Tutta la teoria di Elementi costruttivi delle macchine

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Af qua cos du cosf cosaadu tcos sen duePf tP af qua cosa cosn f cosaaduEdm tcos surt escriviamola in funzione di Laf2 qua cosa cosnEtà aggiungiamo il termine di attrito dato dal collaret.FI I jsIYIEttganAngolo del filetto sul piano normaletgacosaαDalla figura 10.4 trovo il valore di damettere nella formula qui sopra. Figura 10.4Filettature reversibili ed autobloccantiPer vedere se una filettatura è autobloccante (non reversibile) o reversibile (o retrograda) si deveavere rispettivamente T > 0 o T < 0. Ipotizzando un f = 0 ho:cLEIfTso eEfficienza (i coefficienti di attrito sono dinamici):tgacosdue.EEÈ definito come il rapporto tra il lavoro fatto dal carico (F) che sto spostando per lo spostamentoeffettuato (L) e il lavoro fatto dal momento torcente (T) per un giro completo (2pi).IE IIiETÈ anche possibile vederlo come il momenti torcente nel caso ideale (f = 0) diviso per il momentotorcente nel caso reale (f 0).≠ SEIEEEIE.IE IEIII

A.ITEYIIIIIEe Per foto attrito sulcioècollare trascurabile ottengoiiiiIForzamento dei bulloniIn genere il bullone viene serrato con una forza F detta "carico assiale ammissibile" che è il massimo valore della forza che non produce una deformazione plastica sperimentalmente apprezzabile nel bullone stesso.In genere F = K A S , dovet t pK = costante di solito fissata tra 0,75 e 1tA = sezione resistente della filettatura (vedi tabella 10.1 e 10.2);tS = tensione ammissibile del materiale (vedi tabella 10.4 e 10.5)pSe il carico esterno sul collegamento filettato è di natura statica ho K = 0,9.tF = 0,9A Si t pIl valore del momento torcente preso da (*) con f = f = 0.15 (coefficienti presi come valori dicmassima): T = 0,2A d , con d = diametro nominale della filettaturatResistenza a taglio (S )usSe abbiamo solo azioni di taglio diretti (e non taglio dovuto a torsione) la relazione data da Fisher e Struik è: S = 0.62Sus uGeometria organi filettati

rosetteNN daeImportante:f statico di ff terzo die sono più eun grandif dinamici faffL 1,31,3

Rivetti I rivetti fanno parte di quella categoria di collegamenti non removibili(permanenti) infatti, a differenza dei bulloni, non soffrono di allentamentie per essere tolti vanno rotti.Per fissare un rivetto si ha una pistola che afferra il mandrino e lospinge verso il basso fino a romperlo nel punto di rottura (vedere figura11.1). Mentre il mandrino è spinto verso il basso il rivetto si deforma ecollegherà in modo permanente i due o più elementi che si vuolecollegare.In genere vengono usati per collegare lamiere in alluminio (poichésaldare le suddette lamiere è molto complicato). Per smontare uncollegamento rivettato si fora la testa con un trapano e l'insieme vienevia da solo.

Figura 11.1

SaldaturaEsistono vari riti di saldatura:saldatura ad arco : saldatura ad arco con• elettrodo di metallo rivestito (SMAW, o MIG),saldatura automatica

ad arco in gas inerte (GMAW), saldatura ad arco con elettrodo altungsteno in gas inerte (GTAW, o TIG), saldatura ad arco con filo con anima (FCAW), saldatura ad arco sommerso (SAW);

Saldatura a gas;

Saldatura al laser;

Saldatura a freddo;

Saldatura a frizione per inerzia;

Saldatura a ultrasuoni;

Figura 11.2 Saldatura per vibrazioni.

Saldature con carichi assiali e di taglio

In genere la pratica ingegneristica è considerare, per le saldature, la tensione significativa quella data dal taglio nella sezione di gola, sia per carichi paralleli che perpendicolari.

