Misure estensimetriche su componenti meccanici. = Strain-gauge measurements on mechanical components

Misure estensimetriche su componenti meccanici. Per trasmettere coppie molto elevate tra albero e mozzo, garantendo l’assenza di moto relativo tra le parti, il sistema più utilizzato è l’accoppiamento scanalato. Spesso per compensare errori di assemblaggio, di lavorazione ed eventuali movimenti relativi che nascono durante il funzionamento della macchina, gli accoppiamenti scanalati vengono montati con un disallineamento angolare tra albero e mozzo. Questa condizione di lavoro provoca la nascita di sovraccarichi locali indesiderati e un aumento degli sforzi sui cuscinetti e sull’ accoppiamento scanalato stesso. E’ quindi intuibile che tali sforzi devono essere quantificati e considerati già in fase di progettazione. Al fine di valutare l’influenza di questi fenomeni sull’accoppiamento, vi sono molti modelli, studi e articoli teorici disponibili in letteratura che valutano parametri come la rigidezza dei denti, le pressioni di contatto o i momenti derivanti dal disallineamento dell’accoppiamento ma, risultati sperimentali sono praticamente assenti quando si parla di accoppiamenti scanalati. Questo lavoro di tesi va quindi a completare gli studi precedenti con l’obbiettivo finale di misurare sperimentalmente, con l’utilizzo di estensimetri applicati allo scanalato, le deformazioni e quindi i carichi al variare degli angoli di disallineamento. Nello studio eseguito, per prendere confidenza con la strumentazione e vista la complessità del problema, si è partiti misurando le deformazioni indotte ad una travetta in acciaio incastrata ed estensimetrata soggetta a flessione pura. Successivamente dal caso più semplice della travetta, si è andati a modellare la condizione di lavoro dello scanalato disallineato come una trave incastrata soggetta a flesso-torsione. Pertanto è stata applicata una rosetta estensimetrica su una trave a “T” caricata in modo da sollecitare la sezione con l’estensimetro a torsione pura e successivamente a flesso-torsione (condizione di lavoro dello scanalato disallineato). Si è poi andati a confrontare i risultati ottenuti dalle misure sperimentali con quelli derivanti dalla trattazione teorica e li si è posti a confronto, in modo da verificarne la corrispondenza che è risultata verificata soprattutto per la flesso-torsione. Per la torsione pura infatti si è riscontrata una leggera differenza tra risultati teorici e sperimentali probabilmente legati all’orientamento della rosetta. E’ stato poi messa a punto una procedura di calcolo inverso, ovvero: note le tensioni principali calcolate partendo dalle deformazioni lette dagli estensimetri, sono stati calcolati il momento flettente e torcente che le ha generate. Tale procedura di calcolo è stata implementata anche nell’ultima parte dello studio in cui, in seguito all’applicazione di estensimetri sull’accoppiamento scanalato montato su una macchina di prova, si sono acquisite le deformazioni al variare dell’angolo di disallineamento. Avendo appurato il funzionamento del metodo sul modello semplificato a meno di piccoli errori, a partire dalle suddette deformazioni si è andati a calcolare le tensioni principali e quindi l’entità dei momenti che gravano sull’accoppiamento.