verifica lamiera / rifollamento

Ing.Vedder

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#1
Salve a tutti, vorrei un po' di "conforto" su un sistema adottato tempo dal mio ufficio tecnico e sul quale diedi parere positivo ma ultimamente mi è sorto qualche dubbio...

Ho due lamiere sovrapposte che lavorano in orizzontale..una lamiera tira l'altra con una tiro massimo di circa 190 tonn. tale spinta deve essere trasmesso all'altra lamiera tramite due perni passanti come schematizzato figura..


(scusate il link esterno ma non sono riuscito a caricare la figura sul forum)

Il perno è dimensionato correttamente, un perno così in C40 riesce a portare il taglio indotto dalle 95 tonnellatedi ogni perno.
I miei ripensamenti stanno sulla lamiera da 30 mm... se la verifico a rifollamento come indica di fare il Nunziata sul suo libro sono tranquillo..
lui fa così:
95t/(12*3)=2.63 t/cm² < 2*(sigma ammissibile lamiera)

La mia paura è che questo tiro (che è alternato) possa piano piano "slabrare" la lamiera da 30 fino a far lavorare il perno lasco (ora è in tolleranza H7f8 con i fori nella lamiera) fino a rottura della lamiera.
Chiaramente per come è fatta la macchina le due lamiere sono ben accoppiate e il perno non può in alcun modo uscire dalla sede anche se nello schizzo sembrano perno e lamiere volanti
...ahah
Tengo a specificare che 190 ton è un tiro massimo che non si raggiungerà praticamente mai, la macchina a regime dovrebbe lavorare con un tiro intorno alle 70 tonn.

voi che ne pensate?grazie!
 

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gerod

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#2
Fai una verifica a fatica ...
è la cosa migliore da fare quando hai forze alternate, cicliche etc.
Il problema qui, secondo me, è la fatica in primis.
Ciao
 

Ing.Vedder

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#3
seguirò il tuo consiglio sulla fatica gerod.. GRAZIE!
ma invece per quanto riguarda il rifollamento della lamiera da 30mm con questo calcoletto suggerito dal nunziata (che poi è quello anche della 10011) posso stare tranquillo?
sarei più tranquillo se il perno lavorasse con due sezioni resistenti (come il perno di un grillo di sollevamento per intenderci)... così mi da l'idea che possa lavorando possa slabrare le sedi...ma non riesco a capire se è una paturnia mia o un reale rischio..

grazie ancora..
 

sampom

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#4
seguirò il tuo consiglio sulla fatica gerod.. GRAZIE!
ma invece per quanto riguarda il rifollamento della lamiera da 30mm con questo calcoletto suggerito dal nunziata (che poi è quello anche della 10011) posso stare tranquillo?
sarei più tranquillo se il perno lavorasse con due sezioni resistenti (come il perno di un grillo di sollevamento per intenderci)... così mi da l'idea che possa lavorando possa slabrare le sedi...ma non riesco a capire se è una paturnia mia o un reale rischio..

grazie ancora..
Giusto il suggerimento per la verifica a fatica, considerata l'alternanza ciclica della sollecitazione.

Nello specifico del tuo quesito la formula ed il calcolo sono corretti e starei quindi "tranquillo" (anche se dico sempre che tranquillo e sicuro sono morti insieme in un incidente :biggrin:).. vorrei però verificare l'insieme della struttura; cioè quanto sono larghe le lamiere ed a che interasse stanno i perni? Dov'è (e com'è) esercitato il carico rispetto ad essi? A che distanza sono dal bordo?
Dici che il perno assolutamente non può uscire perchè anche la punta è "ribadita" od ha comunque una sorta di testa che tiene il tutto "a pacco" (..che sarebbe cosa buona e giusta..)?
Perchè se per la parte teorica sei tranquillo poi bisogna vedere l'applicazione pratica e farne le dovute considerazioni.

