Dimensionamento/scelta viti fissaggio motore soggetto a torsione

easymec

Utente standard
Professione: disegnatore
Software: cad, solidworks
Regione: Campania
Buonasera,

Vi chiedo un'informazione riguardo alla corretta procedura per scegliere le viti di un motore (non flangiato ma fissato a terra) soggetto a torsione ed alla sua forza peso.

So perfettamente che i motori vengono già forniti con le viti appropriate, ma non fa mai male analizzare ciò che ci viene già fornito.
1) Per scegliere le viti è corretto il modo in cui mi sono approcciato nel file allegato?
Sintetizzando converto il momento torcente dato dal motore in una forza orizzontale (nel asse delle x) e poi considerando l'attrito tra motore e piastra determino la forza che devo esercitare sulle viti.
2)Per applicazioni di meccanica generale, che coefficiente di sicurezza adottereste per le viti di fissaggio di motore a terra?
3)Mi sfugge una cosa, se io volesse inserire all'interno anche la variabile relativa alla lunghezza "l" (interasse fra viti motore) come potrei fare? Nel senso, se mi immagino un motore con un interasse minimo sarà meno stabile rispetto ad un motore con un interasse di viti maggiore.

Grazie
 

Allegati

MassiVonWeizen

Utente Senior
Professione: disegnatore
Software: solidworks 2019
Regione: Friuli Venezia Giulia
Considera che se devi inserire su fondazioni già presenti non utilizzerai viti normali ma ancoraggi chimici; questo forse potrebbe variare le cifre delle formule.
Se invece devi ancora fare le fondazioni allora conviene usare dei tirafondi e anche qui i calcoli saranno diversi da una classica vite
 

easymec

Utente standard
Professione: disegnatore
Software: cad, solidworks
Regione: Campania
Non vi è alcuna applicazioni reale, io me lo immaginavo fissato su un piastrone in ferro.
Interessante quanto mi fai osservare, che sia una piastra/ tiranti chimici...in tal caso il procedimento per determinare la forza per le viti è lo stesso no? Ovviamente varierà l'attrito e il coefficiente di sicurezza.
Corretto quanto allegato o ci sono altre variabili da considerarsi?
Grazie
 

meccanicamg

Utente Senior
Professione: Mechanical engineer manager
Software: SolidWorks, FreeCAD, NanoCAD5, Me10, Excel, LibreOffice
Regione: Lombardia
I motori elettrici sono progettati dal costruttore in modo da poter appendere in verticale, orizzontale e sottotesta il motore nelle massime condizioni di ciclo a coppia invertente massima.
Quindi la condizione peggiore è il motore avvitato a parete, dove le viti lavorano parecchio. Trazione pura per garantire il non scivolamento per attrito dei piedi sulla parete. Trazione e compressione dovuto alla coppia massima.
Se il motore pesa particolarmente potrebbe essere peggiorativa la versione sottotesta, dove c'è anche il peso del motore che traziona le viti.
In realtà masse eccentriche anche piccole inducono una trazione alternata alle viti che le fanno cedere a fatica.
 

meccanicamg

Utente Senior
Professione: Mechanical engineer manager
Software: SolidWorks, FreeCAD, NanoCAD5, Me10, Excel, LibreOffice
Regione: Lombardia
Buonasera,

Vi chiedo un'informazione riguardo alla corretta procedura per scegliere le viti di un motore (non flangiato ma fissato a terra) soggetto a torsione ed alla sua forza peso.

So perfettamente che i motori vengono già forniti con le viti appropriate, ma non fa mai male analizzare ciò che ci viene già fornito.
1) Per scegliere le viti è corretto il modo in cui mi sono approcciato nel file allegato?
Sintetizzando converto il momento torcente dato dal motore in una forza orizzontale (nel asse delle x) e poi considerando l'attrito tra motore e piastra determino la forza che devo esercitare sulle viti.
2)Per applicazioni di meccanica generale, che coefficiente di sicurezza adottereste per le viti di fissaggio di motore a terra?
3)Mi sfugge una cosa, se io volesse inserire all'interno anche la variabile relativa alla lunghezza "l" (interasse fra viti motore) come potrei fare? Nel senso, se mi immagino un motore con un interasse minimo sarà meno stabile rispetto ad un motore con un interasse di viti maggiore.

Grazie
La forza F non esiste.
La coppia di rotazione sull'albero genera reazioni verticali ai piedini: positive da un lato e negative dall'altra.
 

