GIUNTI, INNESTI, FRIZIONI, FRENI

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1 pro. Ing. Nazzareno Corigliano PAG. 1 GIUNTI, INNESTI, FRIZIONI, FRENI GENERALITÀ Il collegeno e quindi la rasmissione del moo ra due alberi può essere realizzao in modo permanene con i GIUNTI o in modo disaivabile rapidene con INNESTI e FRIZIONI. Con i FRENI, invece, mediane il collegeno ra l organo roane e un organo isso, si riduce o si annulla la velocià. GIUNTI Secondo le caraerisiche cosruive si hanno re ipi di giuni: GIUNTI RIGIDI, GIUNTI FLESSIBILI o ELASTICI e GIUNTI ARTICOLATI. GIUNTI RIGIDI Adai al collegeno di alberi pereene allineai e che ruoino in modo regolare con uri e vibrazioni limiai. Tra i ipi più comuni il GIUNTO A GUSCI (Fig. 1) cosiuio da due semigiuni in ghisa che vengono srei conro le esremià dei due alberi mediane bulloni. L ario provocao con il serraggio garanisce la rasmissione della coppia. Per alberi di diero superiore a 60 mm si a Fig. 1 Giuno a gusci ricorso anche all impiego di linguee. Per la scela si ricorre ai caaloghi delle case cosrurici in cui, come nella seguene Tab. 1, sono riporae dimensioni e caraerisiche in Tab. 1 Giuno a gusci (G. Tagliabue) unzione del diero dell albero. Si può veriicare la resisenza dei bulloni in base allo sorzo normale che devono sopporare in seguio al serraggio necessario a garanire la

2 pro. Ing. Nazzareno Corigliano PAG. orza d ario per la rasmissione della coppia. Il GIUNTO A DISCHI (Fig. ) cosiuio da due dischi (semigiuni) doai di mozzo ed unii da Fig. Giuno a dischi Tab. Giuno a dischi (G. Tagliabue) una corona di bulloni. Il ipo a), in ig., aida il cenraggio ad un risalo su uno dei due dischi, che, perano, sono diversi. Il ipo b) è cosiuio, invece, da due dischi pereene idenici che vengono cenrai rie l inerposizione di un anello. La rasmissione della coppia è garania dall ario che si maniesa ra le corone di conao dei due dischi a causa del serraggio dei bulloni. Sono adai alla rasmissione di momeni elevai anche in presenza di vibrazioni. Per la scela si ricorre ai caaloghi delle case cosrurici in cui, come nella seguene Tab., sono riporae dimensioni e caraerisiche in unzione del diero dell albero. Si possono poi veriicare gli n bulloni impiegai in due modi possibili: 1) Se sono bulloni calibrai la veriica è a aglio e, in al caso, la sezione resisene del bullone deve essere S r dove D n τ v è il momeno orcene da rasmeere, D (, d + 50 ) è il diero della circonerenza su cui sono v D v monai i bulloni e τ la ensione missibile in base alla classe di resisenza dei bulloni usai; ) nel caso i bulloni non siano calibrai la veriica va eseguia a razione e, in al caso, la sezione resisene del bullone deve essere S r n D σ m

3 pro. Ing. Nazzareno Corigliano PAG. 3 dove è il momeno orcene da rasmeere, D m è il diero della circonerenza media dell area d ario, è il coeiciene d ario ra i dischi e σ la ensione missibile in base alla classe di resisenza dei bulloni usai; GIUNTI FLESSIBILI o ELASTICI Adai al collegeno di alberi anche non pereene allineai, con lievi disasseni, inclinazioni, giochi e in presenza di uri e vibrazioni. Ne esisono di vari ipi e realizzano la lessibilià mediane l uso di mezzi elasici inerposi quali molle, lelle e asselli o elemeni in gomma. Tra i ipi più comuni il GIUNTO A PIOLI (Fig. 3) cosiuio da due dischi da ciascuno dei quali sporge una corona di pioli ileai ad una esremià menre l alra è inseria in una boccola in gomma che si impegna in un apposio oro. Fig. 3 Giuno a pioli Nella Tab. 3 abbio le dimensioni di massima per queso ipo di giuni. Tab. 3 Giuno a pioli (G. Tagliabue) Il GIUNTO A TASSELLI DI GOA (Fig. 4) cosiuio da due dischi con mozzo, in uno dei quali è issaa una serie di asselli in gomma. Dal disco coniugao sporgono mensolee che impegnano i asselli a lessione. Presena elevaa deormabilià angolare e viene impiegao nelle rasmissioni per auoveure. Nella Tab. 4 abbio le dimensioni di Fig. 4 Giuno a asselli di gomma massima per queso ipo di giuni.

