• This site uses cookies. By continuing to use this site, you are agreeing to our use of cookies. Leggi altro.

Calcolo del momento resistente su una ruota

gerod

Moderatore
Staff Forum
Professione: Libero professionista
Software: Solid Edge, Ansys DS, e altri ancora
Regione: Veneto
#1
Volevo dei pareri su una questione.
Devo calcolare il momento torcente da applicare ad una ruota in acciaio che scorre su una rotaia.
Generalmente si applica la formula:
M=F*R=P*fv
da cui ci si calcola F, ovvero la forza necessaria che moltiplicata per raggio mi da la coppia di reazione.
Sui vari manuali si trova che fv per ruote in acciaio che scorrono su acciaio vale 0.005 cm (rif. Manuale del disegnatore tecnico). Ma per me è un valore che dipende fortemente dal carico P applicato alla ruota, quindi non è costante e quindi non vale in generale.
Io ho ragionato secondo la teoria di Hertz, ovvero mi calcolo l'impronta della ruota sul binario (non scrivo le formule) che generalmente è definita come 2a e poi, nel caso di ruota motrice considero che fv = 2a (nel caso di ruota mossa fv = a).
Secondo voi è un discorso che può stare in piedi?

Allego una immagine per inquadrare il problema ... e la soluzione!
Grazie
 

Allegati

Ultima modifica:

andrea71

Utente Standard
Professione: ingegnere
Software: Catia v5, Solidworks, I-deas, MSC...ed altri
Regione: FVG
#2
Più o meno. In effetti il concetto di attrito volvente è proprio questo. La distribuzione delle reazioni verticali invece non è esattamente quadra, ma assume una forma tipica, per cui, se la integri trovi proprio che la risultante è "in avanti" rispetto all'asse di rotazione esattamente del coefficiente di attrito volvente. Da cui il momento resistente.
 

gerod

Moderatore
Staff Forum
Professione: Libero professionista
Software: Solid Edge, Ansys DS, e altri ancora
Regione: Veneto
#3
Diciamo che al limite sta alla distanza 2a, ma in realtà è più in dietro, ovvero verso l'asse.
Diciamo che in via cautelativa posso considerare fv = 2a, poi se fv<2a tanto di guadagnato (si parla di un paio di millimetri al massimo e non 0,05 mm).
Grazie del parere.
 

tenerone

Utente Standard
Professione: Project engineer per gioco e per diletto...
Software: Creo 2.0 + Windchill
Regione: Ticino - Svizzera
#4
Quesito interessante, uhmm....vuoi dire che la tua forza peso applicata è variabile e non costante?

Nel caso sia variabile dovresti utilizzare un altro coeff. fv1, praticamente il caso del rullo caricato da una massa che ruota su un piano.

La teoria di Hertz è significativa, ma resto dell'idea che sia molto meglio tenere in considerazione i valori dell'attrito volvente.

In rete ho trovato questo cmq sempre che non lo conosci già. ;)
 

Allegati

gerod

Moderatore
Staff Forum
Professione: Libero professionista
Software: Solid Edge, Ansys DS, e altri ancora
Regione: Veneto
#6
la forza può essere variabile ma il dimensionamento della trasmissione si fa sul valore massimo, altrimenti.......
 

cacciatorino

Moderatore SolidEdge
Staff Forum
Professione: Ingegnere meccanico
Software: SolidEdge CoCreate Salome-Meca
Regione: Porto Recanati, ma con l'appennino nel cuore
#7
Questo e' quanto mi ricordo da cio' che ci raccontarono alla uni:

nel contatto ruota-rotaia vale la teoria di Hertz, ok, ma cio' non spiega il fenomeno dell'attrito volvente.
In ralata' cio' che accade dovrebbe essere questo:
al passaggio della ruota, il materiale della rotaia subisce una compressione elastica, per cui accumula energia. La ruota deve applicare, con il suo bordo di attacco, una certa forza per comprimere la rotaia.
La pressione della rotaia compressa pero, se sul bordo di attacco agisce contro la rotazione della ruota, sul bordo di uscita agise a favore della rotazione (cioe' restituisce nella parte posteriore dell'area di contatto l'energia accumulata nella parte anteriore).
Se il sistema fosse ideale, per la conservazione dell'energia l'attrito non esisterebbe. In realta' a causa dell'isteresi del metallo (una sorta di "viscosita' " interna) il rilascio dell'energia nella parte posteriore della ruota avviene con un certo ritardo ed in forma parziale (la quota di energia non restituita viene trasformata in calore).
Quindi l'attrito volvente nasce dal fatto che la risultante delle pressioni generate dalla rotaia sulla ruota non e' simmetrica rispetto al punto di contatto ma un po' spostata in avanti, per cui genera un momento sfavorevole alla rotazione della ruota.
Da questo si potrebbe ipotizzare che il coeff. d'attrito volvente sia piu' dipendente dalla velocita' e dal diametro della ruota, che dalla forza applicata.
Comunque forse conviene fare riferimento ai manuali ed accontentarsi dei valori tabellati. Del resto se centinaia di anni di evoluzione ingegneristica hanno partorito quelle tabelle ci sara' una ragione. Se non ricordo male, le Ferrovie dello stato considerano 25 kg di sforzo di trazione per ogni tonn. di carro merci da trainare, in rettilineo ed in piano.
Forse non e' propio il caso di reinventare la ruota. :D
 

gerod

Moderatore
Staff Forum
Professione: Libero professionista
Software: Solid Edge, Ansys DS, e altri ancora
Regione: Veneto
#8
Quoto pienamente quello che hai detto.
L'attrito ci vuole altrimenti la ruota non rotolerebbe!
Sono pure d'accordo sui 25 kg per ogni tonellata ma il mio caso è un pò più complesso, nel senso che devo trainare un oggetto che è sottoposto ad un carico elevato: ovvero devo muovere una trave (l'asse della ruota è fisso, la ruota ovviamente gira perchè motorizzata) su una serie di rulli. Uno di questi me la raddrizza anche (una sorta di calandra inversa per profili).
A parte l'applicazione, in gioco c'è sempre una forza e il contatto.
Ad ogni modo la cosa mi conforta e quindi procedo con Hertz che mi garantisce un margine di sicurezza in più rispetto ai valori tabellati.
Ciao
 

tenerone

Utente Standard
Professione: Project engineer per gioco e per diletto...
Software: Creo 2.0 + Windchill
Regione: Ticino - Svizzera
#9
la forza può essere variabile ma il dimensionamento della trasmissione si fa sul valore massimo, altrimenti.......
Ovvio, ma la differenza sta che se è costante usi un coefficiente mentre se è variabile ne devi usare due