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Albero

ector

Utente Standard
Professione: tuttologo
Software: my brain
Regione: Umbria
#1
Ciao ragazzi,devo realizzare un albero,su due supporti con cuscinetti,alle cui estremità devo inserire due volani,ed al centroapplico un momento torcente mediante un cinghia.
La forza con cui genero la coppia varia,come la velocità,non conosco la legge con cui varia.Allora:
1-come dimensiono i volani in modo da regolarizzare il moto?
2-come dimensiono l'albero centrale?

In pratica devo realizzare il rullo anteriore dei tapis roulant magnetici....

grazie

Ettore
 

VigZ

Utente Senior
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Regione: piemonte/lombardia
#2
non conoscendo velocità , coppia e legge di variazione come dimensioni?


a caso! :D


scusa la battuta ma che regolarizzi se nn sai come gira l albero?

v
 

davide75

Utente Senior
Professione: progettista-ing.meccanico
Software: SE-INV-SW-PRO/E-OSD-GBG-ME10-VISUAL NASTRAN 4D-AUTOCAD
Regione: emilia romagna
#3
mancano un po' di dati come la coppia, la velocita di rotazione....
Cmq dovresti risolvere un problema stile scienza delle costruzioni in cui una volta note tutte le forze ricavi le razioni vincolari sui supporti con le quali poi vai a dimensionare il tutto.
 

ector

Utente Standard
Professione: tuttologo
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Regione: Umbria
#4
la coppia.l'ho calcolata considerando la componente lungo il piano del tappeto,moltiplicata per il raggio del rullo anteriore.la velocità varia da zero al max di 8 km/h sempre sul piano del tappeto, ed attraverso opportune considerazioni e considerando lo strisciamento nullo,la riporto ai giri del rullo anteriore.
Quindi mi state dicendo che:
1-calcolo l'albero come in scienza,con un peso dei volani fittizio?
2.il peso del soggetto sul rullo anteriore grava sui supporti e non sul rullo stesso,quindi?

mi stò impicciando la vita vero?
 

davide75

Utente Senior
Professione: progettista-ing.meccanico
Software: SE-INV-SW-PRO/E-OSD-GBG-ME10-VISUAL NASTRAN 4D-AUTOCAD
Regione: emilia romagna
#5
devi ancghe fare le opportune verifiche di resistenza come in costruzione di macchine
 

gerod

Moderatore
Staff Forum
Professione: Libero professionista
Software: Solid Edge, Ansys DS, e altri ancora
Regione: Veneto
#6
quindi?
Se non conosci tutto del problema, fai delle ipotesi, magari tenendoti dalla parte del "formaggio".
Considera poi che se hai variazioni sulla coppia io ci metterei anche la fatica (spesso la si sottovaluta e poi, chissà perchè, l'albero si rompe).
I volani saranno noti, spero.
Quindi la soluzione è:
- ti determini la Tau dovuta al Torcente
- ti determini la Tau del Taglio
- ti determini la Sigma del flettente
Poi vai a verificare i punti della sezione maggiormente sollecitata e la cosa è fatta.
ciao
 

ector

Utente Standard
Professione: tuttologo
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Regione: Umbria
#7
quindi?
Se non conosci tutto del problema, fai delle ipotesi, magari tenendoti dalla parte del "formaggio".
Considera poi che se hai variazioni sulla coppia io ci metterei anche la fatica (spesso la si sottovaluta e poi, chissà perchè, l'albero si rompe).
I volani saranno noti, spero.
Quindi la soluzione è:
- ti determini la Tau dovuta al Torcente
- ti determini la Tau del Taglio
- ti determini la Sigma del flettente
Poi vai a verificare i punti della sezione maggiormente sollecitata e la cosa è fatta.
ciao
no,i volani non sono noti,li devo calcolare,oppure li ipotizzo vedendo in genere quelli che montano.La fatica l'avevo già messa in conto.....
devo quindi ragionare considerando le sollecitazioni in modo indipendente e dimensionare?
Come punti più sollecitati intendi variazioni di sezione,sedi per chiavette ecc?

