STUDIO DI UNA MACCHINA DI PROVA A FLESSIONE ROTANTE

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Jacopo Sacco
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1 ALMA MATER STUDIORUM - UNIVERSITA DEGLI STUDI DI BOLOGNA SECONDA FACOLTA DI INGEGNERIA CON SEDE A CESENA CORSO DI LAUREA IN INGEGNERIA MECCANICA Sede di Forlì ELABORATO FINALE DI LAUREA In Disegno Tecnico Industriale STUDIO DI UNA MACCHINA DI PROVA A FLESSIONE ROTANTE CANDIDATO Juri Caselli RELATORE Prof. Ing. Luca Piancastelli Anno Accademico 2004/2005 Sessione II CORRELATORE Ing. Alessandro Lombardi

OBIETTIVI DELLA TESI STUDIO DI UNA MACCHINA DI PROVA A FLESSIONE ROTANTE Definizione della struttura e del principio di funzionamento della macchina

2 OBIETTIVI DELLA TESI STUDIO DI UNA MACCHINA DI PROVA A FLESSIONE ROTANTE Definizione della struttura e del principio di funzionamento della macchina Realizzazione di una corretta taratura della macchina Risoluzione dei problemi riscontrati durante la taratura Ottimizzazione della macchina di prova

3 PARTI PRINCIPALI DELLA MACCHINA MANDRINO MOTORE MANDRINO CONDOTTO FORCELLA FORCELLA MARTINETTO A VITE BASAMENTO

4 PROCEDURA DELLE PROVE DI TARATURA Preparazione del provino Collegamento del provino alla macchina di misura Azzeramento della deformazione del provino Inserimento del provino dentro i mandrini Applicazione del carico tramite il computer Lettura della deformazione e del carico applicato

5 VARIABILI RICAVATI DALLE PROVE σ impostato ε M impostato ε provino σ reale M reale provino M teorico macchina Errore % [N/mm 2 ] [mm/m] [Nm] [µm/m] [N/mm 2 ] [Nm] [Nm] [-] 0 0 0, ,8 0,12 0,01 91, ,4 4, ,7 4,12 4,16-0, ,2 6, ,1 6,14 6,23-1, ,9 8, ,5 8,20 8,33-1, ,6 10, ,2 10,24 10,41-1, ,3 12, ,1 12,28 12,48-1, ,0 14, ,2 14,29 14,57-1, ,7 16, ,8 16,32 16,64-1, ,5 18, ,1 18,29 18,71-2, ,2 20, ,6 20,28 20,77-2, ,7 16, ,0 17,08 16,77 1, ,3 12, ,8 12,77 12,52 1, ,9 8, ,6 8,58 8,38 2, ,4 4, ,3 4,36 4,17 4, , ,0 0,17 0,00 100,00 ASSE Y: Errore % = (M f M r ) 100 / M f ASSE X: Momento impostato dall operatore

6 GRAFICI DELLE PROVE DI TARATURA PROVINO DI DIAMETRO PARI A 7,52 mm PROVINO DI DIAMETRO PARI A 10 mm

7 OSSERVAZIONI SUI RISULTATI OTTENUTI DAI GRFICI Ogni singola prova non fornisce lo stesso errore se si ha un aumento o un calo di coppia Tutte le singole prove non forniscono una curva di valori dentro l intervallo del 4 % Le prove non possono considerarsi ripetibili

8 MIGLIORAMENTO DELLA TARATURA Si considera il grafico separando i due andamenti della curva di ogni singola prova Si trascurano gli errori ottenuti con coppie non utilizzate per le reali prove di fatica

9 GRAFICI DELLE PROVE DI TARATURA PROVINO DI DIAMETRO PARI A 7,52 mm PROVINO DI DIAMETRO PARI A 10 mm

10 CONSIDERAZIONI SUI SECONDI GRAFICI Ogni singola prova fornisce degli errori tutti in un intervallo del 4 % ( ± 2 % ) Allo stesso valore di coppia l errore delle diverse prove è dentro all intervallo del 4 % L andamento delle curve per ogni provino è decrescente le curve sono ripetibili

11 CAUSE DEI DIVERSI VALORI DELL ERRORE ERRORE Perché l errore ottenuto da una determinata coppia è diverso se per arrivare a questo valore desiderato si ha un aumento o un calo di coppia? La variazione è giustificata dalla presenza dell attrito fra i vari componenti della macchina

12 ATTRITO GENERATO TRA BOCCOLE E CARCASSA INTERNA SI DETERMINA IL VALORE DI M a RISPETTO AL VALORE M f M a % = M a 100 / M f M a % = 0,78 % M a % totale = 1,56 %

13 ATTRITO GENERATO TRA MARTINETTO E MANDRINO SI DETERMINA IL VALORE DI M a RISPETTO AL VALORE M f M a % = M a 100 / M f M a % = 0,72 % M a % totale = 1,44 %

14 RISOLUZIONE DEL PROBLEMA DELL ATTRITO Spostamento delle boccole Sostituzione delle boccole con degli anelli a ricircolo di sfere Utilizzo di due martinetti a vite

15 SPOSTAMENTO DELLE BOCCOLE Si diminuisce il valore della forza d attrito M f = F b 1 + F b 2 F = M f / d F a = µ M f / d Se cresce d F a diminuisce

16 SOSTITUZIONE DELLE BOCCOLE CON DEGLI ANELLI A RICIRCOLO DI SFERE Si diminuisce il coefficiente d attrito Acciaio/Nylon : µ = 0,15 Anelli : µ = 0,0001

17 UTILIZZO DI DUE MARTINETTI A VITE Inserimento di un martinetto sopra il provino Inserimento di una guide a ricircolo di sfere sotto la slitta Utilizzo di due mandrini identici a quello motore

18 OTTIMIZZAZIONE DELLA MACCHINA MIGLIORAMENTO DEL MONTAGGIO: Inserimento di un bloccaggio per facilitare la procedura Sostituzione delle ghiere per perfezionare il centraggio

19 INSERIMENTO DI UN BLOCCAGGIO Si limitano delle rotazioni dei mandrini Si facilitano le operazioni durante la procedura di montaggio Non è utilizzabile durante le prove

20 SOSTITUZIONE DELLE GHIERE Inserimento di un organo di guida per il centraggio Miglioramento del serraggio

21 CONCLUSIONI: Raggiungimento di una corretta taratura della macchina Risoluzione dei problemi riscontrati: l attrito Ottimizzazione della macchina

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