Forza elastica rondella spaccata

alessandroM

Guest
Buongiorno

una domanda un po' insolita: secondo voi è possibile che una rondella spaccata per una filettatura M3 eserciti una forza di 90 N quando è schiacciata?
 

stevie

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Buongiorno

una domanda un po' insolita: secondo voi è possibile che una rondella spaccata per una filettatura M3 eserciti una forza di 90 N quando è schiacciata?

non mi è chiara la domanda, comunque una vite m3 anche di materiale scadente una volta serrata esercita un precarico di oltre 500 N (parliamo di vite classe 3.4)
 

alessandroM

Guest
grazie, ho appena letto le risposte

per stevie, il problema è questo: io avvito il dado quanto basta per schiacciare la rondella spaccata (portarla "a pacco" facendo l'analogia con una molla), ma attenzione, io non stringo più del necessario.

Ebbene mi chiedo qual è la forza assiale che la rondella esercita sul dado.

Per il momento ho fatto un calcolo analitico con il modello di trave studiando le caratteristiche di momento torcente e flettente (taglio trascurabile, ho verificato in precedenza). Appena potrò verificherò anche con Ansys
 

Fulvio Romano

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Ma se prendi una rosetta e ci metti sopra una confezione di Ferrarelle da 6?

A occhio direi che una rondella per M3 non lo tiene quel carico...
 

gerod

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dipende che bottiglie di ferrarelle usi! :wink:
e poi perché ferrarelle e non "goccia di carnia" o un bel dinamometro?
:finger:
 

Fulvio Romano

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dipende che bottiglie di ferrarelle usi! :wink:
e poi perché ferrarelle e non "goccia di carnia" o un bel dinamometro?
:finger:
Allora, il mio post sulla Ferrarelle ha un significato recondito a mio avviso di notevole valore. Non è una presa in giro come si potrebbe pensare ad una lettura estremamente superficiale (ovviamente non la tua gerod).

A mio avviso una rondella per M3 non tiene 90N. Mi sembra di aver capito che il buon alessandroM abbia fatto tutti i calcoli (che mi piacerebbe vedere) ma abbia sostanzialmente perso il contatto con la realtà.

Quanti sono "novanta niuton"? Boh? Chi lo sa? E' un numero che si trova scritto su un foglio di carta.
Quanto pesa una cassetta di Ferrarelle (sei bottiglie da 1.5L, quindi approssimativamente 9Kg massa che alla latitudine italiana esercitano sotto il campo gravitazionale terrestre una forza di circa 90N rivolta verso il centro della terra)? Cacchio, tutti abbiamo avuto in mano una cassetta dell'acqua, no?

Era un "suggerimento" per cercare di ritornare con i piedi per terra. Quando il problema è così sproporzionato, un buon ingegnere non dovrebbe nemmeno mettercela la matita sul foglio.

Passando ai calcoli la rondella ha una sezione di 1.3 x 0.8, una lunghezza sviluppata di circa 4.5mm. Per recuperare la "spaccatura" dovrebbe avere una freccia di 0.8mm, mentre facendo per semplicità l'esempio solo di trave incastrata vengono fuori una quarantina di millimetri.
ATTENZIONE, ho detto "vengono fuori", non "si deforma di" una quarantina di millimetri, perché è straovvio che una trave lunga 4.5mm con una freccia di 40 è fuori da ogni grazia di Dio, ed il modello applicato (de Saint Venant) è da buttare nel cesso.

Chiaro?
 

PierArg

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A parte il discorso sulla cassa di Ferrarelle (questa volta io c'ero arrivato:tongue:), non ho ancora capito la domanda.
Si vuole usare la rondella come una sorta di molla a tazza?
 

alessandroM

Guest
Si vuole usare la rondella come una sorta di molla a tazza?

Presumo sia qualcosa del genere... ma io ne so quanto te...

Ad ogni modo, se non ho capito male voi mi state dicendo che il modello di trave va accantonato. Che strade mi rimangono?

A questo punto avrei voglia di chiudere la faccenda proponendo l'impiego di molle a tazza e stop.
 

Er Presidente

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Presumo sia qualcosa del genere... ma io ne so quanto te...

Ad ogni modo, se non ho capito male voi mi state dicendo che il modello di trave va accantonato. Che strade mi rimangono?