E Ate t.la0,707L2L EfeIeSsyOi58SysTse Figura 11.3

Con questa relazione possiamo trovare o la F data una sezione, la tensione di snervamento e il maxfattore di sicurezza, o la sezione minima dato il carico, la tensione di snervamento e il fattore di sicurezza.

Saldature con carichi torsionali e flettenti

Nella figura 11.4 ho una forza eccentrica nel piano dei cordoni di saldatura che mi instaura

(oltreche il taglio) una torsione, nella figura 11.5 ho una forza eccentrica fuori dal piano dei cordoni disaldatura che mi instaura (oltre che il taglio) una flessione.

Invece di studiare nella sua interezza le tensioni che si generano sui cordoni della saldatura (essendo un'analisi molto complessa) si fanno delle assunzioni semplificative che danno una stima sufficientemente accurata delle tensioni.

Le tensioni sui condotti sono ottenute come risultati vettoriali delle:

• tensioni tangenziali dovute allo sforzo di taglio e considerate uniformemente distribuite lungo tutta la lunghezza dei cordoni;
• Tensioni provocate dalla torsione o dalla flessione (o entrambe) calcolate secondo le formule convenzionali, assumendo che le parti collegate siano completamente rigide.

Mc txtte

Le formule convenzionali: testiJII valori di e sono i seguenti: LÌffyaltdxI.ieai ayrdAà tifxaldx.EEfxrdAIyiio 12Atizziµ

feelELIIxIx Ad

12Ijtada tlazIg ftttlloii.baEJ IxttgPer la figura 11.4 (taglio e torsione) le tensioni sono: myo eL Iio20 3A 5.6ohm45 È Itso 20kWA nyLe 1100 a Èa tiE a5.60ohm150 ta ÉtatEzat Ia edAeri 2 asteTATAIx frigida tfa.yad.tt asÉtfIteabottterlust 7504281 250 618135000 202.500 mmEIdaG AA 201Ig 20GAIDACIIIIIttlalzoittla 30583t 733,342339000060000333,3 mm852.0834mmJ Ix IgF f453mmTÀ 150 20mmtaElioTi Flsmm201mm Titgif EnpaDal EetaglioILIMILTITTTIGIÉETa teaPer la figura 11.5 (taglio e flessione) le tensioni sono:M Mmm20.1604N 1600.10mma a MI MIGG120 e faxFMIay E Cretaioe 0to tifo èRotIx t2 60 270 ta t 792 t288soci OootOoo Ooo mmM 60N6006oinm IO 121ma mai 2 MPaeTua IlIx 792 t mmOoo 226.3 paµtt 120 70t OSSIk 1 IIvtma.TT µpaTea SFma7 E(Per verificare la sezione tramite la tensione di snervamento si fa riferimento al criterio di massimadistorsione, o di von Mises).Saldature con elettrodi E60 ed E7060 e 70 sono i valori di resistenza a

agenti lungo la circonferenza del cilindro avrò anche delle tensioni longitudinali agenti nella parte segnata in rosso.

Figura 3.32 a è ri riE tete piÈ aa I RiE te io vite

Per cilindri in parete sottile possiamo vedere che << (= ) e quindi possiamo trovare σ σ σr t θ un'espressione della tensione circonferenziale più semplice. Se indichiamo con: t = spessore, d = diametro interno, p = pressione interna, otteniamo:

i BE te_PIÙT

Che sono dette Equazioni di Mariotte.

Tensioni nei dischi rotanti

Possiamo trovare le tensioni agenti lungo un disco in pressione se applichiamo delle limitazioni:

• r > 10t, con t = spessore dell'anello o del disco;
• lo spessore dell'anello o del disco (t) costante;
• le tensioni sono costanti lungo lo spessore dell'anello o del disco (t).

ewfffete.EE 3 rTa Lew.pe ry3te Er

Figura 3.31

Con = densità, = velocità angolare in rad/sec.

ρ ω Accoppiamenti