bracci_sollevatore

Posto in pubblica una discussione di modo che sia di aiuto anche ad altri, affronteremo qui il problema.
"Ciao meccanicamg, dopo aver visionato bene l'immagine dei bracci che mi hai allegato in una delle risposte (che ti allego pure io) ho alcune domande da farti, e ho deciso di ridimensionare da capo perché probabilmente non ho preso bene in considerazione alcune lunghezze: è una questione di voler imparare, più che consegnare il progetto per un esame, perché con i tempi a disposizione non ci si può soffermare per bene.Sinceramente, non ho usato il tuo metodo dello schema della bronzina, perché non lo avevo chiaro per il fatto che non avevo riflettuto che l'incastro sarebbe stato più propriamente dato dai due contatti superiore e inferiore dei tubi, infatti mi ero impuntato sull'idea della vite. E in secondo luogo perché non ho mai affrontato (o perlomeno non mi hanno fatto affrontare) il problema di una trave tagliata in un punto, ho affrontato solo telai e travi semplici. Ti faccio alcune domande in ordine:
- Tu mi dici che devo calcolare prima le reazioni al perno e poi affrontare la trave in due parti con lo schema della bronzina: io vorrei suddividere il braccio in tre parti, perché se fossero due probabilmente il primo tubo sarebbe troppo ingombrante, e vorrei prendere come riferimento l'immagine dei bracci che mi hai allegato. Quindi dovrei suddividere la trave in 3 parti: come si calcolano le reazioni delle travi tagliate in più parti? Io volevo affrontarle come due travi incastrate, così avrei avuto comunque il momento e la reazione verticale e avrei saputo comunque le reazioni del manicotto. E dopo aver calcolato quelle del manicotto, quelle forze dovute alla reazione momento dipendono da quanto faccio sormontare i due bracci, ma una volta stabilita quella lunghezza b( in base a cui evidentemente potrei scegliere la lunghezza del piatto e la distanza della vite), e quindi dopo aver calcolato Fm,1 e Fm,2, a che mi serve calcolare il valore di queste due forze, e come faccio a modificare la lunghezza b in base a queste?
- Ho delle misure, il campo lunghezza dei bracci varia da 850 a 1530 mm. In linea di principio, come dovrei suddividere le lunghezze delle 3 parti? Perché dovrei tenere conto anche della lunghezza minima, e io avevo preso 180, 500, 800... però 800 è troppo vicino a 850, e va a finire che quando è esteso al minimo quello la lunghezza minima la supera, e allora non so come procedere. Le lunghezze delle travi in sé dipendono da quanto faccio sormontare i tubi, ma quelle lunghezze scelte (180, 500, 850) rimangono costanti, quindi non penso ci si ponga tanto il problema.
- Io ho affrontato il problema del dimensionamento considerando anche la fatica (pulsante dallo zero quando carichi e scarichi la macchina), e inizialmente sceglievo il modulo resistenze del tubo in base alla formula (dimensionamento statico) Mf/W <= Rsn/ CS, con il CS coeff di sicurezza pari a 2,2 poi verificavo con Von Mises o Tresca per la fatica, con i vari diagrammi, ti sembra buono come modo di procedere?
- Quei tagli a 45 gradi alla fine dei tubi, a che servono ? Sono per una questione di spazio della vite? E si richiedono proprio al fornitore dei tubi?
- Il piattello all'inizio, praticamente sarebbe una vite soggetta a forza assiale: lo dimensiono come tale? La parte di sopra in gomma come e dove sceglierla?
- Il piatto saldato all'inizio, sotto il primo tubo, lo vorrei mettere per vedere anche come funzionano le saldature, e da questo evidentemente dipende anche la lunghezza del braccio esteso al minimo, giusto?"