A questo punto avrei voglia di chiudere la faccenda proponendo l'impiego di molle a tazza e stop.
Ti sconsiglio l'uso di una rondella spaccata come "molla" anche perche' il materiale non sarebbe quello corretto, una volta "chiusa" una rondella si deforma in modo permanente a differenza di una vera molla che potrebbe ripetere in ciclo per un numero calcolato di volte.
 

Fulvio Romano

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Presumo sia qualcosa del genere... ma io ne so quanto te...

Ad ogni modo, se non ho capito male voi mi state dicendo che il modello di trave va accantonato. Che strade mi rimangono?

A questo punto avrei voglia di chiudere la faccenda proponendo l'impiego di molle a tazza e stop.
Ma perché vuoi garantire la trazione su una M3? E' strutturale? Strano... non dico sbagliato, dico strano...

Il modello di trave non va accantonato per quello che stai facendo, semplicemente mi pare che 90N siano eccessivi per una "trave" alta 0.8mm.

Si possono vedere i calcoli?

Comunque, si, le rondelle elastiche non sono in acciaio armonico, soffrono l'isteresi, il rilassamento, ecc.
 

meccanicamg

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Non tutti i tipi di rondelle spaccate non sono in filo armonico. Quelle inox non si deformano. Spesso si trovano anche in C50 temprato e si vedono che son bluastre a strisce. Le altre commerciali brunite non ritornano in posizione e una volta usate si buttano.
 

PierArg

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Ti sconsiglio l'uso di una rondella spaccata come "molla" anche perche' il materiale non sarebbe quello corretto, una volta "chiusa" una rondella si deforma in modo permanente a differenza di una vera molla che potrebbe ripetere in ciclo per un numero calcolato di volte.

..-
Comunque, si, le rondelle elastiche non sono in acciaio armonico, soffrono l'isteresi, il rilassamento, ecc.

Mi avete anticipato :finger:
 

Fulvio Romano

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Veramente il cliente dovrebbe chiedere una soluzione, non darla...

Comunque i calcoli che fai sono piuttosto complicati, e mancano dei dati quindi non riesco a seguirli.
Io calcolo quello che segue:

Tu quanto ti trovi l'angolo di cui ruota la sezione? Io mi trovo 3.24° (tan(teta) = delta / pi*D)
A questo punto sai che il momento torcente è:
Mt = teta * G * Jo / L = 64.82 Nmm
dove
G = 80200 Mpa
Jo = 0.202 mm^4
L = 2piR = 14.13mm

A questo punto se sai che il lavoro della forza (F*delta) e quello del momento torcente (Mt * teta) sono uguali a meno del segno, ti trovi:

F = 4.6N

che per inciso genera una tau di torsione (Mt * r / Jo) di 192 MPa che equivale ad una sigma di von Mises di 333 MPa, che è proprio il valore medio di snervamento degli acciai strutturali.
 

meccanicamg

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Secondo me va calcolata come una molla a compressione tradizionale con numero spire = 1.
Si calcola Jpolare della sezione rettangolare (che nel mio calcolo è quella circolare).
Si calcola la rigidezza della molla come Kel = G*d^4/(8*Dmedio^3*nspire)
Si impone l'abbassamento f = passo rondella spaccata = spessore materiale
Si calcola l'abbassamento in lavofo x = Llibera - compressione
Si calcola la forza esercitata come F = x*Kel

molla.jpg

Come vedete nell'allegato è una molla sezione tonda d = 0.8 mm, Dmedio = 4 mm, materiale 50CrV4 che è il classico materiale per molle senza grosse pretese assieme al C50. La forza risultante è di 52.8 N.

Se valutiamo la tensione totale corretta all'interno della sezione otterremo:

tau = Kw * 8*F*C/3.14*d^2 = 1377 MPa dove C = D/d, Kw = fattore di Wall per taglio e curvatura = 1.3105

Di conseguenza è normale che la rondella spaccata, una volta in posizione si snervi (Re minimo 1140 MPa) visti i valori di tau ottenuti.
 

Fulvio Romano

Utente Senior
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facendo quel calcolo lì anche io mi ero trovato tau troppo alte. Parliamo di una sigma di 2400MPa, che è ben oltre anche la rottura. Perciò ho provato a fare un calcolo analitico diverso.

Del resto, ce l'hai presente una rondella per M3? La schiacci con un dito? Con lo stesso dito alzi 5 Kg? Ti sembra lo stesso sforzo?
 

meccanicamg

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No, soprattutto perchè il dito si schiaccia e ci vorrebbe per lo meno una moneta per schiacciare efficacemente
 

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