Meccanica Off Limits – Riparazione del finale della catena cinematica della trasmissione del Land Rover Defender 110 2.4 td4 Puma – Parte 6: Analisi della componentistica al banco

Rubrica: Meccanica Off Limits

Titolo o argomento: La mia follia di utilizzo tra l’estremo conservativo dell’endurance e quello agonistico della prestazione pura, breve, intensa…

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Prima di concludere la lunga galleria fotografica che ha accompagnato l’intero rimontaggio della trasmissione anteriore (con particolare riferimento al lato destro comprensivo del mozzo, portamozzo, cuscinetti, sistema di sterzo a boccia, sistema frenante, ecc.) vorrei per completezza includere degli scatti che mostrano alcuni dettagli secondo me meritevoli di ulteriori attenzioni.

Ricordate la foto in evidenza nel secondo articolo di questa rubrica “Analisi delle cause del guasto”, ricordate la “colata” del semiasse? Nelle foto che seguono è possibile osservare nel dettaglio come si presentava la situazione posteriormente, all’interno dei cuscinetti e della sede dei cuscinetti.

Mi riferisco in particolar modo al campione di smeriglio derivato dalla rottura per torsione del semiasse anteriore destro (e successiva abrasione per il forte attrito generatosi tra le parti separate) costretto a sopportare una coppia motrice eccessiva durante i trasferimenti di carico in piena accelerazione (impiego per il quale il veicolo, giustamente, non è progettato). La polvere metallica raccolta, in sostanza, costituisce buona parte di ciò che prima era la sezione di semiasse integra.

Mi riferisco anche alla devastazione della gabbia dei rulli del primo cuscinetto della coppia (investita dalla polvere di smeriglio), al conseguente violento attrito generatosi tra i rulli con fusione degli stessi deformati e abrasi, fino al cedimento delle zone del mozzo che ospitavano i track dei cuscinetti. Per non parlare poi dell’invasiva azione meccanica richiesta per rimuovere rondella e dado, che fermano il semiasse nella sua precisa posizione, documentata dalle foto in cui si vedono il dado e la rondella separati rispettivamente in 3 e 2 parti (come abbiamo visto nei precedenti articoli, operazioni fondamentali da compiere per separare le parti deformate, ingranate, fuse tra loro a causa del proseguimento di marcia per oltre 50 km).

Foto 1: Lo smeriglio

La notevole quantità di polvere di smeriglio raccolta nel barattolo altro non è che il prodotto dell’attrito tra le due porzioni di semiasse separatesi per torsione, parte della gabbia a rulli del primo cuscinetto (il più esterno dei due, quello vicino al dado) e parte dei rulli disintegrati.
Ci tengo a precisare che in questo specifico caso la rottura non è partita dal cuscinetto, come molti tendono a pensare, per poi propagarsi agli organi circostanti. La rottura è partita dal cedimento per torsione da parte del semiasse (una serie rinforzata) per le enormi sollecitazioni impartite dall’elevata coppia motrice espressa con particolari tecniche di guida. Nei primi chilometri dopo la rottura i cuscinetti stavano funzionando ottimamente, poi la polvere di smeriglio ha provocato i danni che abbiamo visto lungo gli articoli di questa sfiziosa rubrica (sfiziosa per chi ama la meccanica fin dentro le sue viscere).

Foto 2 – 3 – 4: I rulli del cuscinetto esterno

I rulli del primo cuscinetto (il secondo era illeso) hanno incontrato differenti destini. Alcuni si sono letteralmente sbriciolati, altri si sono fusi e uniti tra loro, altri ancora si sono fusi e si sono uniti sia tra loro sia con il track del cuscinetto.

