componimenti meccanici e complessivi/riconoscimento feature

cosa sono gli assi?

cosa sono gli assi?

sono un tipo di albero che servono, in genere, come supporto per ruote portanti, carrucole per funi, pulegge e simili, e non trasmettono momento torcente, bensì ruotano secondo il moto che riceve da altri elementi.

Possono essere fissi (la sollecitazione è statica oppure a carico pulsante, ma sempre nello stesso piano di carico) o mobili (la sollecitazione è sempre di tipo rotante)

cosa sono gli alberi?

gli alberi servono per la trasmissione di un momento torcente.

Sono corpi cilindrici a più gradini (spallamenti) destinati quindi, a trasmettere o ricevere il moto (mediante i collegamenti albero-mozzo)

Gli alberi, possono essere sollecitati a torsione oppure a torsione e flessione (es. motori, turbine, cambi ecc).

E’ sostenuto da supporti realizzati nella struttura rigida della macchina.

Esistono poi alberi speciali (a gomiti, cardanici e flessibili)

Esempio di utilizzo di assi

il tendicinghia è costituito da:

1. una base

2. 2 supporti

3. puleggia

4. asse

5. 2 boccole

6. la ruota

c’è una cinghia montata sulla puleggia, la quale trasmette alla ruota un moto. Dunque, la ruota gira folle rispetto all’asse (cioè non trasmette il moto all’asse). L’elemento cilindrico su cui è montata la ruota è, di conseguenza, un asse e non un albero (se al contrario trasmettesse momento torcente alla puleggia, allora sarebbe un albero)

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esempio di utilizzo di alberi

Nell’immagine, l’albero è montato su 2 cuscinetti che servono da interfaccia tra l’albero rotante e il supporto fisso, i cuscinetti sono a loro volta montati su 2 supporti.

• il moto viene trasmesso mediante un collegamento albero-mozzo

• il moto viene ricevuto dalla puleggia

alberi e perni si sezionano?

longitudinalmente no

spine, chiavette e linguette si sezionano?

longitudinalmente no, assialmente sì

cos’è uno spallamento?

variazione di diametro dell’albero

cos’è il mozzo?

parte cilindrica forata che viene montata sull’albero.

E’ molto importante per il collegamento albero-mozzo

XC: qualsiasi elemento cilindrico forato al centro può essere considerato da noi come un mozzo

cos’è la corona?

è la parte esterna a forma di anello la cui superficie esterna può essere piana/liscia (tramsissione a cinghie piatte), con gole (cinghie trapezoidali), dentata (trasmissione con ruote dentate).

L’altra ruota dentata con cui è accoppiata si chiama pignone, essa solitamente ha un diametro inferiore all’altra ruota ed è quella che tipicamente trasmette il moto alle altre ruote collegate ad essa.

Pignone+corona=coppia di ruote dentate

cosa sono le razze?

sono elementi di sostegno disposti tra la corona ed il mozzo.

In alcuni casi il mozzo e la corona sono uniti da un disco continuo.

Per motivi di performance, e quindi per motivi di alleggerimento delle masse, non si lascia tutto il materiale tra il mozzo e la corona e si lasciano degli elmeenti strutturali che prendono il nome di razze (di una puleggia). Possono avere sezione ovale, circolare, rastremata… a seconda dei casi.

le razze vanno sezionate?

longitudinalemnte no

quando quotiamo un asse o un albero, bisogna dare che tipo di informazioni?

informazioni sia in direzione radiale che assiale

gli smussi come vengono quotati?

in serie e mai in parallelo

cos’è la puleggia?

organo rotante attorno ad un asse. Può essere usata sia per trasmettere moto per mezzo di cinghie, funi, catene sia fissa (mozzo calettato sull’albero), cioè ruota solidalmente insieme all’albero

cosa sono i cuscinetti?

in un dispositivo meccanico gli alberi di trasmissione ed i corpi rotanti sono caratterizzati da cuscinetti, i quali vengono interposti tra l’albero e la struttura rigida allo scopo di:

1. favorire la rotazione regolare dell’albero nella sede, cioè dissipare il moto tra l’elemento in rotazione e l’elemeto fisso

2. ridurre al minimo l’attrito tra corpo in movimento (albero) e corpo fermo (struttura rigida)

3. sopportare le forze trasmesse dall’albero alla struttura di sostegno

4. permette di distribuire od attudire carichi in direzione assiale/longitudinale/in direzioni particolari

Essi sono di notevole importanza, poichè se non utilizzati sia la sede sia l’albero possono rovinarsi per poi essere sostituiti (i primi cuscinetti risalgono a L. Da Vinci)

All’interno dei cuscinetti c’è una gabbia che mantiene le sfere lungo uno stesso piano. E’ un’armatura che vincola le sfere a ruotare solo su uno stesso piano e in nessun’altra direzione.

N.B. Hanno una versione semplificata del disegno ed una versione del tutto simbolica. Esistono delle tabelle ad hoc che ci fanno capire queste cose.

come sono disposti i cuscinetti?

