Progettazione e modellazione di sistema di carico pneumatico per banco prova per viti a ricircolo di sfere = Design and modeling of the load system on a ball screw test bench

La vite a ricircolo di sfere è un importante dispositivo meccanico ampiamente utilizzato per convertire il movimento rotatorio in movimento lineare con alta precisione. Il sistema vite/madrevite è caratterizzato da sfere metalliche che scorrono sui filetti interni tramite un percorso di ricircolo. Grazie a movimento delle sfere gran parte dell’attrito dovuto allo strisciamento si converte in attrito volvente fornendo elevati rendimenti a confronto con i sistemi più classici. Applicazioni di viti a ricircolo di sfere si possono trovare in molti sistemi di ingegneria che richiedono un controllo di posizione molto preciso, come il sistema di avanzamento per una macchina utensile e il sistema di livellamento ad alta precisione per aerei e missili. Nel caso in oggetto di questa tesi, il sistema vite/madrevite si occupa di convertire il moto in un servocomando elettromeccanico da impiegarsi a bordo dei velivoli di nuova generazione nel campo dei comandi primari di volo. In particolare, l’attività di ricerca in cui è inserita riguarda lo sviluppo di algoritmi prognostici inerenti a tali applicazioni. Il fulcro della tesi è il dimensionamento, la modellazione e la verifica di un banco prova per il servocomando, il cui scopo è l’identificazione di difetti iniettati sul sistema vite/madrevite tramite la definizione di indicatori dello stato di salute del meccanismo, confrontando i risultati sperimentali in controllo forza. Nella fattispecie, la parte di modellazione si concentra sul sottosistema pneumatico del banco, presentando due varianti di modello in ambiente Matlab/Simulink. Scelta una delle due opzioni, sono state valutate caratteristiche e performance del sistema.