Cause del surriscaldamento del cambio nelle macchine agricole e come risolverle

Qual è la temperatura massima consentita per un cambio?

Un cambio agricolo che funziona a temperatura di esercizio normale sarà caldo al tatto, circa 50-70 °C, e questo è del tutto normale. Un cambio che si surriscalda a tal punto da non poter tenere la mano contro l'alloggiamento per più di due o tre secondi ha superato i 70 °C circa e si sta avvicinando al limite termico della maggior parte degli oli per ingranaggi. Un alloggiamento troppo caldo per essere toccato indica una temperatura di 80 °C o superiore, una condizione che degrada attivamente l'olio, accelera l'usura dei cuscinetti e riduce la durata del cambio con ogni minuto di funzionamento continuato.

Il surriscaldamento del cambio ha un numero limitato di cause principali, ognuna delle quali produce una serie di sintomi riconoscibili. Analizzarle in ordine permette di individuare il problema più rapidamente rispetto alla sostituzione casuale dei componenti.

Un alloggiamento troppo caldo per essere tenuto in mano indica temperature di esercizio che degradano il film d'olio e accelerano contemporaneamente l'usura dei cuscinetti e dei denti degli ingranaggi.

Causa 1: Livello dell'olio basso

Il basso livello dell'olio è la causa più comune di surriscaldamento del cambio ed è la prima cosa da controllare. L'olio svolge due funzioni contemporaneamente: lubrifica le superfici di contatto tra i denti degli ingranaggi e i cuscinetti e trasferisce il calore da queste superfici alle pareti dell'alloggiamento, dove viene dissipato nell'aria circostante. Quando il livello dell'olio scende al di sotto del minimo, entrambe le funzioni vengono compromesse. Il calore generato dall'ingranamento e dal contatto dei cuscinetti si accumula più velocemente di quanto il ridotto volume d'olio possa dissiparlo, producendo un rapido aumento della temperatura anche in condizioni di carico normali.

Controllare il livello dell'olio con il cambio nella sua normale posizione di lavoro e l'attrezzo fermo. Rimuovere il tappo di livello: sulla maggior parte dei cambi agricoli si tratta del tappo filettato più in alto sull'alloggiamento. L'olio dovrebbe essere visibile sul fondo del foro del tappo. Se il livello è basso, aggiungere l'olio della gradazione corretta fino a quando non fuoriesce dal foro del tappo, quindi ricontrollare la presenza di perdite che potrebbero aver causato la diminuzione del livello. Un cambio che perde regolarmente olio presenta una perdita da una guarnizione o dal tappo che deve essere riparata, non semplicemente rabboccata ripetutamente.

Causa 2: Viscosità o grado dell'olio errati

Una viscosità dell'olio troppo bassa per la temperatura di esercizio non consente di mantenere un film lubrificante adeguato tra i fianchi dei denti degli ingranaggi e le piste dei cuscinetti, permettendo il contatto metallo-metallo e la generazione di calore per attrito. Un olio troppo denso per le condizioni di avviamento a freddo crea perdite eccessive per agitazione, poiché ingranaggi e cuscinetti strisciano nell'olio, generando calore anche prima dell'applicazione del carico. Entrambe le condizioni producono un aumento della temperatura di esercizio, ma attraverso meccanismi opposti.

Viscosità corretta in base al tipo di cambio e al clima

Nei riduttori a ingranaggi conici ed elicoidali delle macchine agricole, si richiede in genere olio per ingranaggi SAE 80W-90 o 85W-140 GL-5. Nei climi tropicali o con temperature estive elevate, dove le temperature ambiente superano regolarmente i 35°C, l'olio 85W-140, con la sua maggiore viscosità, garantisce uno spessore del film lubrificante migliore alla temperatura di esercizio. I riduttori a vite senza fine richiedono un olio specifico per ingranaggi a vite senza fine, comunemente ISO VG 220 (climi più freddi) o ISO VG 460 (climi caldi), poiché la loro meccanica a contatto radente genera più calore rispetto agli ingranaggi a rotolamento e richiede oli con additivi filmogeni più efficaci. L'utilizzo di un olio per ingranaggi GL-5 standard in un riduttore a vite senza fine è una causa diretta di surriscaldamento e usura accelerata della ruota elicoidale.

