STUDIO ED OTTIMIZZAZIONE DI UN RIDUTTORE ROTANTE PER CONVERTIPLANO

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Raffaela Vitale
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1 ALMA MATER STUDIORUM - UNIVERSITÀ DI BOLOGNA CORSO DI LAUREA IN INGEGNERIA MECCANICA DIEM AEROSPACE DIVISION STUDIO ED OTTIMIZZAZIONE DI UN RIDUTTORE ROTANTE PER CONVERTIPLANO CANDIDATO: RELATORE: Chiar.mo Prof. Luca Piancastelli CORRELATORI: Prof. Gianni Caligiana Prof. Alfredo Liverani Dott. Ing. Cristina Renzi

2 CONVERTIPLANO Aerotaxi uso civile Vantaggio STOL decollo/atterraggio Velocità aereo Versatilità elicottero 2

3 CONVERTIPLANO Aerotaxi uso civile Obbiettivo: Riduttore rotante Vantaggio STOL decollo/atterraggio Velocità aereo Versatilità elicottero 3

4 SPECIFICHE INIZIALI 1. Motori speculari : 2 x 210 Cv@14500 rpm 4

5 SPECIFICHE INIZIALI 1. Motori speculari : 2 x 210 Cv@14500 rpm M 2. Alberi coassiali controrotanti a 2100 rpm R M 5

6 SPECIFICHE INIZIALI 1. Motori speculari : 2 x 210 Cv@14500 rpm M 2. Alberi coassiali controrotanti a 2100 rpm R M Rotazione rispetto l orizzontale degli assi degli alberi elica 6

7 SOLUZIONE Differenziale Alberi motore Alberi Primari 1. Trasmissione di potenza da un solo motore ad entrambe le eliche 1. Compatto 1. Leggero Ruote verificate Alberi elica 7

8 SOLUZIONE Differenziale Alberi motore Alberi Primari τ tot = ni = = 6,9 nu 2100 τ = τ 1 τ 2 = 2,63 2,63 Z 2 Z = Z1 Z m= 3 Alberi elica 8

9 SCHEMA SOLUZIONE Alberi motore Alberi Primari Ruote dentate troppo pesanti Alberi elica 9

10 Ruote dentate alleggerite Elementi separati Materiali diversificati 10

11 Ruote dentate alleggerite Materiali diversificati Acciaio da bonifica nitrurato per le dentature 41 SiNiCrMoV normalizzazione 926 tempra + riscaldamento a 870 raffreddamento in olio parziale rinvenimento fino a lavorazioni alle macchine utensili nitrurazione 11 Roberto Mancin

Ruote dentate alleggerite Materiali diversificati Acciaio da bonifica nitrurato per le dentature 41 SiNiCrMoV76 Tensione di rottura Tensione di snervamento Tensione limite di Fatica 106

12 Ruote dentate alleggerite Materiali diversificati Acciaio da bonifica nitrurato per le dentature 41 SiNiCrMoV76 Tensione di rottura Tensione di snervamento Tensione limite di Fatica 106 cicli Modulo di Young Coefficiente di Poisson Modulo di elasticità tangenziale Densità R=1930 MPa S=1520 MPa σf = 700 MPa E= M ν = 0,29 G = M ρ = 7833 kg/m 12 Roberto Mancin

13 Ruote dentate alleggerite 13

14 Trasmissione modificata Disaccoppiamento in due catene cinematiche Ogni albero elica è trascinato da motore dedicato 14

15 Trasmissione modificata Inserimento frizione multidisco 15

16 Trasmissione modificata 16

17 Trasmissione modificata 17

18 18

19 Trasmissione modificata Albero scanalato Ruota di Emergenza Ruota di emergenza Avaria motore Albero primario sinistro 19

20 Sforzi sui cuscinetti Ruote dentate coniche Forze assiali e radiali Cuscinetti obliqui a sfere da catalogo SKF Montaggio ad O 20

21 Gabbia portante Lega Ti6Al4V 21

22 Riduttore Albero primario sinistro F.E.A. => COSMOSworks Albero primario destro 22

23 Carter Guarnizioni a labbro Due semigusci Lamiera saldata Rotazione Chiusure laterali fisse 23

24 Supporto Lega Ti6Al4V 24

25 Complessivo Smorzatori 25

26 SVILUPPI FUTURI 1. Verificare la vita a fatica dei componenti 1. Ottimizzazione di alcuni componenti (=> ulteriore riduzione dei pesi) 1. Frizione centrifuga F.E.A. Ottimizzazione dell avviamento Possibilità scollegare motore 26

27 ALMA MATER STUDIORUM - UNIVERSITÀ DI BOLOGNA CORSO DI LAUREA IN INGEGNERIA MECCANICA DIEM AEROSPACE DIVISION STUDIO ED OTTIMIZZAZIONE DI UN RIDUTTORE ROTANTE PER CONVERTIPLANO CANDIDATO: RELATORE: Chiar.mo Prof. Luca Piancastelli CORRELATORI: Prof. Gianni Caligiana Prof. Alfredo Liverani Dott. Ing. Cristina Renzi 27

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