Saluti
Marco:smile:
 

Ing.Vedder

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#5
i perni sono molto distanziati tra loro (almeno 500 o 600 mm) e ben distanti dai bordi delle lamiere.
il carico è dato da un cilindro che mette in spinta una delle due lamiere e il centro di spinta è perfettamente al centro tra le due spine...visto in pianta sarebbe qualcosa del genere

______________o
----------->
______________o

spero che dallo schizzo si capisca.. la freccia è il cilindro che spinge e le "O" la posizione delle due spine..
Le due lamiere sono tenute a pacco tra loro tramite bullonatura che però non lavora a taglio ma assicura solo che le due lamiere restino accoppiate, mentre il perno è inserito nel foro esattamente come vedi senza alcun altro vincolo.

grazie delle info sampom!
 

sampom

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#6
i perni sono molto distanziati tra loro (almeno 500 o 600 mm) e ben distanti dai bordi delle lamiere.
il carico è dato da un cilindro che mette in spinta una delle due lamiere e il centro di spinta è perfettamente al centro tra le due spine...visto in pianta sarebbe qualcosa del genere

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______________o

spero che dallo schizzo si capisca.. la freccia è il cilindro che spinge e le "O" la posizione delle due spine..
Le due lamiere sono tenute a pacco tra loro tramite bullonatura che però non lavora a taglio ma assicura solo che le due lamiere restino accoppiate, mentre il perno è inserito nel foro esattamente come vedi senza alcun altro vincolo.

grazie delle info sampom!
Ma se le 2 lamiere sono bullonate a che servono i 2 perni? Fanno tipo "spina di centraggio"?
Perchè in questo caso con la bullonatura dimensionata correttamente non dovresti aver nessun problema di rifollamento sui fori di quei perni.. od ho capito male io?

Saluti
Marco
 

Ing.Vedder

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#7
Ma se le 2 lamiere sono bullonate a che servono i 2 perni? Fanno tipo "spina di centraggio"?
Perchè in questo caso con la bullonatura dimensionata correttamente non dovresti aver nessun problema di rifollamento sui fori di quei perni.. od ho capito male io?

Saluti
Marco
Obiezione corretta Marco.
Il punto è che per limiti progettuali non avevamo molto spazio per metere abbastanza viti ben dimensionate, quindi abbiamo preferito affidare la trasmissione del carico alle spine mentre la bullonatura ha il solo scopo di tenere le lamiere accoppiate. senza che i bulloni debbano lavorare a taglio.
 

sampom

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#8
Obiezione corretta Marco.
Il punto è che per limiti progettuali non avevamo molto spazio per metere abbastanza viti ben dimensionate, quindi abbiamo preferito affidare la trasmissione del carico alle spine mentre la bullonatura ha il solo scopo di tenere le lamiere accoppiate. senza che i bulloni debbano lavorare a taglio.
..capisco.
quindi mi dici che le viti non lavorano a taglio (come è giusto che sia) solo perchè le lamiere sono tenute insieme da quei 2 perni inseriti con tolleranza?
Ma comunque "partecipano alla giunzione" ed un minimo di attrito lo garantiscono tra le due lamiere? Nel caso dovresti calcolare la forza che la bullonatura è in grado di sopportare prima dello scorrimento relativo tra le lamiere e, secondo me, la differenza di questa col carico applicato ti dà la risultante da applicare ai 2 perni (mettici pure dei buoni coeff di sicurezza).. in teoria :)biggrin:) vai ancora oltre la sicurezza del primo calcolo che hai fatto, andando addirittura in sovradimensionamento (meglio abbondare..:smile:).
Ti ripeto che se riuscissi a creare una ribaditura, una testa d'appoggio, alle punte dei perni saresti a posto. Evitare (od almeno ridurre al minimo) la possibilità che ai perni si applichi un "momento assiale" (non so se mi spiego).