4 pro. Ing. Nazzareno Corigliano PAG. 4 Tab. 4 Giuno a asselli di gomma (UNIO) Il GIUNTO PERIFLEX A COLLARE ELASTICO (Fig. 5) presena un collare in gomma con anima essile, apposiene sagomao, i cui bordi sono issai ai due mozzi d accoppieno mediane dischi serrai da vii. Per la scela vedasi la Tab. 5. Tab. 5 Giuno elasico a collare PERIFLEX (STROAG) Fig. 5 Giuno Perilex GIUNTI ARTICOLATI Adai al collegeno di alberi anche che presenano noevole disasseno e angoli di incidenza superiori a. Tra quesi giuni il più comune è il GIUNTO DI CARDANO (Fig. 6) che serve a rasmeere il moo ra due alberi i cui assi possono ormare un angolo β abbasanza grande (normalmene ). Il ipo più comune è cosiuio da una crociera le cui esremià,

5 pro. Ing. Nazzareno Corigliano PAG. 5 oggiae a perno, si impegnano nei cuscinei porai dalle orcelle issae alle esremià dei due alberi da accoppiare. Con queso ipo di giuni il problema è l irregolarià del moo dell albero condoo che è ano più grande quano maggiore è l angolo β. Se ω 1 è la velocià angolare uniorme dell albero moore e ω quella dell albero condoo che oscillerà ra ω e ω max si min può calcolare l irregolarià percenuale δ % con ω δ% 100 max ω ω 1 min e dipenderà da β secondo la seguene abella Fig. 6 Giuno Cardanico β δ% 5 0,8 10 3,1 0 1, Per avere uguali velocià angolari dei due alberi occorre collegarli, mediane albero inermedio, per mezzo di una coppia di giuni cardanici (Fig. 7) ormani uguali angoli. Nella Tab. 6 un esempio di caraerisiche dimensionali per queso ipo di giuni. Tab. 6 Giuno Cardanico (ELBE E SOHN) Fig. 7 Doppio Giuno Cardanico con braccio elescopico

6 pro. Ing. Nazzareno Corigliano PAG. 6 INNESTI E FRIZIONI Anche gli innesi servono a rasmeere il moo ra due alberi ma la loro caraerisica e quella di consenire l impegno e il disimpegno del collegeno a piacimeno con azioneni comandai dall eserno o auomaici. Esisono vari ipi di innesi: INNESTO A DENTI FRONTALI (Fig. 8), l INNESTO CENTRIFUGO A SFERE I.C.S. (Fig. 9). Vi sono poi gli innesi a rizione che aidano Fig. 8 Inneso a deni ronali la rasmissione del moo all ario sviluppao Fig. 9 Inneso cenriugo a sere I.C.S. Fig. 10 Inneso a lelle ra le acce di un cero numero di lelle, come nel caso dell INNESTO A LAELLE (Fig. 10), o di un cero numero di dischi in erodo come nel caso delle FRIZIONI A DISCO di ipo auomobilisico (Fig. 11). In queso caso il momeno rasmissibile è dao da: Fig. 11 Frizione a disco di ipo auomobilisico in cui: De + Di n η P 4 n numero delle coppie di superici di rizione ( per rizioni monodisco); coeiciene d ario, variabile con la emperaura e la pressione speciica ( 0, 0,5 per p s 0,1 0, N mm ); η rendimeno complessivo degli accoppieni dei dischi (η 0,8 per monodisco); P carico assiale eserciao dalle molle sui dischi;

7 pro. Ing. Nazzareno Corigliano PAG. 7 D e, D i Diero eserno ed inerno delle superici d ario. Nel caso di INNESTI A FRIZIONE CONICA (Fig. 1), si ha che la orza normale alle superici di conao è F P n menre la orza assiale sarà P P sen α. n Avremo perciò il seguene momeno rasmissibile: P Rm sen α Fig. 1 Frizione conica Si deve poi veriicare che la pressione speciica risuli: p s Pn π R m b p Nella Tab. 7 si rova il valore della pressione missibile p che, inserio nella precedene ormula permee di calcolare il valore della larghezza b della generarice di conao. Tab. 7 Coeiciene di ario e pressione missibile per diversi maeriali in conao

