Progettazione di un banco prova boccole per applicazioni ferroviarie = Design of an axlebox test rig for railway applications

Il seguente elaborato ha lo scopo di descrivere ed illustrare il lavoro di Tesi svolto presso i laboratori di Meccanica ferroviaria del Politecnico di Torino. La Tesi riguarda la progettazione di un nuovo banco prova per boccole ferroviarie in scala 1:1 cha ha la funzione di testare innovativi sistemi di monitoraggio per il controllo di marcia dei veicoli ferroviari. I nuovi sistemi di monitoraggio, sviluppati presso il Politecnico di Torino, vengono installati a bordo treno e devono essere in grado di rilevare in tempo reale condizioni di marcia pericolose e/o eventuali anomalie di componenti di primaria importanza: boccole, cuscinetti, freni, sospensioni. Il corretto funzionamento del sistema di monitoraggio dipende dalla tipologia di algoritmi implementati nel sistema, questi devono essere in grado di evidenziare problemi legati alla stabilità del veicolo ed eventuali anomalie dei componenti. Lo sviluppo e la messa a punto di questi algoritmi richiede lo svolgimento di appropriati test che possono essere eseguiti sfruttando il banco prova ed evitando così costosi test in linea. Tra i diversi strumenti realizzati presso il Politecnico di Torino, è presente una prima versione funzionante del banco prova per boccole ferroviarie che però non è in grado di riprodurre le reali condizioni di carico, per questo si è deciso di realizzare la seconda versione capace di simulare condizioni di carico analoghe a quelle reali. Prima di procedere con il nuovo progetto è stato necessario riqualificare la prima versione del banco, per questo la prima fase del lavoro si è concentrata sulla misurazione dei vari componenti in modo da riprodurre con un modello CAD 3D la geometria del banco prova completo. Successivamente, si è passati al nuovo progetto che consiste sostanzialmente nello studio del layout, nella scelta dei componenti e nel loro dimensionamento statico e dinamico. Il progetto di alcuni nuovi componenti da realizzare ha richiesto l’utilizzo di analisi FEM che hanno permesso di comprendere al meglio il comportamento dei componenti e hanno facilitato la scelta del materiale più appropriato da utilizzare. Alcune parti principali vengono acquistate da fornitori esterni che hanno fornito anche delle consulenze tecniche sul loro utilizzo. Infine, al termine dell’elaborato si riporta il progetto completo del banco prova e alcuni strumenti utili per il suo utilizzo da parte dell’utente. Il progetto ultimato e le tavole tecniche realizzate permettono di procedere con la costruzione del banco prova, tuttavia il progetto è suscettibile ad ulteriori ottimizzazioni e miglioramenti sia dal punto di vista del layout che della componentistica.