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Snodo sferico bloccabile

trevix

Utente poco attivo
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#1
Buongiorno a tutti.
View attachment InsiemexMisure.pdf View attachment base2.pdf
Mi occupo di allestire mostre fotografiche in esterno e recentemente ho pensato di progettare una nuova struttura.
Purtroppo mi sono impantanato su un problema e spero che qualcuno possa darmi qualche suggerimento utile (avrei dovuto fare ingegneria meccanica e non architettura).
Se ho sbagliato a cercare qui una soluzione, perdonatemi.

L'espositore, come si può vedere dai disegni, è costituito da una base in cemento e da un palo in acciaio che tiene su la cornice dell'immagine e i fari che servono per illuminare la fotografia.

Poiché la base può non essere sempre in piano, in quanto dipende dalla pavimentazione, ho pensato di realizzare uno snodo sferico che, bloccandolo in modo sufficientemente semplice, mi tenga il tutto verticale.

Ho quindi fatto costruire lo snodo in allegato, costituito da una tazza (annegata nel cemento), una sfera di acciaio(in realtà una boccia che comunque funziona) saldata al palo, e un anello filettato che viene stretto per bloccare la sfera.

Il mio problema è che questo snodo non blocca sufficientemente la sfera!
Tiene, ma se uno tira il tutto, anche stringendo abbastanza, lo snodo si muove.

Qualcuno ha un'idea brillante, economica e di facile utilizzo da propormi?
Grazie

trevix
 

rinato

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#2
ciao, da meccanico base direi che non c'è santo che tenga se qualcuno fa leva con un braccio da 3 metri.
Comunque, forse potresti rendere la superficie della boccia tipo quella delle palle da golf, e almeno 1 dei 2 corpi cavi rifarlo con un certo numero di "bolle" che si possano vincolare nelle cavità della sfera, creando un incastro. La regolazione del "piombo" del telaio perde un po' di libertà, ma magari risolvi.
Poi alla base di cemento aggiungi 3 o 4 piedini regolabili, se proprio ti serve che sia a "piombo".
 
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#3
prendendo spunto da quest'immagine io proporrei:
tagliare l'anello di alloggiamento della sfera assialmente in modo che avendo il foro opportunamente ridimensionato la sfera entri leggermente forzata ed andando a chiuderlo (tramite ghiera dall'alto o bullone laterale) l'anello crei una pressione su tutto il diametro della sfera. in più si potrebbe inserire un'intercapedine di gomma all'interno dell'anello per creare attrito antiscivolamento.
 

trevix

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#4
ciao, da meccanico base direi che non c'è santo che tenga se qualcuno fa leva con un braccio da 3 metri.
Comunque, forse potresti rendere la superficie della boccia tipo quella delle palle da golf, e almeno 1 dei 2 corpi cavi rifarlo con un certo numero di "bolle" che si possano vincolare nelle cavità della sfera, creando un incastro. La regolazione del "piombo" del telaio perde un po' di libertà, ma magari risolvi.
Poi alla base di cemento aggiungi 3 o 4 piedini regolabili, se proprio ti serve che sia a "piombo".
Grazie per i commenti.
La modifica della sfera e della tazza per fare le bolle, sarebbe proibitiva, anche per i per costi.
Lo snodo poi avrebbe proprio la funzione di sostituire i piedini regolabili che, sotto un disco di cemento da 70 Kg, renderebbero la procedura di allineamento (pensa ad un pavé) lunga e faticosa.

Speravo in una idea di "moltiplica" dello sforzo di compressione, pur mantenendo la semplicità dell'anello avvitato, che ha anche il pregio di rendere più difficile il furto ed essere esteticamente ottima.
Potrei infatti avere un anello che, invece di essere avvitato, potrebbe essere compresso con tre brugole M8. Probabilmente la compressione sulla sfera sarebbe migliore ma renderebbe il lavoro più lungo (immagina di farlo su 40 strutture). Inoltre una chiave a frugola la prendi facilmente dal ferramenta sotto casa.
 

trevix

Utente poco attivo
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#5
prendendo spunto da quest'immagine io proporrei:
tagliare l'anello di alloggiamento della sfera assialmente in modo che avendo il foro opportunamente ridimensionato la sfera entri leggermente forzata ed andando a chiuderlo (tramite ghiera dall'alto o bullone laterale) l'anello crei una pressione su tutto il diametro della sfera. in più si potrebbe inserire un'intercapedine di gomma all'interno dell'anello per creare attrito antiscivolamento.
Ciao.
La questione dell'attrito è interessante. Mi chiedo infatti se, a parte l'eventuale elasticità che sarebbe negativa, l'utilizzo di superfici gommose (forse rivestire la sfera di gomma) modificherebbe sostanzialmente la tenuta. Qualche idea?
 

