CORSO DI ELEMENTI COSTRUTTIVI DELLE MACCHINE A.A ESERCITAZIONE FINALE
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- Michela Clemente
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1 CORSO DI ELEMENTI COSTRUTTIVI DELLE MACCHINE A.A ESERCITAZIONE FINALE DATI DEL PROGETTO Un elevatore a tazze per un cementificio ha la configurazione generale riportata in Figura 1 e Figura 2. Le tazze sono rese solidali mediante piastre bullonate a due catene di sollevamento mosse ciascuna da una ruota dentata in sommità e dotate di un rinvio in basso. Le due catene hanno la configurazione riportata in Figura 3. La ruota dentata della catena ha la forma riportata in Figura 4. L elevatore è mosso tramite un un riduttore, una trasmissione per cinghie, giunto idraulico e un motore elettrico. La trasmissione per cinghie assicura un rapporto di trasmissione complessivo (doppia riduzione) fino a 1:9 ed è esclusa dalle elaborazioni di base del progetto. Il riduttore, a seconda della scelta del motore, può essere ad una o due coppie. In altri termini è necessario accordare - Velocità di rotazione del motore - Rapporto di riduzione della trasmissione a cinghie - Rapporto di trasmissione del riduttore - Velocità di rotazione della ruota di comando della catena La scelta è libera ma deve essere giustificata da un ragionamento di ottimizzazione. Cioè è necessario paragonare le soluzioni possibili e scegliere quella più conveniente in accordo al criterio di ottimizzazione (Costo, Prestazioni di durata, Facilità di reperimento delle parti commerciali, ecc.). Si richiede di eseguire le seguenti attività di progetto: - Scelta del motore - Scelta del giunto idraulico - Definizione del rapporto della trasmissione per cinghie - Progetto del riduttore (Ruote dentate, alberi e cuscinetti) - Calcolo dell albero motore dell elevatore e dei relativi cuscinetti - Calcolo di verifica degli elementi costituenti la catena (perni e bielle) - Verifica alle vibrazioni dell intero sistema I dati caratteristici del sistema sono i seguenti Massa di ciascuna tazza 63 kg Passo delle tazze sulla catena 700 mm Massa del materiale contenuto in una tazza 160 kg Interasse ruote della catena mm Raggio primitivo ruote per catena mm Velocità di sollevamento 1.2 m/s Durata h N.B. L ambiente nel quale lavora il sistema è fortemente inquinato da polvere di cemento; pertanto particolare cura deve essere dedicata alla protezione dei sistemi sensibili all usura e all inquinamento (cuscinetti, ruote dentate, ecc.).
2 ORGANIZZAZIONE E SEQUENZA DELLE ATTIVITÀ Si consiglia di 1. Fare l elenco delle attività, stimarne la complessità e dividere i compiti bilanciando gli impegni 2. Stimare la potenza del motore, valutando la potenza impegnata per il sollevamento, il rendimento approssimato dell elevatore, del giunto, del riduttore e del motore. 3. Scegliere il motore 4. Scegliere il giunto idraulico 5. Disegnare l architettura del riduttore 6. Progettare e verificare le ruote dentate 7. Scegliere i cuscinetti degli alberi 8. Progettare gli alberi 9. Definire gli accessori ((linguette, ghiere, distanziali, coperchi, guarnizioni ecc.) 10. Eseguire la verifica termica del riduttore per la scelta del sistema di lubrificazione 11. Verificare gli elementi della catena 12. Progettare l albero motore che sostiene le catene 13. Scegliere i cuscinetti 14. Eseguire la verifica delle vibrazioni 15. Verificare la valutazione del rendimento e quindi della potenza del motore In particolare il progetto del riduttore consiste in: - Definizione dell architettura del riduttore (scelta del numero di coppie e dei rapporti di trasmissione) - Progetto e verifica delle ruote dentate (determinazione del numero dei denti, del modulo, calcolo del grado di ricoprimento, verifica degli strisciamenti specifici, determinazione dell eventuale correzione, verifica a flessione, verifica a pitting, verifica ad usura, grippaggio). - Progetto e verifica degli alberi (a fatica, vibrazioni) - Scelta e calcolo della durata dei cuscinetti - Scelta degli accessori - Definizione del tipo di lubrificazione e scelta del lubrificante - Valutazione del rendimento del riduttore - Valutazione della temperatura media di funzionamento a regime del riduttore - Disegno del complessivo montato, completo di carcassa realizzata per carpenteria metallica elettrosaldata - Disegno degli alberi e delle ruote Lo scopo del progetto è applicare tutte le metodologie e nozioni apprese sia nel corso di Elementi Costruttivi delle Macchine sia nei corsi connessi per definire l apparecchiatura da progettare e cercare di trovare autonomamente le soluzioni ai problemi tecnici presentati. DOCUMENTAZIONE La documentazione da consegnare è composta: - Disegno di insieme dell installazione; esso dovrà indicare anche la denominazione unificata o commerciale delle parti da acquistare (p.es. cuscinetti, giunti, ecc.) con riferimento ai siti internet consultati per trovare i dati caratteristici. - Disegno di assieme del riduttore montato, completo di carcassa realizzata per carpenteria metallica elettrosaldata; esso dovrà indicare anche la denominazione unificata o commerciale delle parti da acquistare (p.es. cuscinetti, giunti, ecc.) con riferimento ai siti internet consultati per trovare i dati caratteristici. - Disegni di ciascun albero e ruota, corredati di quote e indicazioni di lavorazione e trattamento termico. - Relazione tecnica contenente:
3 o Descrizione del sistema o Valutazione della potenza richiesta o Caratteristiche dei materiali o Calcoli di verifica (con il grado di dettaglio necessario a verificare la metodologia seguita e tutti i risultati ottenuti) o Descrizione del procedimento di montaggio Tutti i disegni dovranno avere formato adeguato a mostrare tutti i particolari e dovranno essere corredati corredato di quote e ove necessario di tolleranze e altre indicazioni di lavorazione; i disegni dovranno essere stampati e piegati in accordo alla normativa. L intera documentazione dovrà essere consegnata in formato cartaceo ed elettronico su CD. GRUPPI DI LAVORO Il gruppo di lavoro non deve superare le 5 unità ( si sconsiglia la formazione di gruppi inferiori alle 3 unità). Le attività da eseguire devono essere suddivise tra i componenti il gruppo in modo bilanciato. Ciascuna attività deve essere eseguita e controllata. Per ciascuna attività deve essere nominato un esecutore e un controllore; i nomi dovranno essere riportati in un paragrafo iniziale della relazione in cui verrà evidenziato l elenco delle attività e i corrispondenti incaricati dell esecuzione e del controllo. VALUTAZIONE DEL PROGETTO Il progetto verrà valutato globalmente attribuendo ad esso un voto complessivo che farà media con il voto dello scritto e con quello dell esame orale per stabilire la votazione finale. Una valutazione insufficiente (<18/30) del progetto non consente di sostenere l esame. Non è ammessa la consegna di progetti incompleti. Il progetto deve essere consegnato almeno una settimana prima dell esame scritto. Le voci che contribuiscono a formare la valutazione sono riportate nelle seguente tabella: Ruote Dentate Alberi Cuscinetti Vibrazioni Accessori Correttezza dei disegni Lubrificazione/Temperatura Albero di trasmissione Architettura/Montaggio Potenza e rendimenti Il giudizio sarà attribuito per ciascuna voce con i seguenti punteggi: 0 Errori gravi, attività errata 2 Incompleto o con errori minori 1 Errori importanti 3 Buono La valutazione finale sarà data dalla somma dei singoli punteggi. Il progetto costituisce una parte della prova di esame e pertanto è possibile chiedere spiegazioni riguardanti il procedimento da seguire e le problematiche di progetto ma non è possibile presentare elaborati in bozza da correggere. Per quanto riguarda la scelta dei materiali si consiglia di reperire le caratteristiche sui siti internet dei produttori o mediante il sito
4 Figura 1 Schema generale dell elevatore a tazze: vista laterale e frontale (N.B. la disposizione degli elementi è indicativa e, se necessario, può essere modificata)
5 Figura 2 Vista generale dell elevatore (Per esigenze di spazio nella pagina la vista è ruotata di 90 )
6 Figura 3 Catena di sollevamento
7 Figura 4 Ruota dentata della catena di sollevamento (Raggio primitivo mm).
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