progettazione a disegno di una vite trapezia in acciaio inox

titus2

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Regione: toscana
Ciao ho letto per curiosità la discussione e mi è venuta in mente questa cosa:
Perchè non tieni sospesa la vite con dei cuscinetti a rulli conici nella parte alta in modo che sia sempre sottoposta a trazione e mai a carico di punta.
Il motore lo lasci dove è adesso. Praticamente trasmette solo la coppia di rotazione ma ne lui ne il cuscinetto subito sopra ricevono alcun carico verticale.
Facendo così credo che il dimensionamento della vite si riduca diminuendo di conseguenza la potenza richiesta.
La mia è solo una idea forse non ha molto senso ma avevo voglia di condividerla.
 

cacciatorino

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Un'altra idea potrebbe essere mettere un giro di catena, con due pignoni in alto e in basso, il motoriduttore sul pignone inferiore, e la barra da sollevare imbullonata a una maglia della catena. Eventualmente si potrebbe mettere un secondo giro catena per avere un sistema ridondante.
 

meccanicamg

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Alla fine ho seguito il tuo consiglio iniziale e ho scoperto le boccole idrolubrificate, fatte apposta per applicazioni nautiche, composte da una bussola esterna e dalla parte in elastomero interna che si accoppia alla madrevite con una certa tolleranza (il costruttore consigliava +0,3 +0,6). In questo modo lasciavamo un minimo di cedevolezza radiale. Che ne dici?
Queste boccole sono flangiate anche, il che mi consente di vincolarle alla canna, e di appoggiare il tutto sulla madrevite (non so se è chiaro)
Direi che la descrizione è sufficientemente chiara per comprendere che hai trovato quello che ti serve, una chiocciola leggermente flottante.
 

wert

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Direi che la descrizione è sufficientemente chiara per comprendere che hai trovato quello che ti serve, una chiocciola leggermente flottante.
Scusate solo una curiosità; ho visto i dati in ingresso e lo schizzo di Leo relativi a questa sfida. Dice che 150 KN sono ovviamente sovrastimati; posso chiedere quale fattore sia stato considerato? Perché se consideriamo il cilindro che deve essere fatto uscire avente diametro 430 mm ed altezza 4000 mm, se di acciaio pieno peserebbe 4530 kg... Siccome non penso proprio che sia un massellone pieno, chiedo appunto quanto pesa realmente quell'albero e quindi che fattore di sicurezza è stato considerato per arrivare ai 15000 kg indicati nei dati.
 

cacciatorino

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Scusate solo una curiosità; ho visto i dati in ingresso e lo schizzo di Leo relativi a questa sfida. Dice che 150 KN sono ovviamente sovrastimati; posso chiedere quale fattore sia stato considerato? Perché se consideriamo il cilindro che deve essere fatto uscire avente diametro 430 mm ed altezza 4000 mm, se di acciaio pieno peserebbe 4530 kg... Siccome non penso proprio che sia un massellone pieno, chiedo appunto quanto pesa realmente quell'albero e quindi che fattore di sicurezza è stato considerato per arrivare ai 15000 kg indicati nei dati.
In precedenza spiegava che sono carichi stabiliti in maniera esperenziale su progetti simili fatti in passato. Trattandosi di un sottomarino magari parte della spinta serve per vincere la pressione idrostatica dovuta all'immersione.
 

wert

Utente Junior
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In precedenza spiegava che sono carichi stabiliti in maniera esperenziale su progetti simili fatti in passato. Trattandosi di un sottomarino magari parte della spinta serve per vincere la pressione idrostatica dovuta all'immersione.
Quindi dici che quell'albero sia a tenuta? Difficile, viste le profondità a cui arriva. Credo che sia tutto immerso nell'acqua, quindi pressione su tutte la superfici non dovrebbe vincere nessuna pressione idrostatica per uscire. Deve essere l'albero, che se è cavo, deve resistere alla pressione. Ma sto solo facendo supposizioni.
 