grazie mille

ettore
 

gerod

Moderatore
Staff Forum
Professione: Libero professionista
Software: Solid Edge, Ansys DS, e altri ancora
Regione: Veneto
#9
Occhio! se hai studiato le regole del forum dovresti sapere che non si possono inserire post tipo quello che hai scritto tu.
Hai già posto la domanda, abbi pazienza (siamo a ferragosto e le risposte che ti verranno date sono "a gratis").
Ad ogni modo dovresti essere più preciso, come ti è stato detto! se hai dati possiamo aiutarti ma se le ipotesi non sono chiare come facciamo??????
Come punti più sollecitati intendi variazioni di sezione,sedi per chiavette ecc?
anche. Le sezioni più sollecitate, come da teoria di scienza delle costruzioni!!!!
 
Professione: Laureato ing. meccanica
Software: Solidworks 2009, Ansys, Ansys WB, Matlab, Simulink, Adams, Solidcast
Regione: toscana
#10
Se non hai problemi di peso secondo me puoi fare così:

Per prima cosa devi dimensionare i volani o il volano, imponendo tu una variazione massima ammissibile di velocità angolare, dando quindi una specifica ragionevole per i tuoi scopi sul grado di irregolarità del meccanismo; una volta fatto questo è immediato trovare il momento d'inerzia polare che ti serve.

Una volta fatto questo puoi passare a preoccuparti dell'aspetto strutturale, devi dimensionare l'albero in modo da garantire con un certo coefficiente di sicurezza il corretto svolgimento del compito assegnato :) .

L'unica "pecca" di questo modo è che l'inerzia rotatoria sarà in realtà maggiore di quella calcolata con il solo volano, ma è anche vero che prima di aver dimensionato l'albero, non puoi sapere le sue caratteristiche inerziali.

Visto poi che comunque con l'albero la situazione è un po' meglio, puoi svincolarti da questo per il calcolo del volano (in modo cautelativo direi) lasciando così anche da parte l'iteratività del dimensionamento stesso.

Ciao
 

ector

Utente Standard
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Regione: Umbria
#11
Occhio! se hai studiato le regole del forum dovresti sapere che non si possono inserire post tipo quello che hai scritto tu.
Hai già posto la domanda, abbi pazienza (siamo a ferragosto e le risposte che ti verranno date sono "a gratis").
Ad ogni modo dovresti essere più preciso, come ti è stato detto! se hai dati possiamo aiutarti ma se le ipotesi non sono chiare come facciamo??????

anche. Le sezioni più sollecitate, come da teoria di scienza delle costruzioni!!!!
ok scusate...
allora cercherò di essere più preciso.allora
-lunghezza albero 90 cm circa
-velocità di rotazione da 0 a circa 800 rpm variabili(ottenuta considerando che il tizio sul tappeto va al max ad 8 km/h ed il raggio del rullo è 5 cm)
-coppia torcante sul rulllo max 5 Nm (data sempre dal tizio che cammina sul rullo)
-alle estremità devo inserire due volani per regolarizzare il moto il più possibile,dato che cmq quando si cammina le accelerazioi e dec, sono notevoli

questo è quanto ho,e da cui devo partire...il resto lo devo ipotizzare,e non avendo esperienza in merito sono un pò incasinato.....
Grazie comunque per la disponibilità!!
 

peppo82

Utente Standard
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Regione: Emilia
#12
Scusa, ma magari c'è un metodo migliore dei volani, l'attrezzo è di quelli del tipo trascinato dall'atleta o è mosso dal motore? nel secondo caso con un bel motore sincrono con caratteristica meccanica adeguata, di quelli da trapano o tornio per intenderci, e regolatore di frequenza per regolare la velocità, non hai bisogno di altro, perchè questi motori hanno una caratteristica molto inclinata quasi verticale nella prossimita del punto di velocità massima, è quindi una posizione di lavoro molto stabile.
 

