Alberi e perni Accoppiamenti albero e mozzo con linguette, chiavette, alberi scanalati e spine

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1 Istituto Istruzione Superiore G. Boris Giuliano" Via Carducci, Piazza Armerina (En) Corso di Tecnologie Meccaniche e Applicazioni Anno scolastico Docente: Ing. Filippo Giustra Alberi e perni Accoppiamenti albero e mozzo con linguette, chiavette, alberi scanalati e spine Docente: Ing. Filippo Giustra Corso di Tecn. Mecc. e Applic. - A.S

2 GLI ALBERI DI TRASMISSIONE E LORO PERNI Docente: Ing. Filippo Giustra Corso di Tecn. Mecc. e Applic. - A.S

3 ALBERI ORIZZONTALI ALBERI VERTICALI Docente: Ing. Filippo Giustra Corso di Tecn. Mecc. e Applic. - A.S

4 Albero verticale Docente: Ing. Filippo Giustra Corso di Tecn. Mecc. e Applic. - A.S

5 ASSI E ALBERI: definizioni ALBERO: organo utilizzato per la trasmissione diretta del moto rotatorio e di un momento torcente. ASSE: organo che sostiene, senza trasmissione di momento torcente, corpi rotanti liberi di muoversi intorno ad esso. Quindi: Docente: Corso di Tecn. Mecc. e Applic. - A.S Ing. Docente: Filippo Ing. Giustra Filippo Giustra Corso di Tecnologia 2016 Meccanica A.S

6 ALBERI Sulle opportune sedi di un albero possono essere calettati organi rotanti come pulegge, ruote dentate, volani, dischi, ecc.; il calettamento consiste nel rendere solidale all albero i mozzi degli organi rotanti mediante linguette, chiavette, profili scanalati o collegamento forzato. L albero viene vincolato al basamento o al telaio mediante supporti e coppie rotoidali che consentono la rotazione intorno all asse. La coppia rotoidale e costituita dal cuscinetto (a strisciamento o volvente) e dal perno (intermedio o di estremità, secondo la sua posizione). La coppia perno-cuscinetto si definisce portante, quando sopporta carichi perpendicolari all asse, e reggispinta, quando sopporta carichi diretti con l asse. In taluni casi è di tipo misto. Docente: Corso di Tecn. Mecc. e Applic. - A.S Ing. Docente: Filippo Ing. Giustra Filippo Giustra Corso di Tecnologia 2016 Meccanica A.S

7 Dimensionamento alberi a torsione ASSI E ALBERI Gli assi si calcolano generalmente a flessione e si tiene conto di eventuali sforzi di taglio e normali, ma non è mai presente torsione. Gli alberi si calcolano a flessione, a torsione, a flesso torsione, a seconda del carico, della loro lunghezza e della distanza tra i supporti; si tiene poi conto del taglio e degli sforzi normali mediante verifiche. Docente: Corso di Tecn. Mecc. e Applic. - A.S Ing. Docente: Filippo Ing. Giustra Filippo Giustra Corso di Tecnologia 2016 Meccanica A.S

8 Docente: Ing. Filippo Giustra Corso di Tecn. Mecc. e Applic. - A.S

14 Dimensionamento alberi a torsione N=potenza trasmessa [W] e =(2* *n)/60 Il momento torcente si può esprimere anche M t =(9549* N)/n dove N=potenza trasmessa [kw] e n=giri/min albero Docente: Ing. Filippo Giustra Corso di Tecn. Mecc. e Applic. - A.S

17 PERNI DEGLI ALBERI DI TRASMISSIONE Docente: Ing. Filippo Giustra Corso di Tecn. Mecc. e Applic. - A.S

22 Dimensionamento PERNI E SEDI DI ESTREMITA Sui perni si opera una verifica a flessione considerandoli come travi incastrate sul resto dell albero e caricate in mezzeria con le reazioni vincolari dell albero. Il rapporto l/d si può assumere: - 1 l/d 2 cioè D l 2D per i casi normali l/d 1 cioè 0.5D l D per i casi di lubrificazione forzata Docente: Ing. Filippo Giustra Corso di Tecn. Mecc. e Applic. - A.S

25 VERIFICHE DEI PERNI Docente: Ing. Filippo Giustra Corso di Tecn. Mecc. e Applic. - A.S

26 VERIFICHE DEI PERNI Il calcolo dei perni poggia sull ipotesi di lubrificazione limite (inevitabile all avviamento), pertanto, una volta dimensionati (come descritto) prima occorre verificare che l usura e il riscaldamento non siano eccessivi. Verifica all usura Docente: Ing. Filippo Giustra Corso di Tecn. Mecc. e Applic. - A.S

28 Verifica al surriscaldamento Per la verifica al surriscaldamento si calcola il fattore K= p s *v dove p s è la pressione specifica calcolata in precedenza mentre v= *r è la velocità periferica del perno in cui =(2* *n)/60 è la velocità angolare e n il numero di giri al minuto del perno (albero). Tale valore di K deve essere inferiore a quelli riportati in tab. 2 (riportata in precedenza) e tab. 3. Docente: Ing. Filippo Giustra Corso di Tecn. Mecc. e Applic. - A.S