Vediamo di darti qualche risposta:
- 800x2=1600 quindi si può benissimo trovare la combinazione che permette di avere solo due tubi per fare il braccio estensibile. Se lo vuoi realizzare con 3 bracci dovranno essere circa 550mm l'uno. Se tu modellassi qualcosa con un cad parametrico potresti fare delle prove da poi verificare
- tutto lo sbraccio dal perno al gommotto si può schematizzare come una trave incastrata con una forza in punta. Poi se vai a vedere come lavora il perno scoprirai che una bronzina porta il carico verticale e le due bronzine laterali porteranno l'ipotetico carico orizzontale (che é nullo) e il carico orizzontale dovuto alla scomposizione del momento flettente (ecco cosa serve lo schema bronzina)
- quando si studia una trave e si ha risolto e trovato i valori dei vincoli esterni, é possibile calcolare i vincoli interni spezzando la trave in qualsiasi punto e inserire una reazione parallela, perpendicolare e momento rispetto all'asse neutro trave. Chiaramente avendo spezzato i versi delle frecce sono opposti nei due punti di taglio appartenenti alle rispettive porzioni di trave
- per fare un dimensionamento si possono usare tutti i metodi, comprese le pozioni magiche. Quello che conta sono le verifiche.
- per i materiali duttili si ha che la sigma ammissibile é data dal carico di snervamento diviso 1,5, mentre per i materiali fragili vale il carico di rottura a trazione diviso 3. Questa cosa vede poi dei parametri e ipotesi diverse a seconda dei campi di applicazione. Nel mondo del sollevamento, per esempio con golfari e ganci si definisce la sigma ammissibile come il carico di rottura diviso 6 perché l'applicazione richiede estrema sicurezza perché se cede si muore. Il tuo 2,2 non so e non capisco da dive esce
- un ponte per sollevamento auto non é soggetto a fatica perché alzi la macchina adesso, sta sul ponte almeno 30 minuti sotto carico statico e poi viene scaricata...passa ancora mezz'ora e via... Oppure sta su un paio di giorni e poi giù. 16...20...cicli al giorno sono pochi. Se vuoi, puoi analizzare qualcosa a fatica, più per imparare a calcolare che altro....perché non ce n'è
- i tubi li compri, li tagli, li salsi, li fresi....ci fai quello che vuoi. Non pensare che i tubi abbiano gli estremi sempre retti. Sai nel mondo del lavoro cosa se ne fanno di cose di vario genere
- il taglio a 45° serve a compattare i bracci chiusi eliminando la parte superiore che non reagisce a fare vincolo manicotto diminuendone il peso
- il piattello gommato con vite..sarà una vite che reagisce a compressione e sarebbe bene verificare anche il carico di punta
- probabilmente il piattello gommato ha un'anima fatta con un disco di ferro per cercare di dargli consistenza e rigidezza alla deformazione. Devi valutare che il carico di compressione non spappoli la gomma. Avremo una gomma da 80-85ShA circa e va verificato che non si snervi
- il piatto saldato sotto al primo tubo serve per aumentare la capacità di reagire a flessione, oltre che ospitare la sede del foro del perno di rotazione

Giusto perché mi viene un flash....ma a scienza delle costruzioni come vi hanno insegnato a costruire i diagrammi di taglio, azione normale e flessione?
Va spezzata la trave dove si vuole calcolare, si mettono due reazioni di forza e un momento e si calcolano le equazioni....così devi fare per passare dalla trave unica a quella a segmenti.

Le tie travi o pezzi di esse saranno soggette a taglio e flessione, quindi quando verifichi con Von Mises devi tenere conto.

Giusto per far capire a tutti, stiamo parlando delle immagini dei post fatti:

https://www.cad3d.it/forum1/threads/progettazione-braccio-sollevatore-a-due-colonne.53470/

https://www.cad3d.it/forum1/threads/vite-da-battuta.53506/

Il calcolo delle reazioni manicotto servono per fare uno studio approfondito e localizzato in merito ai contatti di Hertz, deformazioni locali e per fare un FEM realistico

Premetto che ancora non ho studiato il FEM, per ora vado solo di formule... quindi le reazioni al manicotto non mi servirebbero a questo punto. Il sormonto approssimativo quindi come lo calcolo? In linea di principio è questo adesso il mio problema principale, perché le altre cose mi sono chiare. Ho capito per la fatica, però ad esempio facendo 12 cicli al giorno per 250 giorni, per 20 anni ho comunque 60000 cicli, penso siano abbastanza per essere verificati, ma la mia è solo una cosa in più. Per il fatto del taglio, potrei quindi tagliare fino alla parte dove fa reazione, ma mi servirebbe comunque il sormonto dei tubi per saperlo... approssimativamente quindi dovrei calcolarlo