MassiVonWeizen

Utente Senior
Professione: disegnatore
Software: solidworks 2019
Regione: Friuli Venezia Giulia

easymec

Utente standard
Professione: disegnatore
Software: cad, solidworks
Regione: Campania
La forza F non esiste.
La coppia di rotazione sull'albero genera reazioni verticali ai piedini: positive da un lato e negative dall'altra.
Ma quindi mi dice che nel caso esposto nell'allegato, il momento torcente lo dovrei dividere per l/2 ( interessante viti / 2) e otterrei che le viti della fila di sinistra lavorano a trazione e quelle a destra a compressione (in funzione della rotazione del motore)?
Se si, se provo ad immaginare un motore con un altezza elevata es. 2000 mm a confronto di uno es.300 mm, a parità di interasse di viti quello da 300 sarà più stabile, parer mio influisce anche l'altezza.
Grazie
 

meccanicamg

Utente Senior
Professione: Mechanical engineer manager
Software: SolidWorks, FreeCAD, NanoCAD5, Me10, Excel, LibreOffice
Regione: Lombardia
Lo schema generale del motore risulta essere questa qui sottostante.
Screenshot_20210124_203305.jpg
Tenendo conto che il motore è appoggiato su un supporto orizzontale e quindi l'accelerazione gravitazionale è posta come y negativo si ha:
- Cm la coppia motrice massima che potrebbe essere dovuta alla coppia di inerzia o a quella motore
- reazioni concorde R1-2 che comprimono il supporto scaricando la vite
- reazioni discorse R3-4 che trazionano le viti
- la forza peso P che aumenta R1-2 e diminuisce R3-4
- forze orizzontali nulle
 

easymec

Utente standard
Professione: disegnatore
Software: cad, solidworks
Regione: Campania
Lo schema generale del motore risulta essere questa qui sottostante.
Vedi l'allegato 60764
Tenendo conto che il motore è appoggiato su un supporto orizzontale e quindi l'accelerazione gravitazionale è posta come y negativo si ha:
- Cm la coppia motrice massima che potrebbe essere dovuta alla coppia di inerzia o a quella motore
- reazioni concorde R1-2 che comprimono il supporto scaricando la vite
- reazioni discorse R3-4 che trazionano le viti
- la forza peso P che aumenta R1-2 e diminuisce R3-4
- forze orizzontali nulle
Bene, quindi lasciando stare il peso, sulla fila di sinistra R1 e R2 avremmo che la forza risultante sulla è data da Cm/(A/2)?
Stessa cosa per la fila di destra solo con segno opposto?

Però ragionando/osservando il sistema sul lato albero motore, se immagino di tenere fisso solo l'albero motore e di non fissare con delle viti a terra il motore cosa succederà?
Mi immagino che inizi a girare l'intero motore su se stesso, e quindi c'è la forza F (vedi allegato). O sbaglio?
 

Allegati

bip

Utente Junior
Professione: faccio funzionare le cose
Software: un grosso martello
Regione: un po' tutto il mondo
Aggiungerei ai carichi da considerare, nel caso non ci siano ulteriori supporti sull'albero del motore, i carichi dovuti al sistema che il motore va a movimentare: nel caso di trasmissioni a cinghia, la tensione iniziale dei due rami, nel caso di un ingranaggio calettato sull'albero del motore, le forze scambiate dall'ingranaggio con l'altro, nel caso di un giunto cardanico, le varie forze scambiate, in funzione dell'angolo di rotazione dell'albero e dell'angolo del giunto. A seconda del tipo di impiego, tieni conto che più di una tipologia di carico potrebbe essere pulsante, quindi va fatta anche la verifica a fatica.
 

MauroOl

Utente poco attivo
Professione: Funzionario PA
Software: Autocad, Blender + miei applicativi
Regione: Piemonte
Se l'ancoraggio del motore non è più lo statore ma il rotore su incastro, le ipotesi iniziali sono cambiate e di conseguenza cambiano i risultati.
Con le ipotesi iniziali di motore ancorato alle viti a pavimanto le reazioni dei vincoli (nell'ipotesi di assenza di sovracarichi rotanti e con il verso del momento indicato nelle figure) valgono:
R1 + R2 = (2 * Cm / A) + P / 2 (in compressione)
R3 + R4 = -(2 * Cm / A) + P / 2 (in trazione o in compressione in funzione del peso)
il taglio nelle viti è assente, se si inverte il verso del momento si invertono anche le reazioni vincolari.
 

meccanicamg

Utente Senior
Professione: Mechanical engineer manager
Software: SolidWorks, FreeCAD, NanoCAD5, Me10, Excel, LibreOffice
Regione: Lombardia
Bene, quindi lasciando stare il peso, sulla fila di sinistra R1 e R2 avremmo che la forza risultante sulla è data da Cm/(A/2)?
Stessa cosa per la fila di destra solo con segno opposto?