1. ralla esterna: anello esterno che mantiene il contatto rispetto al supporto

2. ralla interna: anello interno montato per interferenza sull’albero, l’albero ruota in questa sede predisposta

3. i cuscinetti sono posti tra le due ralle, sono delle sfere che dissipano il moto dell’albero

come si classificano i cuscinetti?

esistono vari tipi di cuscinetti a seconda delle applicazioni, come a sfera, a rulli, a rulli cilindrici, a rulli conici, magnetici…

In particolar modo, i cuscinetti si suddividono in base alla direzione del carico (cioè i carichi possono essere di tipo):

1. radiali

2. assiali

Possono essere suddivisi anche in base all’attrito:

1. Cuscinetti a strisciamento o radenti

2. Cuscinetti a rotolamento o volventi

le sfere, i rulli ed i rullini dei cuscinetti volventi si sezionano?

no

cosa sono i cuscinetti lisci di strisciamento?

il contatto tra corpo fisso e corpo rotante è diretto.

Le superfici in comune sono cilindriche, con rugosità ridotta e minimizzata e tolleranze strette(ovvero precisione molto alta) per ridurre l’attrito radente.

Sono utilizzati quando le velocità di rotazione sono basse e la funzione principale è quella di ridurre l’attrito evitando il grippaggio(quando due superfici si bloccano per via di un attrito eccessivo).

CONCETTO CHIAVE: tra un elemento che ruota a velocità non eccessive, invece di usare cuscinetti ingombranti a sfera o rullini, posso usare delle boccole come interfaccia.

XC: cuscinetti particolari senza corpi volventi all’interno, fatti di polimeri o materiali molto resistenti per non creare eccessivi attriti o sforzi e quindi gestire l’eventuale calore che si va a generare, cioè materiali con basso coefficiente di attrito (quali bronzo, piombo, ecc), per aiutare in ciò si possono anche usare eventuali lubrificanti (oli o grassi)

quali e quanti tipi di cuscinetti lisci di strisciamento esistono?

1. boccole: sono costituite da un solo pezzo

2. bronzine: sono costituite da due parti semicilindriche

Cosa sono i cuscinetti volventi?

Sono cuscinetti costituiti da due anelli, uno esterno, da alloggiare in una opportuna sede, ed uno interno, da posizionare sul perno o albero. Fra i due anelli sono posti i corpi volventi, sfere o rulli, per lo più tenuti distaccati fra loro da una gabbia distanziatrice. Essi presentano un attrito costante anche variando la velocità di rotazione, lubrificazione semplice e minore perdita di potenza, cioè minore usura, ma di contro hanno dei limiti alla velocità di rotazione ed alla capacità di carico

quanti tipi di cuscinetti(volventi) si possono rappresentare?

1. rigido a sfere

2. rigido a due corone di sfere

3. rigido a rulli

cosa sono gli ingrassatori?

quando usiamo i cuscinetti significa che abbiamo a che fare anche con dispositivi che ruotano ad alte velocità, motivo per il quale tal volta abbiamo la necessita di un’adeguata lubrificazione che avviene mediante proprio gli ingrassatori.

L’ingrassatore è un elemento filettato al pari di una vite che viene inserito in fori parzialmente filettati. Viene usata una particolare pompa che permette di inserire lubrificante senza farlo uscire.

cosa sono gli ugelli?

dispositivi pneumatici(dispositivi che usano aria compressa per generare movimenti meccanici) che non permettono la fuoriuscita del lubrificante una volta inserito

dove si può trovare l’ingrassatore?

1. nella zona dove c’è bisogno di lubrificante

2. su di una superficie esterna per poi utilizzare canali per arrivare alla zona interessata.

   N.B. per far arrivare il lubrificante che arriva da una superifcie esterna rispetto alla zona che vogliamo raggiungere, noi dobbiamo creare dei condotti mediante delle operazioni di foratura col trapano che poi andremo a tappare. Facciamo tot fori perchè non esite punta di trapano che lo permette

come possiamo lubrificare il dispositivo?

1. mettendo dei grassi/delle sostanze particolari che fungono da lubrificante sin dall’inizio

2. usare il dispositivo detto ingrassatore

cos’è la ghiera?

elemento antisvitamento spontaneo, che abbinato con la rosetta di sicurezza, permette di prevenire lo svitamento degli elementi

come funzionano la ghiera e la rosetta di sicurezza (potenziale domanda di esame)?

supponiamo che ci sia la necessità di bloccare la traslazione assiale di elementi (per es. un cuscinetto che va in battuta contro uno spallamento di un albero).

Io ho:

1. la filettatura dell’albero

2. una scanalatura sull’albero

3. una rosetta di sicurezza (che varia dalle rosette classiche poichè ha un dentino all’interno e vari dentini all’esterno)

4. la ghiera

PROCEDIMENTO:

1. monto la rosetta di sicurezza attraverso il suo dentino interno della scanalatura

2. avvito la ghiera sulla filettatura

3. ripiego almeno uno dei dentini esterni della rosetta all’interno di una delle cave presenti sulla parte esterna della ghiera

In questo modo, succede che nel momento in cui, ad esempio, c’è una sollecitazione esterna alla ghiera che la potrebbe portare a svitarsi, essendo vincolata dai dentini esterni ed il dentino interno all’albero, la ghiera non può presentare moti relativi agli altri 2 elementi.

