Esame di Stato di Istituto Tecnico Industriale Seconda prova scritta

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Silvia Valentini
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1 Esae di Sao di Isiuo Tecnico Indusriale Seconda prova scria Un oore diesel a quaro epi, che eroga la poena di 40 kw alla velocià di roaione di 800 g/in., aiona una acchina operarice, ruoane a 0 g/in., raie due coppie di ruoe denae cilindriche. Il candidao, dopo aver eseguio un opporuno schea dell ipiano proposo ed avere adeguaaene assuno ogni alro dao occorrene, deerini: le caraerisiche cosruive delle due coppie di ruoe denae; il diaero dell albero di rinvio (rascurando il peso delle asse ruoani); il nuero e le diensioni dei cilindri del oore diesel; il prevedibile consuo di cobusibile per un periodo di funionaeno pari a 4 ore. Relaione Tecnica - Schea dell ipiano MOTORE G 4 UTILIZZATORE G - Calcolo delle ruoe denae Il rapporo di rasissione 800/0 può realiarsi con la seguene quaerna: τ Esae di Sao: prova - diesel

2 - Calcolo del odulo inio secondo Lewis Uiliando i dai: Maeriale ruoe 0 CrNi 4 carico di roura inio a raione di 00 N/ durea dello srao ceenao inorno ai HB Coefficiene di riduione dinaica della capacià di carico: 0 α 0 + v dove v è la velocià periferica della ruoa (riferia alla circonferena priiiva) espressa in /s Rapporo λ ra la larghea della ruoa e il odulo 5 La forula di Lewis, soo riporaa, individua in.5 e il odulo inio rispeivaene della pria ( / ) e della seconda coppia di ruoe ( / 4 ): 0..5 M λ α σ dove: nuero di deni del pignone ; 4 M oeno orcene agene sul pignone [N] M ; M 77 - Verifica a usura La pressione superficiale aissibile vale: p a 5 HB nh Dove: p a HB N h pressione specifica aissibile [N/²] durea Brinell velocià di roaione [giri/in] ore di funionaeno urbine, pope funionaeno 4 ore su acchine a funionaeno 8 ore su acchine a funionaeno ineriene (ascensori ec..) acchine a funionaeno liiao (auoveicoli, ec...) per funionaeno olo poco frequene Esae di Sao: prova - diesel

3 La pressione superficiale assia ra ruoa e pignone vale: p ax f M b i + i dove f dipende dal ipo di aeriale e dall'angolo di pressione adoao. In pria approssiaione si può rienere: f 47 acciaio/acciaio f 85 acciaio/ghisa f 5 ghisa/ghisa Pria coppia: 5 HB 550 p N a n h M 0 pax f N b Seconda coppia 5 HB 550 p 87 N a nh M 770 pax f N b Il odulo non risula verificao ad usura. Si auena quindi il odulo a.5. M 770 pax f 47 N b Il odulo.5 risula ora verificao ad usura. Esae di Sao: prova - diesel

4 - Caraerisiche principali delle ruoe Ruoa Modulo N. deni D.priiivo D. eserno D. inerno Deerinaione del diaero dell albero di rinvio Il diaero d di un albero sooposo coneporaneaene a oeno fleene e orcene può calcolarsi secondo il regolaeno ASME (Associaione Aericana dei Tecnici Meccanici) con la seguene relaione: d s π ( k M ) + ( k M ) f f dove: M Moeno orcene [N] M f Moeno fleene [N] k f coefficiene cobinao di uro e faica applicao al oeno fleene k coefficiene cobinao di uro e faica applicao al oeno orcene s ensione aissibile ideale N/ Carico applicao gradualene.5 Uro lieve.5.5 Uro pesane.5 Le nore ASME, per quano riguarda la scela della ensione ideale assia s, consigliano di adoare il 0% del liie elasico, sena superare il 8% del carico di roura a raione per alberi sena sedi per linguee. Quesi valori vanno ridoi del 5% in presena di sedi per linguee. k k f P P Rb Ra Esae di Sao: prova - diesel

5 Con riferieno allo schea riporao si possono agevolene calcolare i oeni fleene e orcene che solleciano l albero. Fora P agene sulla ruoa : 00 P π n D N cosθ π p 780N dove: N poena [kw] n velocià di roaione della ruoa [giri/'] θ angolo di pressione (0 ) Fora P agene sulla ruoa : 00 P π n D N cosθ π p 89N Il oeno orcene M e fleene M f in corrispondena della eeria della ruoa valgono quindi: M N M f N Deerinaione della ensione aissibile per un albero con presena di cava per linguea: Maeriale C40 bonificao Tensione di roura a raione σ R 700 N/ Tensione di snervaeno σ S 490 N/ La ensione ideale s vale: σ S 00 N/ σ R 94 N/ s 94 N/ Il diaero dell albero, in corrispondena della eeria della ruoa, deve avere il valore inio: d π s ( k M ) + ( k M ) ( ) + ( ) f f π Esae di Sao: prova - diesel

6 - Deerinaione del nuero e delle diensioni dei cilindri del oore Ipiego Aviaione Auoveicoli Insallaioni fisse e arine Ciclo e n di epi Oo-4 Oo-4 Diesel-4 Pressione sovralienaione [MPa] Pressione fine copressione [MPa] Pressione assia di cobusione [MPa] P e [Mpa] Diesel-4 (edia velocià) Diesel- (leni) Rapporo di copressione Teperaura di aspiraione [K] Teperaura fine copressione [K] Teperaura di cobusione [K] Consuo di cobusibile g/mj] Poena specifica [kw/d ] Massa specifica [kg/kw] Rendieno globale kc/d Velocià di roaione [rad/sec] Velocià edia sanuffo [/sec] 8, Calcolo della corsa C: π 0 v π 0 80 C ω π n con: v velocià edia dello sanuffo in /s n velocià di roaione in giri/' Calcolo del diaero D del pisone: C D k. con: k rapporo ra corsa C e diaero del pisone D Esae di Sao: prova - diesel

7 Calcolo della cilindraa V: D C i V π 5.5d 40 essendo nuero di cilindri i 4 Deerinaione della poena specifica: ρ N V kW d con: N poena, in kw V cilindraa, in d Deerinaione del consuo di cobusibile, relaivo ad una erogaione di poena di 40 kw per un periodo di 4 ore: Lavoro L consuao in un periodo di 4 ore: L N MJ Fissao un consuo di cobusibile inorno ai 0 g/mj, in 4 si consueranno: C c kg Esae di Sao: prova - diesel

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