ector

Utente Standard
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Regione: Umbria
#13
Scusa, ma magari c'è un metodo migliore dei volani, l'attrezzo è di quelli del tipo trascinato dall'atleta o è mosso dal motore? nel secondo caso con un bel motore sincrono con caratteristica meccanica adeguata, di quelli da trapano o tornio per intenderci, e regolatore di frequenza per regolare la velocità, non hai bisogno di altro, perchè questi motori hanno una caratteristica molto inclinata quasi verticale nella prossimita del punto di velocità massima, è quindi una posizione di lavoro molto stabile.
Vedi,ho provato entrambe le tipologoe e, ti assicuro che con quello puramente meccanico si lavora di più,si sente molto di più lo sforzo e la fatica.Nel primo l'atleta trascina il tappeto e lo mette in movimento,nel secondo è il motore che fa tutto,mentre l'atleta deve solo "stargli dietro".


Lo scopo dei volani è regolarizzare il moto,visto che cmq le fasi di accelerazione e decelerazione sono molte durante una sessione di lavoro.
 

peppo82

Utente Standard
Professione: Progettista Meccanico
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Regione: Emilia
#14
Non hai specificato che tipo di attrezzo volevi realizzare, ecco perchè ti ho chiesto cosa hai intenzione di fare, se si trattava di uno del tipo trascinato da motore, la soluzione migliore a mio avviso era di lasciar perdere i volani e usare un motore sincrono, o uno asincrono a induzione comandato in frequenza.
Coumunque visto che il caso non è questo, immaggino che la regolazione di velocità è realizzata modificando l'inclinazione del tappeto, e che ti mancano molti dati, immaggino che più grande è il volano e meglio funziona il tappeto, salvo poi un maggiore lavoro perportarlo a regime. Guarda io penso che il tappeto deve avere la stessa inerzia che ha un uomo quando corre affinche la corsa sia più possibile vicina a quella reale, quindi se l'inerzia di un uomo è proporzionale alla sua massa, quella del tappeto, è proporzionale ai momenti di inerzia di rulli e volani ridotti al nastro, in pratica devi imporre che l'energia cinetica di rulli e volano siano uguali a quella che avrebbe l'uomo ( 1/2mv^2 ) se si muovesse alla velocità a cui si muove il nastro.
Il problema però è che lì ci sono fondamentalmente due attriti, uno è costante che è quelo che hai se non ci cammini sopra, e questo in un certo senso simula un pò di salita unitamente alla resistenza dell'aria anche se il tappeto è perfettamente orizzontale, ed uno è pulsante con il passo che è forse quello più fastidioso perchè è impulsivo e comporta forti rallentamenti, devi stare attento a quello, è ceramente proporzionale al peso di chi usa il tappeto, ma chissà come varia al variare della corsa.. BAH! Forse valutarlo è da pazzi, anche perchè è fortemente variabile a seconda delle condizioni, la cosa migliore è ridurre al minimo l'attrito tra il nastro e la superficie su cui scorre.
 