29 ACCOPPIAMENTI ALBERO-MOZZO Accoppiare due o più elementi di un qualsiasi complessivo, significa predisporre dei collegamenti in modo da renderli, in qualche maniera, solidali. In particolare ci occuperemo dei collegamenti albero-mozzo, cioè di quei collegamenti fra elementi di macchina chiamati ALBERI e altri organi rotanti quali PULEGGE, RUOTE DENTATE, destinati a ricevere o a trasmettere il moto. L ALBERO è un corpo cilindrico con spallamenti (o gradini) su cui sono montati organi rotanti, da cui riceve o a cui trasmette il moto di rotazione; esso è sostenuto da supporti ricavati nella struttura rigida della macchina. Tra i supporti e l albero vengono interposti dei cuscinetti. Docente: Ing. Filippo Giustra Corso di Tecn. Mecc. e Applic. - A.S

30 ACCOPPIAMENTI ALBERO-MOZZO Gli organi rotanti, per evitare vibrazioni, devono essere sempre posizionati coassialmente all albero, e resi ad esso solidali attraverso dei vincoli che ne limitano la possibilità di movimento o la impediscano del tutto. In questi tipi di accoppiamento i movimenti possibili dell organo rotante sono due: moto di traslazione lungo una direzione parallela all asse dell albero; moto di rotazione intorno all asse dell albero. Quando è impedito il solo moto traslatorio, l organo rotante si dice FOLLE SULL ALBERO in quanto può solo ruotare. Mentre quando sono impediti tutti i movimenti l organo rotante si dice CALETTATO SULL ALBERO, cioè esso acquista in movimenti dell albero. Docente: Ing. Filippo Giustra Corso di Tecn. Mecc. e Applic. - A.S

31 ACCOPPIAMENTI ALBERO-MOZZO Per rendere possibile il collegamento con l albero, gli organi rotanti hanno la parte centrale forata che prende il nome di MOZZO. Un generico organo rotante munito di mozzo con una cava (sede della linguetta) è rappresentato in figura. Quando l organo è di grandi dimensioni si preferisce alleggerirlo collegando mozzo e corona con delle razze. Docente: Ing. Filippo Giustra Corso di Tecn. Mecc. e Applic. - A.S

32 ACCOPPIAMENTI ALBERO-MOZZO Docente: Ing. Filippo Giustra Corso di Tecn. Mecc. e Applic. - A.S

36 Chiavette Docente: Ing. Filippo Giustra Corso di Tecn. Mecc. e Applic. - A.S

38 È un organo di collegamento di forma prismatica (BARRETTA A SEZIONE RETTANGOLARE) che viene inserita in una cava ricavata in parte sull albero e in parte nel mozzo. Le dimensioni delle cave sono unificate e riportate, con le relative tolleranze, in tabelle, in funzione del diametro dell albero su cui si deve realizzare. La lunghezza della linguetta è circa 1,5 volte il diametro dell albero ed è sempre più corta della larghezza del mozzo. Docente: Ing. Filippo Giustra Corso di Tecn. Mecc. e Applic. - A.S

41 La linguetta effettua il collegamento trasmettendo lo sforzo sulle pareti laterali, mentre radialmente esiste un gioco variabile tra 0,2 e 0,5 mm; quindi agisce per ostacolo impedendo il moto relativo di rotazione, ma non quello di traslazione. La linguetta lavora sui fianchi senza pressione radiale, quindi è soggetta a sforzi di taglio. Docente: Ing. Filippo Giustra Corso di Tecn. Mecc. e Applic. - A.S

43 Linguette Docente: Ing. Filippo Giustra Corso di Tecn. Mecc. e Applic. - A.S

45 La forma delle linguette a disco e le loro dimensioni (comprese quelle delle relative sedi su albero e su mozzo) sono normalizzate dalla UNI Esempio di designazione di una linguetta a disco, sezione b x h1 = 3 x 6.5 mm: Linguetta UNI x 6.5 Docente: Ing. Filippo Giustra Corso di Tecn. Mecc. e Applic. - A.S

47 Sono adatti a trasmettere grandi potenze. Questi tipi di collegamento, anche se costosi, sono largamente usati nell industria per la facilità di montaggio e smontaggio, per il perfetto centraggio del mozzo sull albero, per lo scorrimento assiale del mozzo sull albero anche sotto carico, per la simmetria. Docente: Ing. Filippo Giustra Corso di Tecn. Mecc. e Applic. - A.S

48 Profilo ad evolvente, centraggio sui fianchi. Utilizzato per applicazioni dove è richiesta la trasmissione di momenti elevati Docente: Ing. Filippo Giustra Corso di Tecn. Mecc. e Applic. - A.S