Quel 2,2 mi usciva da dei numeretti che il professore dava per le situazioni di pericolo, affidabilità ecc. ma sinceramente manco io l'ho capita 'sta cosa, userò quindi un coefficiente di sicurezza pari a 6 rispetto alla rottura per il dimensionamento, e ripeto io ho usato Mf/W <= Rsn/CS per il dimensionamento, poi ho verificato a fatica tenendo conto anche degli sforzi tangenziali, ma mi conviene tenere conto di quelle anche durante il dimensionamento? Altrimenti poi dovrei verificare anche staticamente il pezzo tenendo conto dell tau... ho capito che è empirica come cosa, però se si dimensiona tenendo conto anche delle tau, la verifica in sé statica già è soddisfatta, mi sbaglio?

Io ragiono così, se considero 2 tubi di 800, poiché la lunghezza massima è di 1530, rimane 70 e di tanto dovrebbe sormontare il secondo tubo, se sono 3 da 550 rimane 1650 - 1530 = 120, quindi ogni tubo entra di 60 poi si deve solo verificare il sormonto, cosa che non ho capito come si fa tramite formule... però per rispettare la lunghezza minima dovrei fare in modo che il piatto dove sta la vite e il gommino sia di una lunghezza tale che batta vicino al tubo a una distanza di 50 mm, quindi proprio 50 mm, però poi si pone il problema delle dimensioni del gommino, dovrei quindi prima scegliere quelle e poi valutare se prendere tubi più grandi, per non spendere troppo in materiale superfluo

La verifica del sormonto la si fa in sostanza avendo una trave vincolata all'estremo e due forze applicate nella zona del sormonto. Vedrai che i diagrammi di taglio e flessione cambieranno nella zona del sormonto rispetto a calcolare come puntiforme questa zona.

Per il dimensionamento puoi anche non considerate il taglio, tanto poi fai le verifiche.
Ma chi l'ha detto che un ponte deve durate a fatica 20 anni? Mediamente si cerca di costruire tutto, per economia, con vita ridotta. Uno compra un ponte e ci deve fare manutenzione...e dopo 5 anni qualche pezzo lo cambierà e magari non oltre 10 anni lo cambia. Poi col fatto che é sovradimensionato 6 volte....non verrà mai giù a fatica.

Più che dimensionare il gommino, sarà il caso di dimensionare la sua vite. Con quella capisci quanto fare la piastra che lo supporta.
Ma come....fai ingegneria meccanica e non hai mai preso un cad e fatto un fem?

Normalmente tra dimensionamento e verifica si cercano variabili diverse e tra uno e l'altro ci sono dei cambi di valore dei dati....esempio se dimensiono un albero, tramite formula trovo il diametro che poi arrotonderò e su quel nuovo diametro ci faccio la verifica.

Tu giustamente ti preoccupi di non spendere troppo in tubo superfluo.
Ma lo sai che sei quasi obbligato a comprare una verga da 6 metri per ogni dimensione di tubo anche se te ne serve meno di 2 metri?
Spero tu non debba fare una analisi di costo, altrimenti la vedo bella...e soprattutto rischi di non essere allineato al costo reale.

Quel coefficiente di sicurezza pari a 6 vale in genere per tutti gli organi di un sollevatore? Voglio dire, se voglio dimensionare un qualunque organo di un sollevatore, che sia esso una vite o un tubo (ad esempio pure la vite del piattello) mi conviene sovradimensionarlo con un coefficiente pari a 6 rispetto alla rottura?

Ho trovato che le viti per piattelli (quelle di spinta) sono le DIN 6332 e i relativi piattelli sono i DIN 6311, ma ho difficoltà a trovarne di diametri appropriati perché sembra ci siano solo le classi di resistenza 5.8

https://www.elesa.com/it/elesab2bstoreit/Elementi-meccanici--Spintori-con-anello-elastico--DIN6311
https://www.fasteners.eu/standards/DIN/6332/
pdf a pagina 30

Dal dimensionamento la vite dovrebbe avere un diametro maggiore di 2 cm e mezzo, prendendo come riferimento il diametro d2 nelle DIN 6332 non ce ne stanno

centimetri?

25 mm

ma cosa servirebbe quella vite ed il suo piattello? sarebbe il punto in cui si appoggia l'auto?