi-stenza dei singoli elementi presenti nel modello di KISSsys sono eseguiti da KISSsoft, il vero motore di calcolo di tutto il sistema.In particolare KISSsoft permette il calcolo delle sicurezze e del-la durata di ingranaggi cilindrici secondo diverse normative, ge-neralmente la più usata è la più recente ISO 6336. Per gli ingra-naggi conici, con geometria secondo le specifi che macchine di taglio di origine tedesca o americana defi nite nella ISO 23509, vengono usate le norme di calcolo ISO10300 o AGMA 2003, de-rivate dalle rispettive metodologie.Per il calcolo a fatica degli gli alberi è possibile selezionare la norma DIN 743, molto diffusa e accettata dagli enti certifi catori. È disponibile anche il metodo FKM, molto affi dabile e approfon-dito sugli spettri di carico. È eventualmente possibile utilizzare l’AGMA 6001, molto simile al metodo attualmente insegnato in alcuni atenei. È quasi inutile ricordare che non sono più in vigore le “classiche” UNI 10011 e UNI 7670. Per il calcolo dei cuscinetti, KISSsoft utilizza la ISO 281 (il me-todo classico descritto in tutti i cataloghi), tenendo anche conto

Fig. 6 - Elenco dei calcoli effettuati sul portale WEB, ogni calcolo è ripetibile o esportabile in KISSsys.

Fig. 8 - Disegno DXF del riduttore, generato dal portale.

Argani per sollevamento e riduttori epicicloidaliFondata nel 1970, Dinamic Oil è un produttore italiano di argani per sollevamento e riduttori epicicloidali. Con 45 anni di esperienza costantemente migliorata attraverso l’attività di ricerca e sviluppo, Dinamic Oil ha sviluppato un “pensiero fl essibile” che le permette di offrire soluzioni personalizzate per applicazioni industriali e macchine semoventi.Dinamic Oil, con sede a Modena, ha consolidato la sua posizione sul mercato internazionale, dove ora ha tre unità produttive, 8 fi liali in Europa, America e Asia e una vasta rete di distributori in tutto il mondo.

Fig. 7 - Modello di calcolo sull’interfaccia nativa di KISSsys.

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delle impurità dell’olio (vita corretta). Un calcolo molto più avan-zato parte invece dalla geometria interna del cuscinetto, come descritto nelle ISO 16281.Fra le novità più importati di KISSsoft, che verranno gradualmente implementate nel portale Dinamic Oil, ci sono il calcolo dettagliato dei due fattori KHβ e Kγ. Infat-ti KISSsoft, oltre a utilizzare le formule semplificare definite nel-le norme, può tener conto delle deformate effettive dei vari com-ponenti, in particolare di:• portasatellite, grazie al FEM direttamente disponibile in KISS-soft (Fig. 9) o ai risultati di un FEM esterno, • ingranaggi, tramite un’analisi del contatto molto precisa, che permette di verificare l’efficacia delle modifiche microgeometri-che (come spoglia di testa e bombatura) proposte dal KISSsoft stesso per ottimizzare il contatto (Fig. 10).• perni e solare, con le formule della scienza delle costruzioni, indicate nelle norme (Fig. 11),• cuscinetti, grazie alla ISO 16281 che ne calcola la rigidezza in funzione della geometria interna (Fig. 11).

I passi dell’implementazioneIl progetto di migrazione al nuovo sistema di calcolo integrato “KISSsys web”, per tutti i modelli degli stadi epicicloidali della Di-namic Oil, ha richiesto le seguenti attività: • analisi delle funzioni disponibili nel software precedentemente utilizzato, • definizione delle specifiche del nuovo portale, • pianificazione delle risorse (hardware, software e umane) da impiegare,• formazione del personale tecnico su KISSsoft e KISSsys,• popolamento delle tabelle con le configurazioni e combinazio-ni dei riduttori, • creazione dei singoli file di calcolo di KISSsoft,• creazione dei modelli di calcolo di KISSsys e sviluppo delle funzioni di calcolo previste,• configurazione dell’interfaccia web,• presentazione del portale agli utenti finali,• debug e approvazione di ogni singola fase, prima di procedere alla successiva.La sinergia e sintonia fra il personale delle Dinamic Oil e i tecni-ci della KISSsoft ha portato alla rapida conclusione del progetto.

ConclusioniLa scelta della motorizzazione tecnicamente giusta è la condi-zione determinante per risultati affidabili ed economici. La scelta del portale “KISSsys web” per il calcolo dei riduttori epicicloida-li dimostra la volontà di Dinamic Oil di affrontare i sempre più re-pentini mutamenti della domanda attraverso la costante innova-zione di prodotto e di processo, anche con la pubblicazione sul “cloud” di uno strumento di selezione e calcolo.KISSsoft si è dimostrato ancora una volta il partner ideale per le competenze tecniche in entrambi gli ambiti informatico e mecca-nico, mantenute costantemente aggiornate anche grazie alla col-laborazione con i clienti, alle attività di ricerca e alla partecipazio-ne alle commissioni che si occupano di normativa.

Fig. 9 - Modello del portasatellite realizzato con il FEM presente in KISSsoft.

Fig. 10 - Analisi del contatto in KISSsoft.

Fig. 11 - Calcolo di alberi e cuscinetti in KISSsoft.

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