dubbio su calcolo cerniere a perno

teseo

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Tutte queste domande ti rispondi se prendi la norma in mano e leggi le spiegazioni dei simboli.

Fv,Ed = forza a taglio a progetto
Ti ringrazio Meccanica
Allora mi sa che non ci ho capito un fischio.....
Quindi è un dato non una incognita da calcolare? e come si definisce?
tu nel tuo foglio l'hai messa a 45000? da dove arriva questo dato?
io pensavo che il dato fosse la forza di trazione da cui poi dimensionare il pezzo.....

grazie ciao
 

meccanicamg

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La parte centrale della forcella viene tirata con 90kN mentre le due parti laterali sono soggette a metà di questa forza, cioè 45kN.
 

teseo

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Posto il file di excel per la risoluzione di questo "problema" ringrazio tutti quelli che hanno risposto alle mie domande ciao
 

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TECNOMODEL

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Grazie mille Teseo e complimenti per la tua iniziativa.
 

ConfaMiky

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Ciao Teseo,
il foglio che hai postato credo sia valido fin tanto che la piastra centrale ha spessore b >= 2*a con a=spessore piatti laterali. in caso contrario credo sia opportuno verifica sigmah,Ed e Fb,Rd anche per il piatto centrale, con la forza totale pari a due volte quella sui piatti laterali e gli spessori di conseguenza.
 

teseo

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Ciao Teseo,
il foglio che hai postato credo sia valido fin tanto che la piastra centrale ha spessore b >= 2*a con a=spessore piatti laterali. in caso contrario credo sia opportuno verifica sigmah,Ed e Fb,Rd anche per il piatto centrale, con la forza totale pari a due volte quella sui piatti laterali e gli spessori di conseguenza.
Ora verificop e poi aggiorno ho almeno ci provo

ciao
 
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Mito125

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Buongiorno, buone feste a tutti. Ho un dubbio sui perni. Io non devo verificare ma progettare la dimensione del perno e del foro. Io conosco la forza che si trasmette ma tutti gli altri dati non li ho. Come potrei procedere per realizzare un foglio excel adeguato al mio scopo? Grazie.
 

meccanicamg

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Ciao e buone feste. In questi giorni stiamo parlando anche in un altro post di "perni".
Non comprendo il tuo problema perché per dimensionare puoi usare anche la stregoneria ma poi devi fare la verifica.
Il foglio di calcolo vale anche per dimensionare perché puoi continuare a variare il diametro fintanto che non ti dice che va bene o no la verifica.
In alternativa fai le formule inverse.
Cinque con troppe variabili che non si possono sapere, non esiste nessuna sfera di cristallo, quindi i numeri e le ipotesi le imponi tu.
 

Mito125

Utente Junior
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Purtroppo il dimensionamento di questo elemento mi sta creando dei problemi. L'avevo verificato come una trave appoggiata-appoggiata soggetta ad un carico concentrato in mezzeria. Il valore del momento flettente nato era enorme, il pernino aveva dimensioni eccessive. Mi è stato detto che vista la luce così piccola (non conosco ancora la dimensione delle piastre che sostengono il perno esternamente, ma il supporto centrale ha larghezza di 30 millimetri) posso considerare solo il taglio. Ora ho guardato l'Eurocodice 3 come spiegato in questo thread ( purtroppo è in inglese ma va bene lo stesso) ma mi chiede sempre dimensioni che io non ho. Purtroppo mi manca ancora quella parte di stregoneria per il dimensionamento di parti. Grazie.
 

meccanicamg

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Nessuno senonché tu che stai progettando il perno puoi sapere lo spessore delle piastre. Se non puoi determinarle è molto grave. Il resto che ci sta attorno con che leggi fisiche funziona?
Normalmente se la piastra centrale è 30mm le due laterali che portano metà del carico saranno spessore 15mm.

Comunque anche il Nieman - Elementi di macchine vol1 che è la Bibbia della meccanica si ha che la valutazione la si fa con flessione è taglio:
Screenshot_20191228_133231.jpg
E i valori ammissibili indicativi sono i seguenti:
Screenshot_20191228_133405.jpg
La flessione esiste eccome!
Secondo me con il tuo caso, visto che non mi hai nemmeno fornito la forza, ti posso dire che con larghezza 30 del piatto centrale verrebbe bene un albero diametro 12mm...e con i materiali da me scelti posso caricare una forza di ben 800kg.

Screenshot_20191228_134915.jpg
Quello che succede, oltre alla flessione e al taglio, hai pure la pressione specifica di contatto tra perno e piatto....che può essere molto limitante se l'area è piccola e le caratteristiche meccaniche basse.
 