Saluti
Marco
 

Ing.Vedder

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#9
..capisco.
quindi mi dici che le viti non lavorano a taglio (come è giusto che sia) solo perchè le lamiere sono tenute insieme da quei 2 perni inseriti con tolleranza?
esattamente

Ma comunque "partecipano alla giunzione" ed un minimo di attrito lo garantiscono tra le due lamiere?
senz'altro corretto

Ti ripeto che se riuscissi a creare una ribaditura, una testa d'appoggio, alle punte dei perni saresti a posto. Evitare (od almeno ridurre al minimo) la possibilità che ai perni si applichi un "momento assiale" (non so se mi spiego).
il mio problema non sono i perni che secondo me sono dimensionati correttamente per sopportare il taglio (sono due ciccioni diam 120mm in C40 bonificato). La mia paura è che la lamiera spessa solo 30 mm possa rifollare, la mia paura è lì. non capisco invece il discorso del carico assiale.


Grazie infiinite!
:finger:
 

fagiana

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#10
salve a tutti ,questo è il mio primo intervento e spero di non dire una c*****ta
premetto che forse non ho letto bene tutta la discussione ,ma io valuterei due asole diritte così hai 120 + 120 mm di appoggio:confused:
 

sampom

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#11
il mio problema non sono i perni che secondo me sono dimensionati correttamente per sopportare il taglio (sono due ciccioni diam 120mm in C40 bonificato). La mia paura è che la lamiera spessa solo 30 mm possa rifollare, la mia paura è lì. non capisco invece il discorso del carico assiale.
Sì sì, ho ben capito ed è chiaro che i perni sono oltremodo dimensionati. Infatti è da subito che si sta parlando di verifica a rifollamento (ovalizzazione, "slabbramento" dei fori).

Immaginavo che il mio riferimento ad un momento assiale risultasse poco chiaro, me ne scuso.
Intendevo che due carichi (o comunque uno con azione e reazione) di senso opposto applicati lungo l'asse del perno (normali a questo) su due piani ad altezze diverse (proprio come hai schematizzato nel tuo primo esempio grafico.. ne hai messo uno che tira la lamiera superiore ed uno quella inferiore) tendono a far "ribaltare" il perno:

<----|
|​
|---->​
(caspita, non mi riesce di far stare in colonna le barrette che rappresentano il perno:smile:)

ed in questo caso, se cedesse (o l'attrito non è sufficiente) la bullonatura ed il perno non fosse ben fisso con "doppia testa" in appoggio (meglio forzato) sulle facce superiore ed inferiore delle lamiere, potresti avere la deformazione dei fori. Pur mantenendosi intatto il perno.
Ora è più comprensibile?

Queste sono solo considerazioni, perchè mi sembra che nel tuo caso abbiamo già stabilito che si rientra ampiamente in sicurezza.

Saluti
Marco:smile:
 

Ing.Vedder

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#12
Marco sei FANTASTICO!:finger:

hai esattamente compreso il concetto che cercavo di esprimere e l'hai riassunto in maniera egregia.
Il punto è che nella parte inferiore del perno non posso fare ribaditura alcuna in quanto è una zona della macchina assolutamente non accessibile e quindi mi trovo vincolato a un perno senza ribattuta.
Sapevo che quei diavolo di accoppiamenti perno foro avrei dovuto farli fare con una tolleranza molto stretta.. addirittura forzata a caldo per evitae questo genere di inconvenienti, ma al progettista della macchina gia H7f8 sembrava tanto e io dall'alto della mia quasi nulla esperienza avevo dubbi a dargli contro..avrei dovuto perseverare.
Purtroppo la macchina è gia uscita così e così si farà, volevo solo un conforto sul fatto che bastasse quella verifichina a rifollamento che ho postato all'inizio, se anche secondo te posso ritenermi in sicurezza con quel calcolo mi sento più sereno.

un enorme grazie per il supporto, spero di poterti essere d'aiuto quanto tu lo sei stato con me..anche se la mia esperienza sul campo è a dir poco nulla.

grazie infinite ancora Marco!!
Alberto
 

sampom

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#13

sampom

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#14
gia H7f8 sembrava tanto..
In effetti non è strettissima. Può arrivare ad avere un gioco massimo di oltre un decimo (13 centesimi).
Almeno un incerto glielo avrei dato.