Però ragionando/osservando il sistema sul lato albero motore, se immagino di tenere fisso solo l'albero motore e di non fissare con delle viti a terra il motore cosa succederà?
Mi immagino che inizi a girare l'intero motore su se stesso, e quindi c'è la forza F (vedi allegato). O sbaglio?
Le reazioni verticali sono date dall'equilibrio dei momenti rispetto all'albero con le distanze A/2 e i segni opposti.
Non esistono forze orizzontali. Se poggia sui piedini, sono i piedini a dare reazione.... già detto. Anche se sollevi il motore di 2 mm lo usi come schiaccia sassi, la reazione è verticale.
 

meccanicamg

Utente Senior
Professione: Mechanical engineer manager
Software: SolidWorks, FreeCAD, NanoCAD5, Me10, Excel, LibreOffice
Regione: Lombardia
Aggiungerei ai carichi da considerare, nel caso non ci siano ulteriori supporti sull'albero del motore, i carichi dovuti al sistema che il motore va a movimentare: nel caso di trasmissioni a cinghia, la tensione iniziale dei due rami, nel caso di un ingranaggio calettato sull'albero del motore, le forze scambiate dall'ingranaggio con l'altro, nel caso di un giunto cardanico, le varie forze scambiate, in funzione dell'angolo di rotazione dell'albero e dell'angolo del giunto. A seconda del tipo di impiego, tieni conto che più di una tipologia di carico potrebbe essere pulsante, quindi va fatta anche la verifica a fatica.
Certamente, in funzione del tipo di collegamento sull'albero posso avere dei carichi radiali aggiuntivi (cinghia, catena, ingranaggi) oppure nulla se uso i giunti (a dischi, a lamelle, a denti).
 

volaff

Utente Senior
Professione: Studente
Software: Solidworks 2016,Ansys APDL
Regione: Campania
Lo schema generale del motore risulta essere questa qui sottostante.
Vedi l'allegato 60764
Tenendo conto che il motore è appoggiato su un supporto orizzontale e quindi l'accelerazione gravitazionale è posta come y negativo si ha:
- Cm la coppia motrice massima che potrebbe essere dovuta alla coppia di inerzia o a quella motore
- reazioni concorde R1-2 che comprimono il supporto scaricando la vite
- reazioni discorse R3-4 che trazionano le viti
- la forza peso P che aumenta R1-2 e diminuisce R3-4
- forze orizzontali nulle
Ciao a tutti e complimenti per l'ottima discussione.
Una nota: ma il verso delle reazione R1-2 e R3-4 non dovrebbe essere opposto?
 

meccanicamg

Utente Senior
Professione: Mechanical engineer manager
Software: SolidWorks, FreeCAD, NanoCAD5, Me10, Excel, LibreOffice
Regione: Lombardia
Ciao a tutti e complimenti per l'ottima discussione.
Una nota: ma il verso delle reazione R1-2 e R3-4 non dovrebbe essere opposto?
Le reazioni R1-2 e R3-4 sono poste come sollecitazione sulla vite. Verso l'alto la vite si traziona. Verso il basso la vite si comprime.
 

welcome to the machine

Utente Junior
Professione: project leader
Software: Kubotek
Regione: Lazio
Forse mi confondo, ma sono d'accordo con Volaff: il motore deve vincere l'inerzia di quiete del carico e la reazione sul vincolo è di segno opposto a quello indicato in #8
 

meccanicamg

Utente Senior
Professione: Mechanical engineer manager
Software: SolidWorks, FreeCAD, NanoCAD5, Me10, Excel, LibreOffice
Regione: Lombardia
Cm nel post #8 è la coppia motore sulla cassa del riduttore e non sull'albero. Nelle spiegazioni c'è scritto che Cm può essere dovuta alla coppia motore o a quella di inerzia.... scritto in modo generico.
 

MauroOl

Utente poco attivo
Professione: Funzionario PA
Software: Autocad, Blender + miei applicativi
Regione: Piemonte
Con le condizioni imposte a inizio discussione il verso delle reazioni vincolari R3 e R4 dipende dal peso del motore, può essere di trazione se la forza generata dalla coppia è maggiore della forza peso altrimenti è di compressione
 

easymec

Utente standard
Professione: disegnatore
Software: cad, solidworks
Regione: Campania
Vi ringrazio, mi stavo perdendo in una sciocchezza io, stavo ragionando con lo stesso principio di un motore flangiato, in realtà devo vedere l'intero sistema come se le forze scaricassero sulla base della piastra morte cercando di ribaltare.
Quando in testa hai una cosa è difficile vederla da un altro punto di vista.

Grazie
 

volaff

Utente Senior
Professione: Studente
Software: Solidworks 2016,Ansys APDL
Regione: Campania
Forse mi confondo, ma sono d'accordo con Volaff: il motore deve vincere l'inerzia di quiete del carico e la reazione sul vincolo è di segno opposto a quello indicato in #8
Ciao.
Le forze di "segno opposto" rispetto a quelle indicate da meccanicamg sarebbero quelle che il motore scarica sulla base della piastra.
Quelle rappresentate in figura sono quelle che sente "la vite" per cui di segno contrario a quelle scaricare sulla piastra.
In questo senso i segni sono giusti come sono stati messi.