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#6
Io non ho le competenze necessarie per valutare l'effettiva funzionalità del meccanismo, ho solo suggerito una possibile soluzione che deve essere calcolata, verificata e certificata perché se ha a che fare con della gente devi mettere in preventivo che un ragazzino ci si appenda come un orango, in barba a tutti i cartelli di avviso, e lo catapulta sulla capoccia dello di turno. E la colpa non sarebbe della candida anima che non sa leggere un cartello e non sa resistere alle reminiscenze da primate, ma sarebbe di chi ha progettato la struttura
 

rinato

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#7
Infatti ho puntualizzato subito che con 3 metri di leva a disposizione, qualunque scimmia ipernutrita e non sedata può svincolare il giunto
 
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#8
qualunque scimmia ipernutrita e non sedata può svincolare il giunto
come metodo preventivo si può elettrificare le aste e lasciare che la selezione darwiniana faccia il suo corso
 

trevix

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#9
come metodo preventivo si può elettrificare le aste e lasciare che la selezione darwiniana faccia il suo corso
Preferisco mortificare la specie, incapace di comprendere un sistema al contempo semplice e efficace.

In ogni modo, penso che vincolare la posizione della sfera con un certo numero di tacche sia la soluzione migliore. Non ho esperienza di tornitura/fresatura, ma mi sembra che fare fresate sulla tazza che coincidano con rilievi (?) sulla boccia, potrebbe essere particolarmente difficile e costoso.
Palle da golf di acciaio non credo che esistano. Forse giocatori di golf con le palle d'acciaio.
 
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#10
se opti per questa soluzione fare fresate sulla parte cava è difficile, quindi costoso, oltre che meccanicamente errato.
se fai un rilievo (e come lo faresti? riporto di saldatura, da fusione, fresando la parte in eccesso? costi su costi) su una sfera che deve combaciare con uno scavo nel suo alloggiamento come fai a far ruotare la boccia? oltre questo le posizioni della rotazione sarebbe limitate ai punti di contatto rilievo/fresata.
ti suggerisco di fare delle fresate sulla sfera, magari con superficie non molto grande in modo da farne parecchie ma senza togliere la funzionalità della rotazione, e forare radialmente l'alloggiamento per inserire delle viti che premeranno sulle fresate. più fresate riesci a fare maggiore è la precisione della posizione dello snodo rispetto a quella desiderata
un paio di immagini fatte in velocità
Immagine.jpg
Immagine2.jpg
 
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#11
L'unico sistema efficace é gommare l'accoppiamento ghiera/sfera. Ci sono delle vernici apposite che asciugano dopo poche ore che puoi spalmare sull'interno del cono e poi serrare bello forte. Comunque é un sistema che andava progettato meglio dall'inizio.
 

trevix

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#12
Grazie a tutti per i commenti, che sono sempre costruttivi (sigh).

Allego disegno per uno snodo diverso, che consente una inclinazione fino a 7° (più che sufficiente per il mio utilizzo).
Ritenete che sia più vincolante delle proposte precedenti?
Ci vedete dei difetti ?(al di là della rondella, che comunque può essere introdotta prima della saldatura, con il bullone tenuto al posto da un anello di fermo).

Grazie ancora per l'aiuto
Trevix
View attachment Snodo2_12nov17.pdf
 
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#13
La rondella muore dopo 10 secondi perché tirata si imbanana al volo.
Direi che dovrebbe essere molto.più massiccio il tutto.
 

rinato

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#15
io conosco queste
http://www.spd.it/file/DOWNLOAD/staff_bull_it_en.pdf
a pag. 32.
Servono per compensare errori di "planarità" in senso lato. Magari un bel D50...anche se il secondo metodo mi piace ancora meno del primo, comunque. Ma non mi sbilancio oltre: potrebbe anche essere migliore.
Forse il primo snodo potrebbe funzionare se la sfera fosse stata molto più grande, per aumentare la superficie di attrito disponibile e aumentare il braccio della leva resistente ( chessò, almeno il triplo sul raggio ti da 27 volte più superficie ).
A questo punto quoto le vernici di Meccanicamg.
 

trevix

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#17
Ok.

