Calcolo coppia sulla vite necessaria per dilatare tubo rotondo con cunei

reggio

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Salve a tutti, torno a chiedere aiuto e per rinfrescare concetti scolastici.

Ho un tubo tondo Ø133mm spessore 2,6mm di 235J ho l'esigenza di "dilatarlo" omogeneamente fino a Ø136mm per una lunghezza di 140mm.

Pensavo di sfruttare un sistema vite/cunei simile a quello usato in questo VIDEO facendo 2 deformazioni ruotando il tubo di qualche grado per "riempire i buchi" lasciati dalla prima deformazione.

Mi sapreste aiutare con le formule e il calcolo della prima ipotesi che prevede
Tubo Ø133x3 L=140 235J da portare a Ø136 L=140 mediante flangia/cuneo inclinato 20° e n°14 cunei pressori con superficie 10x140mm?

Vorrei calcolare il singolo sforzo di deformazione, la forza assiale necessaria per avvicinare le 2 flange/cuneo blu, infine ottenere la coppia necessaria da applicare alla vite che avvicinerà le 2 flange/cuneo.

Mi aiutate, spiegando con tutti i passaggi, come se avessi 3 anni, come al solito? :D
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biz

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Dai un occhio qui (per semplificare).
Io farei una simulazione. La soluzione non è banale perchè entri in campo non lineare. Devi tenere in considerazione il comportamento elasto-plastico del materiale. Anche se in teoria basta superare lo snervamento (semplificazione).
 

reggio

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Dai un occhio qui (per semplificare).
Io farei una simulazione. La soluzione non è banale perchè entri in campo non lineare. Devi tenere in considerazione il comportamento elasto-plastico del materiale.
Ciao e grazie, però avevo scritto "come a un bimbo di 3 anni" non "ci voglio impiegare 3 anni" ;)

Scherzo ovviamente, tu sei troppo professionale e io troppo grezzo :)

Tengo come buona questa:
Anche se in teoria basta superare lo snervamento (semplificazione).
che mi porta a, grossolanamente, dover rimanere tra 236N/mm2 e non avvicinarmi a 360N/mm2
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.. uhmm se la calcolatrice non mi inganna abbiamo
14 cunei x 10mm x 140mm x 240N/mm2 = 471 ton = cambia subito strada ..

Forse cambiando meccanismo? Lavorando su una superficie 10x10mm x 14pz= ... anche così, anche trovando il modo, mi ritrovo sempre con 34ton ...

No, non credo abbia senso quello che ho appena fatto, lo snervamento e basta, non tiene conto dello spessore, non può essere giusto ... ma allora? Sob ...
 

meccanicamg

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Guardando il disegno si nota una sproporzione tra il disco blu e i cunei.
È chiaro che occorrono delle tonnellate per dilatare.

Per per prima cosa cercherei di calcolare la forza che mi serve per superare lo snervamento di una camicia di cilindro in pressione.
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Queste sono le formule per le camicie dei cilindri.
Da qui puoi capire che pressione devi realizzare.

Una volta determinata occorre poi trovare il meccanismo per generare la pressione.
 

biz

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Si, semplificando al massimo puoi usare la formula di Mariotte per ricavare la pressione da imprimere.
 

reggio

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Guardando il disegno si nota una sproporzione tra il disco blu e i cunei.
È chiaro che occorrono delle tonnellate per dilatare.

Per per prima cosa cercherei di calcolare la forza che mi serve per superare lo snervamento di una camicia di cilindro in pressione.
Visualizza allegato 69382
Queste sono le formule per le camicie dei cilindri.
Da qui puoi capire che pressione devi realizzare.

Una volta determinata occorre poi trovare il meccanismo per generare la pressione.
Ciao e grazie, vedo le formula ma non riesco a capire come applicarle ...
"Di" lo conosco, anche "De" e "s" ma pare non servire
"P" sarebbe la pressione? in pratica è quello che cerco .. credo ...

Riesci a sostituire i miei valori sulle tue formule? Così mi diventa più chiaro :)
Grazie
 

meccanicamg

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Ciao e grazie, vedo le formula ma non riesco a capire come applicarle ...
"Di" lo conosco, anche "De" e "s" ma pare non servire
"P" sarebbe la pressione? in pratica è quello che cerco .. credo ...

Riesci a sostituire i miei valori sulle tue formule? Così mi diventa più chiaro :)
Grazie
Non bastano le formule del Dixan....occorre anche un po' di scienza.
Inizia a mettere le formule in excel e imponi P.
Poi usi l'ultima formula imponendo sigma ammissibile come almeno lo snervamento.
 

reggio

Utente Senior
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Non bastano le formule del Dixan....occorre anche un po' di scienza.
Inizia a mettere le formule in excel e imponi P.
Poi usi l'ultima formula imponendo sigma ammissibile come almeno lo snervamento.
Non è questione di Dixan, se fossi imparato non chiederei ... 😟

Excel mi chiede se Tao min si può calcolare, sai dirmi come?
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reggio

Utente Senior
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In teoria le tau non entrano nel conto.
.. allora temo di non aver capito nulla del tuo aiuto,
il risultato non viene dal confronto delle tao?
se puoi fare uno sforzo e venirmi incontro lo apprezzerei molto
(magari le lettere greche le possiamo buttare e usare alfabeto nostrano)
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volaff

Utente Senior
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Nella formula del criterio di cui sopra sono indicate le sigma, cioè le tensioni normali (sigma).
Devio ricavare la sigma assiale, la sigma tangenziale e quella radiale e prendere la max differenza tra queste 3.

Essa viene poi conforntata con la sigma ammissibile, che nel caso tuo, a quanto ho capito, è la sigma di snervamento.