XC: tutti gli elementi sono vincolati a stare insieme, se ruota l’albero, ruota anche la rosetta poichè il suo dentino è all’interno dell’albero. Se ruota la rosetta, ruota anche la ghiera poichè ha i dentino della rosetta ripiegati nelle sue scanalature. C’è un moto solidale tra i 3 elementi.

come si fa a capire dove si inserisce il dente interno(nel disegno)?

non ci sono sezioni parziali, ma scanalature che fanno capire dove si impegna il dente interno della rosetta di sicurezza

cos’è il distanziale?

un cilindro (come un qualunque cuscinetto liscio di strisciamento) che ha lo scopo di definire la distanza voluta tra 2 elementi. Essi hanno dimensioni tabellate per quest’ultimi.

cos’è il diametro allegerito?

lo spazio tra distanziale ed albero che serve a far circolare meglio il lubrificante

cosa sono i sistemi di protezione/tenute/guarnizioni?

siccome nei nostri pezzi c’è lubrificante che circola, dobbiamo impedire che questo esca dal dispositivo (potrebbe essere pericoloso) ed impedire che entrino impurezze e sporcizie nel nostro dispositivo. Per fare ciò usiamo i sistemi di protezione. Essi sono realizzati in gomma (guarnizioni) o in metallo (otturatori)

Come si suddividono le tenute?

• statiche

• Dinamiche

Come si suddividono le tenute statiche?

• a contatto diretto

• A contatto indiretto (o-ring)

Come si suddividono le tenute dinamiche?

• per moti alternativi (guarnizioni a labbro)

• Per alberi rotanti (Anelli a labbro)

come si suddividono le guarnizioni?

1. feltri

2. anelli di tenuta rotante

come si suddividono gli otturatori?

1. a scanalatura

2. statici

3. a labirinto

cosa sono gli O-Ring?

anelli toroidali (usati come tenute statiche—>validi per organi a bassa velocità di rotazione, inferiore a 1,2 m/s) in gomma o materiale sintetico inseriti in apposite scanalature,

Classiche guarnizioni di gomma presenti in motori ecc, vengono inseriti sfruttando un po’ un’interferenza, cioè vengono inseriti in cave create appositamente sfruttando la loro elasticità, poichè è un po’ più piccolo dell’albero su cui viene montato, in modo tale da bloccarsi.

cosa sono gli anelli di tenuta angus?

usati per organi che ruotano ad alte velocità di rotazione, che grazie alla loro anima metallica bloccano il lubrificante in uscita ed in entrata. Sono tenute dinamiche.

Sono anche detti anelli di tenuta a labbro flessibile e tenute a labbro ad U.

Gli anelli di tenuta per alberi rotanti sono costituiti da:

1. materiale sintetico con buona restistenza agli olii e ai grassi

2. anima metallica ad L

3. Molla elicoidale metallica che blocca la parte di gomma sull’albero (molla spirale in acciaio)

4. bordo di ritegno della molla

5. labbro di tenuta in elastomero sintetico

N.B. I materiali esterni di questi anelli di tenuta sono generalmente elastomeri

cos’è la calotta?

sorta di coperchio aperto/protezione dove viene inserito una boccola o un distanziale

Cos’è il feltro?

materiale usato vicino al radiatore per evitare la fuoriuscita dell’acqua (materiale fatto a filamenti). Viene inserito in cave trapezoidali.

cos’è la puleggia fissa?

viene inserita con collegamento con chiavetta arrotondata, poichè non c’è blocco per traslazione assiale

cos’è la puleggia mobile?

presenta cuscinetti, ruota attorno ad assi

quando ci sono gli assi, cosa possiamo dedurre?

che ci sono deli collegamenti

Come si montano i cuscinetti?

Il montaggio dei cuscinetti è fondamentale per il corretto funzionamento dei cuscinetti, bisogna prestare attenzione al collegamento fra anelli, sedi ed alberi, affidati ad opportune tolleranze ed inoltre definire determinati vincoli quando necessario:

• vincoli in senso assiale

• Vincolati su spallamenti , mediante anelli elastici, ghiere, distanziali

• Ecc

Nel caso di spinte puramente assiali, si può anche far riferimenti a cuscinetti assiali o reggispinta, che presentano delle piste di rotolamento sulle facce laterali fra cui rotolano delle sfere e tra i quali passa l’albero rotante

Come si rappresenta un cuscinetto?

Tranne per chi opera in un’azienda produttrice di cuscinetti che quindi dovrà fare disegni ben definiti, i cuscinetti appaiono solo nelle rappresentazioni di complessivi dove si fa riferimento a un disegno semplificato, costituito dal mettere in evidenza la forma essenziale ed il rapporto con gli altri componenti, tralasciando sia la raffigurazione di gabbie ed altri elementi costruttivi sia la rappresentazione in scala.

Esso viene rappresentato come un generico quadrato con eventualmente all’interno le sfere.