Foto 5: Il cuscinetto esterno (quel che ne rimane)

Dimensionato ottimamente ha sopportato tutto quel che ha potuto per un esubero di chilometri, oltre 50 (a bassissima velocità) dopodiché il cedimento definitivo ha mandato la ruota fuori campanatura. Desidero ricordare che la scelta migliore (nonché economicamente più conveniente) sarebbe stata quella di fermarsi all’istante, caricare il Defender su un carrello e portarselo in officina per sostituire il solo semiasse, i paraoli, le viti e le guarnizioni, nonché i vari grassi e lubrificanti necessari. Tuttavia ho voluto fare un test, come ho sempre fatto anche su auto e moto da corsa, per studiare e conoscere fino in fondo la natura del progetto (deformazione professionale).
Non fatelo mai! Mai in nessun caso! Lo sconsiglio nel modo più rigoroso, assoluto e categorico possibile. Io stesso non ripeterò mai più una prova simile.

Foto 6 – 7: Il dado e la rondellona

Non presentano particolari stress legati alle sollecitazioni che si sono verificate, tuttavia la deformazione del fusello (sotto il carico impresso non vincolato ed il calore generato) e la sua conseguente ovalizzazione hanno impedito il normale svitamento del dado e la normale estrazione della rondellona (anch’essi leggermente ovalizzati ma privi di segni di innesco di rotture).

Foto 8: La sede dei track dei cuscinetti nel mozzo

Il track del cuscinetto in questione, quello esterno, ruotava liberamente nella sua sede all’interno del mozzo. E’ impressionante se si pensa che per inserire un track in un mozzo sono necessari un martello con una buona massa e un attrezzo specifico per guidare l’inserimento reso, necessariamente, difficoltoso dall’interferenza dei diametri (il diametro del track è maggiore di diversi centesimi di millimetro rispetto a quello della sede per assicurarne il bloccaggio).

Continua…

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Meccanica Off Limits – Riparazione del finale della catena cinematica della trasmissione del Land Rover Defender 110 2.4 td4 Puma

Parte 1: Intro
Parte 2: Analisi delle cause del guasto
Parte 3: Smontaggio dell’assieme
Parte 4: Smontaggio speciale delle parti danneggiate
Parte 5a: Assemblaggio del nuovo assieme a regola d’arte – Distinta materiali
Parte 5b: Assemblaggio del nuovo assieme a regola d’arte – Boccia di sterzo
Parte 5c: Assemblaggio del nuovo assieme a regola d’arte – Fusello
Parte 5d: Assemblaggio del nuovo assieme a regola d’arte – Mozzo e cuscinetti
Parte 5e: Assemblaggio del nuovo assieme a regola d’arte – Assale
Parte 6: Analisi della componentistica al banco
Parte 7: Conclusioni
Parte 8: Curiosità
Parte 9: Sicurezza

Meccanica Off Limits – Riparazione del finale della catena cinematica della trasmissione del Land Rover Defender 110 2.4 td4 Puma – Parte 4: Smontaggio speciale delle parti danneggiate

Rubrica: Meccanica Off Limits

Titolo o argomento: La mia follia di utilizzo tra l’estremo conservativo dell’endurance e quello agonistico della prestazione pura, breve, intensa…

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Ora viene il bello. L’unità che trasmette il moto alla ruota anteriore destra è finalmente separata dal ponte anteriore e si trova sul banco pronta per un’attenta analisi e una possibilità di intervento molto più articolata. Se si osserva attentamente la prima foto (in basso) si evince che il portamozzo non ha più sezione circolare bensì ovale. Sotto l’azione intensa del calore estremo, che ha sviluppato temperature da fonderia, e della sollecitazione meccanica, il portamozzo ha subito una deformazione non trascurabile. Trattandosi di un pezzo da sostituire il problema non si porrebbe se non fosse che lo smontaggio del mozzo passa per un dado che, ovviamente, non può essere svitato lungo una sezione ellittica.