ector

Utente Standard
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Regione: Umbria
#15
Non hai specificato che tipo di attrezzo volevi realizzare, ecco perchè ti ho chiesto cosa hai intenzione di fare, se si trattava di uno del tipo trascinato da motore, la soluzione migliore a mio avviso era di lasciar perdere i volani e usare un motore sincrono, o uno asincrono a induzione comandato in frequenza.
Coumunque visto che il caso non è questo, immaggino che la regolazione di velocità è realizzata modificando l'inclinazione del tappeto, e che ti mancano molti dati, immaggino che più grande è il volano e meglio funziona il tappeto, salvo poi un maggiore lavoro perportarlo a regime. Guarda io penso che il tappeto deve avere la stessa inerzia che ha un uomo quando corre affinche la corsa sia più possibile vicina a quella reale, quindi se l'inerzia di un uomo è proporzionale alla sua massa, quella del tappeto, è proporzionale ai momenti di inerzia di rulli e volani ridotti al nastro, in pratica devi imporre che l'energia cinetica di rulli e volano siano uguali a quella che avrebbe l'uomo ( 1/2mv^2 ) se si muovesse alla velocità a cui si muove il nastro.
Il problema però è che lì ci sono fondamentalmente due attriti, uno è costante che è quelo che hai se non ci cammini sopra, e questo in un certo senso simula un pò di salita unitamente alla resistenza dell'aria anche se il tappeto è perfettamente orizzontale, ed uno è pulsante con il passo che è forse quello più fastidioso perchè è impulsivo e comporta forti rallentamenti, devi stare attento a quello, è ceramente proporzionale al peso di chi usa il tappeto, ma chissà come varia al variare della corsa.. BAH! Forse valutarlo è da pazzi, anche perchè è fortemente variabile a seconda delle condizioni, la cosa migliore è ridurre al minimo l'attrito tra il nastro e la superficie su cui scorre.

si,hai perfettamente ragione in merito all'attrito del tappeto,infetti realizzerò qualcosa che ne produca il meno possibile.
In merito all'inerzia,te dici che è meglio imporre la condizione

1/2 m v^2 = 1/2 J omega^2

e trovare l'inerzia del volano?Il problema è però che come hai anticipato, la legge con cui varia la velocità,la pendenza ecc sono fattori che variano chissà come, quindi non è facile poter definire una legge.
Ho pensato infatti che sarebbe opportuno dimensionare il volano(trascurando i rulli) in base alla v max orizzontale, e basta.Anzi,magari imporre un range di variazione di velocità angolare e dimensionare.

che ne pensi?
 

peppo82

Utente Standard
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Regione: Emilia
#16
Guarda, penso che in presenza di un piccolo attrito che simuli quello dell'aria, o anche una salita l'imporre l'uguaglianza delle enrgie dei rulli e di quella che avrebbe il corpo umano sarebbe la situazione che meglio ti darebbe la sensazione di correre per conto tuo, indipendentemente dalla velocità. Quindi almeno questo lo considererei un punto fermo, ed almeno ne hai uno :D .
Se porni questa uguaglianza trovi che il momento d'inerzia non dipende dalla velocità di progetto, quindi ti occorre scegliere solo un peso ed utilizzarlo come campione per esempio 78kg....
Il fatto che quando il piede cade sul nastro l'attrito cresce molto e di conseguenza il nastro frena anche abbastanza, puoi tenerne conto aumentanto questo momento d'inerzia che hai calcolato di una certa quota, che però devi stimare conoscendo che attrito c'è tra nastro e relativa slitta, ma è un macello, perchè devi conoscere poi pure quale è l'impulso della forza quando il piede cade sul nastro... mmm. Penso che stimare ciò non abbia senso per questa applicazione, ti suggerisco due strade da seguire entrambe, minimizza l'attrito tra nastro e slitta, che so usa lubrificanti solidi, scegli opportunamente il materiale della slitta, e poi usa il volano con il momento d'inerzia come ti ho suggerito, e ti lasci la possibilità di montare volani aggiuntivi di pesi diversi in fase di assemblaggio che si oppongano alla forza di attrito che nasce quando il piede urta il nastro, ma non credo che ne occorrano di grosse dimensioni. Questa sorta di "collaudo" non credo sia un qualcosa di troppo esoso economicamente, e sicuramente poi sei soddisfatto di ciò che hai ottenuto.
Io così farei.
 

ector

Utente Standard
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Regione: Umbria
#17
si,infatti ho pensato proprio di fare così.Per ridurre l'attrito penso di utilizzare dei rulli in serie come slitta,meno di così...Gli piazzo due volani sul rullo anteriore, e vediamo che esce fuori....
grazie mille per la disponibilità.
Ti farò sapere come va....