Costruzione di macchine - prima parte

INTRODUZIONE

MACHINE

motrici (turbine)=generano energia meccanica a partire da un'altra forma di energia

operatrici (pompe)=utilizzano energia meccanica per trasformarla in un'altra forma di energia

MOTRICI

EM

TRASMISSIONE

EM

OPERATRICI

Turbine

Energia fluida

(idrauliche

vapore

a gas

eoliche

Motori a combustione interna

Energia chimica

Motori elettrici idraulici

Cilindri pneumatici idraulici

Energia fluida

Giunti (collegamenti diretti)

Ruote dentate

Riduttori

Cinghie/pulegge

Catene

Funi

Pompe

ventilatori/eliche

Compressori

Macchine utensili

Macchine per il sollevamento

Macchine per il trasporto

veicoli

Le macchine sono insiemi costituite da sottoinsiemi, che sono gli elementi costruttivi o organi.

MACHINE

ELEMENTI COSTRUTTIVI "ORGANI"

1) Organi funzionali:

Giranti

Palette

Eliche

Pistoni

Utensili

Rotori

2) Assi o alberi:

Gli assi possono essere fissi e rotanti

Gli alberi vengono associati alla possibilit di trasmettere una coppia, sono soggetti a momento torcente (Mt)

3) Supporti:

Volventi-cuscinetti

a strisciamento-bronzine

magnetici

4) Organi di trasmissione:

Ruote

dentate

Cinghie/catene/funi

Bielle

comandi flessibili

5) Collegamenti:

Fissi

coiettaggi

saldature

chiodature

rivettature

incollaggi

Smontabili

Bullonature

chiavette/linguette

scanalati

6) Giunti (rigidi o elastici)

7) Freni e frizioni

sistemi di progressivit

8) Elementi elastici (molle)

magazzini di E elastica

9) Volano - magazzino di E cinetica

10) Serbatoio

E fluida

11) Telaio/carter/carcasse

costruzione di macchine (non di strutture) - analisi del comportamento strutturale di

componenti meccanici deformabili soggetti a carichi

elementi di cui viene considerata anche l'imperfezione e la deformazione sono in grado di arrivare alla distruzione - importante e capire a che cosa sono soggetti.

COMPONENTI MECCANICI

• Prima cosa da capire e la FORMA
• VINCOLI, che possono essere interni ed esterni
• MATERIALE, di cui il componente e costituito

SOGGETTI (requisiti)

• come varia la forma sotto carichi? "RIGIDEZZA", come da la funzionalita e la capacita di generare vibrazioni
• e mantenuta l'integrita strutturale sotto carichi? "RESISTENZA", sia statica, all'impatto
• sia garantita l'integrita strutturale nel tempo "DURATA" - resistenza a fatica e all'usura

A CARICHI

Forze, coppie, pressioni, accelerazioni (F,M,p,g,a)

• NATURA, si distinguono in carichi permanenti, funzionali, accidentali (non tipici ma possibili), limite
• ENTITA, si intende direzione, verso, intensita, punto di applicazione
• VARIABILITA NEL TEMPO (MISSIONE) cicli, anni, ore, km

SCHEMI STRUTTURALI

per misurarlo viene utilizzato un comparatore

Monopattino - requisiti di rigidezza (deformazione una volta saliti, di quanti millimetri di freccia verticale si mirano al telaio con 900N sul punto X?)

K(x) = P/F

Di quanti mm si pu fare il manubrio al requito dell'applicazione di una forza?)

2) Resistenza (Quanti newton possono essere applicati al punto X, prima che si verifichi una deformazione permanente o il cedimento/rottura del telaio?)

3) Durata (Quanti km pu percorrere il veicolo con utente (minimo, medio, massimo in base al peso) prima di avere un cedimento strutturale? [Prova outdoor in esercizio]

Quanti cicli di carico pulsato 0-1800N pu sostenere il monopattino prima di un cedimento strutturale? [Indoor, in testing lab]

Schemi monodimensionali = una dimensione e dominante rispetto alle altre due

Nome

Rappresentazione

Esempi

Schema a funi (cable)

(trasmette dei carichi di trazione parallelamente alla superficie - forze parallele all'asse; no rigidezza flessionale)

funi, catene, cinghie, tendini, legamenti

Asta (truss)

forze parallele all'asse, sia di trazione che di compressione, no rigidezza flessionale

Bielle a ciente), gru per l'edilizia, travature reticolari

Trave (beam)

carichi (F, M) che possono essere paralleli e perpendicolari all'asse; sforzo normale N, sforzo di taglio T, momento flettente Mf, momento torcente Mt

Albero di trasmissione, travi da costruzione, colonne da costruzione, telai, macchine, ponti (trave singola), carroponti/veicoli da corsa, ossia lunghe

Schemi bidimensionali = 2 dimensioni che dominano sulla terza

Nome

Rappresentazione

Esempi

Membrana

(in grado di trasmettere solo carichi paralleli al piano tangente al punto considerato; trazione compressione; non ha rigidezza flessionale - perci si non carichi esterni, solo al piano locale, ma