Dado e rondella

Con punte in acciaio super rapido (hss), quelle al cobalto per intenderci, ho rudemente praticato tre fori su tre vertici del dado così da indurre un importante indebolimento dello stesso. In tal modo esso ha ceduto aprendosi sotto una ridotta azione meccanica, come si può notare nella seconda foto (in basso). Se il dado, piuttosto “tenero” (appositamente siffatto per garantire un’ottima tenuta al serraggio controllato) non ha opposto particolare resistenza all’estrazione, la stessa cosa non può dirsi della rondella, decisamente più tenace e nettamente più dura da penetrare. Forarla in modo corretto è stato possibile solo con punte di alta qualità e, anche quando l’ho suddivisa in due semilune, le difficoltà non sono mancate. La semiluna inferiore era infatti bloccata a causa della deformazione del portamozzo (terza foto in basso nella quale si vede in posizione superiore perché il gruppo del mozzo è ribaltato sul banco), inoltre i fori operati avevano generato delle bave posteriormente che ingranavano leggermente sul cuscinetto. Per non parlare dello smeriglio (aspirato e campionato, sarà visibile nelle foto del seguito di questa rubrica) finito praticamente in ogni interstizio possibile immaginabile che rendeva oltremodo difficoltosa ogni operazione che coinvolgeva la separazione per scorrimento di due parti.

Cuscinetto esterno

Mi riferisco in particolar modo agli anelli interni dei due cuscinetti e, ancor di più, all’anello interno del cuscinetto esterno, ovvero quello dei due gravemente sollecitato e completamente distrutto. Questo era invaso di smeriglio (inteso nella forma gergale come polvere di metallo prodotta dall’abrasione marcata di un organo meccanico, non come corindone, il minerale impiegato nelle officine di rettifica ad esempio per il ripristino delle sedi valvole) proveniente dal semiasse spezzato in prossimità della flangia di trasmissione. L’infiltrazione di questa polvere metallica era tale nel cuscinetto che ho dovuto ricorrere ad un estrattore per la sua rimozione anche se, in questo tipo di mozzo, in una ordinaria manutenzione, i cuscinetti si possono tranquillamente inserire e rimuovere a mano.

Fusione e completa rottura

Sono a mio avviso fantastiche le tre foto finali (in basso) che mostrano alcune particolari curiosità. La gabbia a rulli è completamente devastata e fuorisede. Poco male, era immaginabile, ma i rulli praticamente fusi in un sol pezzo destano una certa impressione. Ma non solo, se si pensa che l’anello esterno del cuscinetto va inserito nella sua sede all’interno del mozzo con un apposito utensile preformato e spinto sotto l’azione del martello, vederlo libero di ruotare e abraso (così come è abrasa la relativa sede nel mozzo, vedi il secondo articolo di questa rubrica, link correlati in basso), lascia intendere che razza di sollecitazione estrema si sia generata quando lo smeriglio ha distrutto il cuscinetto, inchiodando i rulli, fondendoli, saldandoli all’anello esterno e costringendo quest’ultimo ad iniziare a muoversi ruotando all’interno del mozzo… Un disastro. Più probabilmente la ragione per cui sul manuale d’uso e manutenzione è segnalato di arrestare immediatamente il mezzo non appena si verifica un guasto importante. E pensare che dopo 50 km riuscivo ancora a camminare (naturalmente ad una velocità che rasenta il passo d’uomo) portando a destinazione le persone a bordo ed il carico. Super : )

Analisi

Andiamo ora a vedere da vicino tutte le parti prese singolarmente cercando di catturare più dettagli possibili (e di ricordarmi che mai più compirò una prodezza simile pur conservando la consapevolezza che, se dovesse presentarsi una questione d’emergenza inderogabile, potrei anche osare un pelino, magari non così tanto).

Continua…

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Parte 1: Intro
Parte 2: Analisi delle cause del guasto
Parte 3: Smontaggio dell’assieme
Parte 4: Smontaggio speciale delle parti danneggiate
Parte 5a: Assemblaggio del nuovo assieme a regola d’arte – Distinta materiali
Parte 5b: Assemblaggio del nuovo assieme a regola d’arte – Boccia di sterzo
Parte 5c: Assemblaggio del nuovo assieme a regola d’arte – Fusello
Parte 5d: Assemblaggio del nuovo assieme a regola d’arte – Mozzo e cuscinetti
Parte 5e: Assemblaggio del nuovo assieme a regola d’arte – Assale
Parte 6: Analisi della componentistica al banco
Parte 7: Conclusioni
Parte 8: Curiosità
Parte 9: Sicurezza