Causa 3 — Implementare il funzionamento oltre il ciclo di lavoro nominale

Ogni riduttore per attrezzi agricoli ha un ciclo di lavoro nominale, ovvero la percentuale di tempo di funzionamento a pieno carico che il riduttore è progettato per sostenere prima di richiedere un intervallo di raffreddamento. Un riduttore per trinciatrice rotativa progettato per il funzionamento continuo alla massima potenza della presa di forza può funzionare indefinitamente a quel carico. Un riduttore progettato per il funzionamento intermittente, come ad esempio un riduttore per spandiconcime progettato per brevi passaggi di spargimento con intervalli di spostamento, si surriscalderà se utilizzato continuamente a pieno carico oltre il suo ciclo nominale.

Consultare il manuale dell'attrezzo per eventuali limitazioni relative al ciclo di lavoro o all'uso continuo. Se il surriscaldamento del riduttore è iniziato in seguito a un cambiamento delle modalità operative (passaggi continui più lunghi, portate maggiori o un trattore più potente rispetto a quello per cui l'attrezzo era stato originariamente progettato), la causa più probabile è il superamento del ciclo di lavoro. La soluzione consiste nel ridurre l'intensità operativa (velocità di avanzamento inferiore, larghezza di lavoro minore, pause più frequenti) oppure nell'installare un riduttore con una maggiore capacità di lavoro continuo.

Causa 4: Ventilazione bloccata o limitata

Gli alloggiamenti dei riduttori dissipano il calore attraverso la loro superficie esterna. Qualsiasi ostruzione che riduca il flusso d'aria sull'alloggiamento – residui colturali accumulati, fango, alette ostruite dalla polvere o un pannello di protezione dell'attrezzo che intrappola il calore contro l'alloggiamento – riduce l'efficacia del raffreddamento. In alcuni casi, uno strato di materiale vegetale essiccato sottile come 10-15 mm può ridurre la dissipazione del calore a tal punto da spingere un riduttore già al limite nel surriscaldamento durante un lungo passaggio sul campo.

Pulire tutte le superfici dell'alloggiamento, le alette di raffreddamento e i canali dell'aria prima dell'inizio di ogni stagione operativa e dopo ogni sessione in condizioni che abbiano prodotto un notevole accumulo di detriti. Ciò è particolarmente importante per i riduttori racchiusi all'interno dei portautensili o dei pannelli di protezione: raggiungere l'interno del portautensili con una spazzola o con aria compressa per rimuovere il materiale accumulato dalle superfici dell'alloggiamento.

Causa 5: guasto del cuscinetto o precarico eccessivo.

I cuscinetti usurati, danneggiati o precaricati in modo errato generano calore per attrito, oltre al calore prodotto dall'ingranamento degli ingranaggi. Un cuscinetto che ha perso il suo film lubrificante, che presenta vaiolature sulla pista o sugli elementi volventi, o che funziona con un gioco interno insufficiente (precarico eccessivo dovuto a un serraggio eccessivo durante il rimontaggio) si surriscalderà indipendentemente dal carico sul riduttore. Questo calore generato dal cuscinetto si aggiunge direttamente al calore prodotto dall'ingranamento degli ingranaggi, portando la temperatura totale al di sopra dell'intervallo di sicurezza.

Individuare quale cuscinetto si sta surriscaldando

Dopo un breve funzionamento a basso carico, toccare la superficie dell'alloggiamento in prossimità di ciascun cuscinetto dell'albero: un cuscinetto che si surriscalda in modo significativo rispetto al resto della superficie dell'alloggiamento è in fase di guasto. I termometri a infrarossi consentono un confronto preciso tra le diverse posizioni dei cuscinetti senza rischio di contatto in prossimità di parti rotanti. Se una posizione del cuscinetto è visibilmente più calda delle altre, l'albero corrispondente deve essere rimosso e il cuscinetto ispezionato. Un cuscinetto che presenta una colorazione bluastra sulla pista esterna o sugli elementi volventi ha subito un surriscaldamento tale da alterare la tempra del metallo: deve essere sostituito anche se appare altrimenti integro.

Causa 6: Olio contaminato o degradato

L'olio che è stato utilizzato oltre l'intervallo di cambio, che si è contaminato con acqua o che è stato degradato da un funzionamento prolungato ad alto carico perde le sue proprietà filmogene e di trasferimento del calore. L'olio degradato ha di fatto una viscosità inferiore alla temperatura di esercizio rispetto alla sua gradazione nominale, producendo lo stesso schema di surriscaldamento che si avrebbe utilizzando fin dall'inizio una gradazione errata. Se l'intervallo di cambio dell'olio è stato superato o l'olio appare scuro, lattiginoso o metallico, sostituirlo indipendentemente da quanto tempo fa siano state indagate le altre cause. L'olio fresco della gradazione corretta ha risolto molti problemi di surriscaldamento che sembravano richiedere la sostituzione del cambio.

Domande frequenti