Il fatto è che se inizia a "ballare" non lo fermi più e la cosa sarà sempre più amplificata col passare dei cicli.. sempre che la bullonatura ceda del tutto (fino al caso limite del disassemblamento con sfilaggio dai perni delle lamiere.. però i tuoi perni belli dimensionati rimarranno sempre intonsi:smile:). Prova a calcolarla, ma lo vedo improbabile.

Saluti
Marco
 

Ing.Vedder

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#15
ormai come è andata è andata.
grazie ancora per il supporto sulla verifica a rifollamento
 

Kaji

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#16
Salve chiedo scusa se riporto in alto questa discussione molto vecchia ma mi trovo di fronte ad un problema analogo:
in un elevatore tipo ascensore mi si chiede di "bloccare i contrappesi in alto (scarico catena) .." tramite pioli, il cliente è convinto che ciò significhi inserire i pioli nella struttura portante dell'elevatore per bloccare meccanicamente, presumo da sopra, i contrappesi. Quindi vuole dei fori nelle lamiere in posizione idonea, però temo che un perno da 30 in una lamiera da 6 o 3 mm (a seconda dei lati) che tenga 676 kg possa creare "rifollamento".
Ho trovato su internet questa trattazione http://dida.fauser.edu/dispro/carbonar/collegamenti/COLLEGAMENTI_BULLONATI.htm sembra far al caso mio quando parla di ovalizzazione del foro, stasera guarderò con più attenzione.
Però vi chiedevo solamente se aggiungere alla lamiera una formaggella con maschio penetrante saldata sulla lamiera ed inserire il piolo all'interno della formaggella e non direttamente sulla lamiera mi preserva da problemi.
Grazie per l'attenzione
 

meccanicamg

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#17
Se fai delle formaggelle o flange da saldare con spessore superiore della lamiera base puoi migliorare la cosa. Comunque ti consiglio di vedere eurocodice 3 uni en 1993-1-8. C'è scritto tutto.
 

Kaji

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Regione: Emilia Romagna
#18
Comunque ti consiglio di vedere eurocodice 3 uni en 1993-1-8.
Sono andato a vedere e nel prospetto 6.5.4 c'è anche una tabellina di Resistenza di progetto a rifollamento.
Io avendo un foro "isolato" sono nella classe di rifollamento alta e quindi mi viene:

F. Resistenza al Rifollamento = 2x carico ultimo x diametro perno x spessore = 108000 N

Io personalmente ho poca esperienza con lamiere "sottili" anche se probabilmente 6 mm non è considerata sottile, però mi sembra un valore di resistenza eccessivo, per voi che avete più esperienza invece è un valore verosimile, io in teoria ho 6700 N.
 
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#19
Ciao,
il valore può avere anche un senso (6mm non la considero sottile e comunque non avrebbe particolare influenza sul rifollamento).
Se però hai qualche dubbio sulla formula ti consiglio di scaricare il software free "Database Profilati Strutturali" che trovi a questo indirizzo "http://gelfi.unibs.it/software/programmi_studenti.html" (Ricordati di scaricare prima il "pacchetto comune" come scritto sul sito). Una volta installato vai in "Collegamenti" e poi "Bullonati". Nella scheda che ti si apre trovi la verifica automatica a rifollamento come da EC3.
Questo software viene utilizzato da tantissimi ingegneri civili da molti anni quindi mi sento di consigliarlo a tutti.

Già che ci sono ne approfitto per scrivere qualcosa che forse per molti è ovvia, ma per altri no (purtroppo mi sono capitati molti ingegneri meccanici poco preparati sull'argomento). La verifica dell'EC3 è una verifica allo Stato Limite Ultimo NON è qundi possibile confrontarla con valori calcolati alle Tensioni Ammissibili.
Eseguire verifiche con Forze sollecitanti alle T.A. e resistenze allo S.L.U. porta ovvimente ad errori anche importanti.
Purtoppo non ho tempo di leggere se qualcuno ha già fatto questo appunto, ma comunque su un post di 2 pagine è meglio ribadirlo :wink: .