Non posso cambiare il diametro della sfera, in quanto significherebbe aumentare notevolmente i costi (deve essere di acciaio inox). Usando le "bocce" invece me la cavo con poco e sembrano resistere ottimamente alla pressione (sono piene di graniglia compressa e non hanno fatto una piega, se morsati all'impossibile).

Nell'ultima proposta, quella della rondella curvilinea, ho ricevuto le lamentele dall'officina, in merito al foro da eseguire sul tubolare che serve per inserire e stringere il bullone. Dicono che è una vera rogna e indebolisce il tubolare proprio dove non dovrebbe (anche se non penso che questo sia un problema).

Nuova idea.
Simile alla prima ma con un "anello di pressione", che viene spinto dal "Tappo". Questo fa si che la rotazione del tappo non sia trasmessa completamente alla sfera. Attualmente infatti, quando si stringe, gli attriti vengono trasmessi al tutto, addirittura facendo ruotare la base da 70Kg e il portafoto.
Inoltre, a chiusura avvenuta, è possibile tramite il bullone a brugola sul tappo, aumentare ancora la pressione di chiusura.
Mal che vada poi potrei gommare la parte interna della tazza.
Dovrò cercarmi un ingegnere che mi faccia un calcolo strutturale, in merito alla spinta del vento, ecc ma vorrei arrivare al punto in cui l'unica cosa da modificare dopo i calcoli sia eventualmente il peso e il diametro della base in cemento.

Mi sembra che così dovrebbe tenere parecchio. Cosa ne pensate?
 

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#18
domanda 1:
come infili anello e tappo sulla sfera? il tubo ha l'altra estremità libera?
domanda 2:
come stringi il tappo se è completamente cilindrico? dove fai presa per girarlo?
osservazione 1:
il tubo in posizione magenta tocca i bordo del tappo, essendo carpenteria basta un niente perché l'angolo di rotazione diventi inferiore a 7. ti conviene fare uno smusso su quello spigolo
osservazione 2:
sul tappo non va bene che la lunghezza del filetto esterno e la sede dell'anello siano uguali; se la sede viene fatta più lunga o la filettatura più corta di 16mm avrai che il tappo arriva a fine corsa prima del contatto anello-sfera e a quel punto l'unico bloccaggio sarebbe dato dalla vite M8
osservazione (personale) 3:
i disegni a destra sono quotati malissimo.
 

trevix

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#19
Ciao
1: estremità libera
2: dimenticato di disegnare i 4 fori radiali che permettono di chiudere il tappo con apposita chiave
OS1: giusto, un mio cruccio ma penso che una leggera fresata non sia un problema
OS2:in teoria ci sono circa 6mm di possibile ulteriore avvitamento da quando il tappo tocca la sfera. Farò qualche verifica

Quello che mi interessa è la tua opinione sulla tenuta maggiore dovuto al bullone sul tappo.
Grazie per l'aiuto.
 
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#20
in teoria ci sono circa 6mm di possibile ulteriore avvitamento da quando il tappo tocca la sfera. Farò qualche verifica
no perché il tappo puo entrare nella tazza per massimo 16mm che è la profondità della filettatura; l'anello è alto 16mm come la sede all'interno del tappo quindi una volta che il tappo è tutto avvitato da tua immagine l'anello è appena a contatto. sempre che l'immagine sia fedele che su quello che ci si basa.
in teoria potrei anche ricrearlo e fare la prova empirica di quando c'è il contatto tazza/sfera e quindi misurare quanto filetto c'è per il serraggio, ma come ti ho scritto i dettagli a destra sono quotati male e alcune misure come il raggio della sfera (la più impostante) no ci sono e bisogna metterle ipotetiche falsando il risultato

Quello che mi interessa è la tua opinione sulla tenuta maggiore dovuto al bullone sul tappo.
come ho già detto io non ho le competenze necessarie per valutare l'effettiva funzionalità del meccanismo.