Leo.Milos

Utente poco attivo
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Scusate solo una curiosità; ho visto i dati in ingresso e lo schizzo di Leo relativi a questa sfida. Dice che 150 KN sono ovviamente sovrastimati; posso chiedere quale fattore sia stato considerato? Perché se consideriamo il cilindro che deve essere fatto uscire avente diametro 430 mm ed altezza 4000 mm, se di acciaio pieno peserebbe 4530 kg... Siccome non penso proprio che sia un massellone pieno, chiedo appunto quanto pesa realmente quell'albero e quindi che fattore di sicurezza è stato considerato per arrivare ai 15000 kg indicati nei dati.
Certo, ti spiego subito! Il sistema di attuazione doveva avere una capacità di spinta uguale o superiore a quella del cilindro idraulico, sapendo la pressione massima nel cilindro e l'area di spinta mi sono ricavato la forza che poteva sopportare (circa 85 kN). Quindi inizialmente per portare al cliente un prodotto più affidabile, avevo maggiorato a 100 kN. Siamo giunti a 150 kN perché è il valore con cui si effettuano le analisi a shock.
 

Leo.Milos

Utente poco attivo
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Non so se è un'immagine solo parziale, ma se sul carrello hai messo solo quei quattro pattini il rischio di "intraversamento" è alto. Mettine altri quattro sopra a congrua distanza (4-5 volte la distanza fra i binari come minimo).

Ti faccio i complimenti per l'analisi che stai facendo, gli spunti che stai esponendo non sono comuni per uno studente di ingegneria.
il sistema di guida e pattini è molto più complesso di così, ma per una questione di riservatezza del cliente, chiaramente ho dovuto creare un modello semplificato molto veloce al CAD per non divulgare dati sensibili. Di base, il sistema così strutturato, può reggere ai carichi radiali in quanto è stato già verificato nei vecchi progetti, fra l'altro mandati in produzione anni fa. Il focus è il sistema di attuazione.

Ti ringrazio per i complimenti :D ma ho ancora tanto da imparare e un giorno spero di essere io a dare un parere o una soluzione professionale ad altri utenti del forum :)
 

Leo.Milos

Utente poco attivo
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Un'altra idea potrebbe essere mettere un giro di catena, con due pignoni in alto e in basso, il motoriduttore sul pignone inferiore, e la barra da sollevare imbullonata a una maglia della catena. Eventualmente si potrebbe mettere un secondo giro catena per avere un sistema ridondante.
Era un'idea che avevo proposto al cliente, ma dopo un rapido confronto, abbiamo concordato che sarebbe stato opportuno proseguire con lo sviluppo di un azionamento a vite. Ragion per cui ho progettato da catalogo una vite a rulli satelliti, sicuramente più performante, dopo di che sfruttando l'esperienza del fornitore e gli articoli presenti in letteratura, ho impostato una progettazione a disegno di un sistema più semplice: la vite trapezia. Come potete ben immaginare, mi è venuta una vite più grossa rispetto alla vite a rulli (come c'era da aspettarsi). Nelle conclusioni dimostro che la vite a rulli è più efficiente e performante per capacità di carico, efficienza, ingombri e minor coppia allo spunto.
 

wert

Utente Junior
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Certo, ti spiego subito! Il sistema di attuazione doveva avere una capacità di spinta uguale o superiore a quella del cilindro idraulico, sapendo la pressione massima nel cilindro e l'area di spinta mi sono ricavato la forza che poteva sopportare (circa 85 kN). Quindi inizialmente per portare al cliente un prodotto più affidabile, avevo maggiorato a 100 kN. Siamo giunti a 150 kN perché è il valore con cui si effettuano le analisi a shock.
Ok, lo avevo intuito; quindi non conosci il peso dell'albero? Inoltre avevo supposto che tutto questo albero fosse completamente immerso nell'acqua, perchè immagino sia difficile fare una tenuta che resista a certe profondità. Sbaglio?
 