Mito125

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Grazie per la spiegazione. Stavo proprio iniziando a scegliere dei valori. Il mio problema nel dimensionamento sta nella totale libertà che si ha in questa fase che a volte porta fuori strada. Inoltre mi sono espresso male. Io devo collegare un profilato quadro 30x30 spessore 2 millimetri con questo perno (dovrei fare un supporto con cerniera). Il carico che preme su questo supporto è di 9400 N. Io ho trovato dei perni già realizzati in materiale EN 1.1191. Ho quindi preso i valori di un c45 ricoto addolcito (207 MPa ma non ho trovato ancora il carico di rottura). Ho messo sigma M0 pari a 1,05 e non 1. Adesso confrontando i valori a me salta fuori uno spessore t pari a 4,8 millimetri che ho approssimato a 10 (pensando al foro che dovrò ancora realizzare e sopratutto perchè mi piacerebbe tenere un coefficiente di sicurezza pari a 2, quindi ho usato questo sistema). Purtroppo non ho il Nieman ma lo shigley su cui non sono riuscito a trovare un singolo esempio.
 

meccanicamg

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Sei sicuro che impegni commerciali sono in C45 addolcito? EN 1.1191 è il C45 ma non c'è scritto lo stato di fornitura....ma dovrebbero essere barre pre-bonificare rettificate (+QT) e al limite trovi normalizzato e temprato (+NT).
 

Mito125

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Purtroppo non ho trovato un valore specifico. C'è scritto EN 1.1191 equivalente con trattamento superficiale Nichelatura Chimica (non so se posso linkare al sito dove ho trovato il pezzo commerciale). Non ci sono altre informazioni. In mancanza di informazioni prendo sempre quello più scarso meccanicamente. Comunque penso di ripartire dalle tue idee. Vedo di rifare tutto.
 

meccanicamg

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Purtroppo non ho trovato un valore specifico. C'è scritto EN 1.1191 equivalente con trattamento superficiale Nichelatura Chimica (non so se posso linkare al sito dove ho trovato il pezzo commerciale). Non ci sono altre informazioni. In mancanza di informazioni prendo sempre quello più scarso meccanicamente. Comunque penso di ripartire dalle tue idee. Vedo di rifare tutto.
Certo che puoi linkare il prodotto, non stai facendo pubblicità ma ragioniamo su un prodotto per una applicazione.
 

Mito125

Utente Junior
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Provo a postare un'immagine dei miei calcoli e ragionamenti.
Appunti-2.jpg
Non mi convince troppo. Manca ancora la verifica al taglio e pressione superficiale nel profilato 30x30 spessore 2. Manca tutta la parte di verifica dell'EC3. Il pernino lo vorrei prendere da qui.
 

meccanicamg

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Perché devi saldare due piatti (e non profilati) da 12,5 al tubolare 30x30x2? Non ci sto più capendo chi è il piatto centrale e chi sono i due piatti laterali.....se saldi non c'è il perno.

I perni in C45 o equivalente indicati da Misumi hanno durezza superficiale circa 55HRC quindi hanno approssimativamente una capacità di carico a trazione di 2070MPa.
 

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Mito125

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Scusa, manca una parte... Salderò i piatti ad un telaio che non è presente in questo schizzo... Ovviamente il profilato cavo 30x30x2 dovrà essere libero per permettere il moto...
Non sono sicuro dei calcoli, secondo te potrebbero andare bene? Sopratutto sulla scelta di b. Inserisco anche la distanza cava o solo lo spessore del profilato 30x30x2?
Può darsi che il 55HRC si riferisca alla sferetta e non al perno per il quale non è data nessuna indicazione?
 

meccanicamg

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Per il calcolo della flessione, in realtà, essendo un tubo cavo, non avrai una forza in mezzo ma bensì due forze a metà spessore del tubo.
Screenshot_20191229_092148.jpg
Quindi dovrai ritoccare le formule considerando la nuova trave appena sopra riportata.
La stessa cosa vale per la pressione specifica e quant'altro: devi cambiare considerare le reali superfici.

Hai ragione, avevo letto velocemente, è solo la sfera in 55HRC, quindi il perno è "molle".

Invece leggendo bene ho visto che c'è un carico di rottura del perno in kN.
Screenshot_20191229_092953.jpg
E da questi valori si potrebbe dedurre il carico di rottura a trazione del nostro C45 in tutti i diametri. Certo che anche loro....come avranno calcolato la cosa?

Ti allego le caratteristiche meccaniche del C45. Sicuramente lavorano con il tornio automatico con caricatore a barre automatico, quindi non useranno il laminato ma un bel trafilato che ha una cilindricitá superiore. È anche vero che il laminato gli costa meno e comunque usano barre con diametro circa 1 mm più grandi del diametro del pomello....quindi Rs=305MPa.
 

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Mito125

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Ancora grazie per la disponibilità. Con questa struttura penso di avvicinarmi di più al modello che ho... Con P=4700N, mettendo le dimensioni che ho io, ottengo che il diametro di 16mm del perno che vorrei usare va più che bene. Ho scelto però un acciaio c45 bonificato con Rs=370MPa (andrà verificato con il fornitore, ma per ora lo tengo buono). Quello che mi chiedo ora è se l'eurocodice 3 possa applicarsi anche in questo caso. Dalle immagini non mi sembra una struttura cava quella centrale, non so se posso affidarmi all'eurocodice per la verifica anche se la struttura è diversa. Come potrei muovermi? Grazie.