8 pro. Ing. Nazzareno Corigliano PAG. 8 FRENI Esisono essenzialmene re ipi di reni: A TABURO o A CEPPI, A DISCO e A NASTRO. I aori più imporani da considerare per un correo dimensioneno dei reni sono la coppia renane massima e la quanià di calore da smalire per eviare eccessivi surriscaldeni. Perano, per ogni coppia di maeriali a conao, nel reno, esise un limie di pressione di conao e una emperaura massima da non superare. Si rende perciò necessaria la seguene veriica: Dove: p v k A A p valore medio della pressione di conao (normalmene 0,1 0,6 v valore medio della velocià durane l azione renane; A d supericie disperdene; A supericie renane; coeiciene d ario (normalmene 0,15 0,3); d N mm ); k coeiciene di dissipazione del reno (per erodo su acciaio k W m ); FRENO A CEPPI I ceppi, che nel caso dei reni di ipo auomobilisico si chiano ganasce, sono gli organi, provvisi di guarnizioni d ario, che vengono premui conro la supericie perierica del buro. I ceppi possono essere inerni o eserni al buro, inolre, se il senso di roazione del buro va verso la cerniera del ceppo, il ceppo si dice avvolgene alrimeni si dice svolgene. A parià di spina si hanno Fig. 13 Freno a ceppi auomobilisico comporene renani diversi, se il ceppo è eserno è più eicace se svolgene menre, se il ceppo è inerno è più eicace se avvolgene. Per equilibrare l eicacia della renaura ed avere

9 pro. Ing. Nazzareno Corigliano PAG. 9 lo sesso consumo dei erodi, in alcuni casi, si a in modo che i due ceppi siano enrbi svolgeni o avvolgeni monadone le cerniere in posizione dieralmene opposa. Nella Fig. 14 abbio la rappresenazione di due reni a ceppi eserni in cui, nel caso a), l accoseno è rigido menre, nel caso b), il ceppo, essendo Fig. 14 Freni a ceppi eserni: a) ad accoseno rigido, b) ad accoseno libero liberene alla supericie del buro, l accoseno si dice libero. incernierao alla leva ed avendo quindi la possibilià di adaarsi Con rierimeno alla Fig. 14 a), ipoizzando che la risulane delle orze scbiae passi per il puno medio della zona di conao, si ha, ra componene angenziale e radiale, la relazione: menre dall equilibrio inorno ad O si oiene: quindi Perano il momeno renane sarà: F F r F a F b F c 0 r E con ciò si può dimensionare il reno. F r F a b + c D F a D F ( b + c) F a Fr b + c Nel caso dell accoseno libero, la risulane delle orze scbiae la si considera passane per la cerniera del ceppo e, per il seguio del calcolo, si procede in modo analogo.

10 pro. Ing. Nazzareno Corigliano PAG. 10 FRENO A DISCO Nei reni a disco un paino con guarnizione d ario, che nei reni di ipo auomobilisico viene comunemene denominao pasiglia, viene premuo conro un disco solidale al sisema roane che si vuole renare. Rispeo al reno a ceppi, queso ha lo svanaggio di richiedere pressioni maggiori ma ha indubbi vanaggi, sia per la maggiore Fig. 15 Freno a disco auomobilisico semplicià cosruiva, sia per l azione renane più uniorme e, soprauo, per la maggiore acilià di smalire il calore prodoo durane la renaura che li rende insosiuibili nell equipaggieno di mezzi molo veloci. Con le noazioni della Fig. 16, dei R e Fig. 16 Schema di reno a disco renane F R m ed R i i raggi eserno ed inerno del paino ed ipoizzando che la orza d ario medio R m F F agisca sul raggio Re + Ri si ha il momeno Con la quale si può dimensionare il paino enendo cono delle limiazioni per la pressione e la emperaura.

11 pro. Ing. Nazzareno Corigliano PAG. 11 FRENO A NASTRO In queso ipo di reni si ende un nasro, guarnio in erodo, lungo un cero arco di conao del Fig. 17 Schemi di reno a nasro buro per mezzo di una leva. Possono adoarsi enrbi le soluzioni a) e b) della Fig. 17. In enrbi i casi, T α e e, se D è il diero del buro, il momeno renane sarà: ma, nel caso a) D ( T ) ( e l F e quindi a F l a D ( e α α D 1) 1) se si invere il moo T si scbia con quindi divena l l 1 T F menre F perano α a a e F l a Nel caso b), invece, dalla rapporo ra T e, deo sopra, si ricava la relazione renane α l D ( e 1) F a ( e + 1) α D ( e e α 1) α T a + a F l e dal l 1 F e quindi il momeno α a e + 1 In queso caso, se si invere il moo, la ormula per il calcolo del momeno renane non cbia poiché T e hanno lo sesso braccio e quindi pur scbiandosi, il loro momeno non cbia.