Leo.Milos

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Ok, lo avevo intuito; quindi non conosci il peso dell'albero? Inoltre avevo supposto che tutto questo albero fosse completamente immerso nell'acqua, perchè immagino sia difficile fare una tenuta che resista a certe profondità. Sbaglio?
Sisi è tutto immerso in acqua, ma considera che l'attuazione non si fa carico del peso di tutta la struttura, bensì solo della canna, un elemento cavo che peserà qualcosa dell'ordine dei 1000 kg, se consideriamo i cavi che alimentano i sensori. La guida esterna è ancorata al passaggio scafo. Ed effettivamente, se la forza assiale da sollevare si riducesse alla forza peso e alla colonna d'acqua da spostare (circa 5 metri), comunque non arriveremmo a 150 kN. Io credo che in queste applicazioni militari i coefficienti di sicurezza siano più alti rispetto a normali applicazioni. Ciò che mi fa stare tranquillo è che ciò che mi è stato chiesto un sistema con una capacità di carico superiore a quella del cilindro oleodinamico, e dimensionando il sistema su 150 kN sono certo di aver risposto alla richiesta del cliente
 

wert

Utente Junior
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Sisi è tutto immerso in acqua, ma considera che l'attuazione non si fa carico del peso di tutta la struttura, bensì solo della canna, un elemento cavo che peserà qualcosa dell'ordine dei 1000 kg, se consideriamo i cavi che alimentano i sensori. La guida esterna è ancorata al passaggio scafo. Ed effettivamente, se la forza assiale da sollevare si riducesse alla forza peso e alla colonna d'acqua da spostare (circa 5 metri), comunque non arriveremmo a 150 kN. Io credo che in queste applicazioni militari i coefficienti di sicurezza siano più alti rispetto a normali applicazioni. Ciò che mi fa stare tranquillo è che ciò che mi è stato chiesto un sistema con una capacità di carico superiore a quella del cilindro oleodinamico, e dimensionando il sistema su 150 kN sono certo di aver risposto alla richiesta del cliente
Non vorrei sbagliarmi, ma se è immerso non c'è nessuna colonna d'acqua da spostare. Casomai un pò di resistenza idrodinamica dovuta dalla sezione dell'albero.
 

cacciatorino

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Sisi è tutto immerso in acqua, ma considera che l'attuazione non si fa carico del peso di tutta la struttura, bensì solo della canna, un elemento cavo che peserà qualcosa dell'ordine dei 1000 kg, se consideriamo i cavi che alimentano i sensori.
scusa ma come fa a essere tutto immerso in acqua? Immagino che una parte sia in acqua e una parte dentro lo scafo giusto? Non e' una struttura "a sfilamento"?

Quanfo lo stelo esce il volume totale del sottomarino rimane costante o aumenta?
 

wert

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Io immagino che il pozzetto dove è alloggiato l'albero sia aperto; albero, il suo sistema di guida e la vite trapezia sono immersi nell'acqua e sul fondo c'è un foro da cui passa l'albero della vite per essere collegata al motore. Come avvenga la tenuta su quell'albero rotante non ne ho idea... non basterà certo un banale Corteco. Ma sto solo immaginando senza aver nessuna cognizione.
 

Leo.Milos

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scusa ma come fa a essere tutto immerso in acqua? Immagino che una parte sia in acqua e una parte dentro lo scafo giusto? Non e' una struttura "a sfilamento"?

Quanfo lo stelo esce il volume totale del sottomarino rimane costante o aumenta?
esistono due tipologie di mast, i mast penetranti e i mast non penetranti, quindi possiamo avere entrambi i casi. Chiaramente quando la canna viene sollevata la superficie che "affronta" l'onda aumenta. Nulla di ciò che vedete è a tenuta stagna, tranne il motore elettrico, che viene disposto al di sotto del passaggio scafo.
 

Leo.Milos

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Io immagino che il pozzetto dove è alloggiato l'albero sia aperto; albero, il suo sistema di guida e la vite trapezia sono immersi nell'acqua e sul fondo c'è un foro da cui passa l'albero della vite per essere collegata al motore. Come avvenga la tenuta su quell'albero rotante non ne ho idea... non basterà certo un banale Corteco. Ma sto solo immaginando senza aver nessuna cognizione.
Onestamente questo è uno dei dettagli che spettavano a loro, nel confronto ne abbiamo discusso e molto probabilmente il motore verrà installato nell'ultimo stadio dello scafo "all'asciutto".