Le tau sono le tensioni tangenziali che, nel criterio di cui sopra, non rientrano.
 

reggio

Utente Senior
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Nella formula del criterio di cui sopra sono indicate le sigma, cioè le tensioni normali (sigma).
Devio ricavare la sigma assiale, la sigma tangenziale e quella radiale e prendere la max differenza tra queste 3.

Essa viene poi conforntata con la sigma ammissibile, che nel caso tuo, a quanto ho capito, è la sigma di snervamento.

Le tau sono le tensioni tangenziali che, nel criterio di cui sopra, non rientrano.
Ciao, credo di aver capito :)

Ma temo aver sbagliato qualcosa, risulterebbe che con 19N/mm2 supero lo snervamento del materiale di 235N/mm2 ...

Cosa sbaglio? :( Mi correggi il compito?

file excel verifica tubo - Download - 4shared - yayeh33008
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MFT

Utente Standard
Professione: Tiro righe intermittenti e curve ondulate
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Buongiorno

Quindi considerando lo sviluppo della zona risultano 58.466 mm^2 per cui ci vorrebbero moltiplicato per 235 N/mm^2 una forza di 13.739.510 N.... Giusto?
 

reggio

Utente Senior
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Quindi considerando lo sviluppo della zona risultano 58.466 mm^2 per cui ci vorrebbero moltiplicato per 235 N/mm^2 una forza di 13.739.510 N.... Giusto?
Direi di no, in quel caso tu non useresti nessuna di quelle formule, inoltre non non terresti conto dello spessore e questo non ha senso ...
Applicando le formule (salvo miei errori) basterebbero 19N/mm x superficie per NON verificare il recipiente, quindi per DILATARLO ... ma anche così non mi pare abbiamo molto senso se lo snervamento è 235N/mm2 ... quindi aspetto la correzione del compito da @meccanicamg e chiunque altro si voglia cimentare nella risoluzione & spiegazio :)
 

volaff

Utente Senior
Professione: Studente
Software: Solidworks 2016,Ansys APDL
Regione: Campania
Fatto velocemente un calcolo e noto che continui a usate la tau anzichè la sigma.

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MFT

Utente Standard
Professione: Tiro righe intermittenti e curve ondulate
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Regione: Francigena del Sud
La mia era una provocazione, per come la vedo io quel modo in cui vuoi eseguire questa operazione non dico sia impossibile ma sicuramente ci vuole una forza molto alta. Un paio di domande ma s questa lavorazione va fatta su tubi esistenti o cosa? Ma devi progettare una macchina che fa questo tipo di lavorazione? Deve essere fatta assolutamente in quel modo? Altre informazioni si possono avere Grazie
 

reggio

Utente Senior
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La mia era una provocazione, per come la vedo io ci vuole una forza molto alta. va fatta su tubi esistenti? Deve essere fatta assolutamente in quel modo?
provocazione? Per chi?
Sì indubbiamente serve forza, ho previsto 14 cunei, possono lavorare a coppie portando lo sforzo a soli 2 cunei per volta x10mmx140mm.
Va fatta su tubi esistenti in che senso? Va fatto su tubi nuovi, serve ottenere in qualsiasi modo (escluso lavorazioni di asportazione o saldatura) una "sporgenza omogenea circolare" di 1,5mm sul raggio, lunghezza 140mm, al centro di un tubo lungo 430mm in tutto.

Tra le varie alternative stò valutando anche una roba così 1697719810481.png
qualsiasi idea è la benvenuta, ma certamente non prescinde da una bozza di calcoletto iniziale per capire se affrontabile umanamente o meno. Sarebbe una macchinetta per uso interno, sperimentale. Al momento usiamo tubo di spessore maggiore che viene poi tornito: uno spreco.
 

reggio

Utente Senior
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Regione: Emilia - Modena
Fatto velocemente un calcolo e noto che continui a usate la tau anzichè la sigma.

Visualizza allegato 69409
per cortesia, lasciamo stare i megapascal, fà solo confusione
Dico bene se interpreto il tuo calcolo dicendo: con 19N/mm2 il tubo schiatta? Sigma GT maggiore dello snervamento = SI APRE ... è così?

Ho aggiornato la formula, quindi Tmax non serve a nulla quì, la butto?
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...anche con 10N/mm2 si deforma???
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... annaspo tra i dubbi, potete aiutarmi?
 

PIETRO2002

Utente Junior
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Regione: LOMBARDIA
provocazione? Per chi?
Sì indubbiamente serve forza, ho previsto 14 cunei, possono lavorare a coppie portando lo sforzo a soli 2 cunei per volta x10mmx140mm.
Va fatta su tubi esistenti in che senso? Va fatto su tubi nuovi, serve ottenere in qualsiasi modo (escluso lavorazioni di asportazione o saldatura) una "sporgenza omogenea circolare" di 1,5mm sul raggio, lunghezza 140mm, al centro di un tubo lungo 430mm in tutto.

Tra le varie alternative stò valutando anche una roba così Visualizza allegato 69410
qualsiasi idea è la benvenuta, ma certamente non prescinde da una bozza di calcoletto iniziale per capire se affrontabile umanamente o meno. Sarebbe una macchinetta per uso interno, sperimentale. Al momento usiamo tubo di spessore maggiore che viene poi tornito: uno spreco.
Pensare di eseguire tale lavorazione mediante calandratura, se il tubo non e' eccessivamente lungo, si inserisce un rullo all'interno del tubo che abbia le protuberanze maschio, ed all'esterno vi e' un contro rullo che ha le gole femmina.
Nota: operazione gia' fatta ma su spessori piu' bassi e diametro di tubo piu' grande...
 

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