Influenza su rumore e vibrazioni di difetti su cuscinetti realizzati in materiali ceramici e metallici = Influence on noise and vibration of defects on bearings made of ceramic and metallic materials

Il presente lavoro di tesi ha come tema principale la modellazione dinamica a parametri concentrati del comportamento di un sistema composto da un albero, sul quale viene calettato un cuscinetto a corpi volventi. Nel modello sono individuati due sottosistemi, un primo sottosistema comprendente anello interno ed albero ed un secondo sottosistema comprendente le sfere e l'anello esterno del cuscinetto. All'interno di tale modello vengono introdotti come forzanti i difetti che interessano la superficie della sfera. A seconda della loro estensione si distinguono in difetti di tipo concentrato e distribuito. Difetti di tipo concentrato possono essere caratterizzati attraverso un opportuno parametro che tiene conto di quanto il profilo effettivo della sfera si discosta da quello nominale. Difetti di tipo distribuito, quali rotondità ed ondulazione delle sfere, vengono caratterizzati facendo uso di opportune funzioni armoniche che consentono di descrivere il profilo della sfera. La risposta del sistema viene simulata per ogni tipo di difetto analizzato, Per quanto riguarda i difetti di tipo concentrato, considerati come forzanti esterne che agiscono sui due sottosistemi, la risposta del sistema viene simulata tenendo conto che gli spostamenti e le accelerazioni subite dal sottosistema sono funzioni della velocità di rotazione dell'albero e supponendo che si abbia una risposta di tipo armonico, con frequenza pari ad un sottomultiplo della velocità di rotazione dell'albero. La risposta del sistema viene calcolata facendo uso dei risultati dell'analisi modale. Per quanto riguarda i difetti di tipo distribuito, considerati come degli spostamenti imposti ai due sottosistemi, la risposta viene caratterizzata ricavando il diagramma di Bode per i due sottosistemi e basandosi sulle considerazioni che questo tipo di diagramma consente di trarre. Gli andamenti teorici vengono successivamente confrontati con quelli sperimentali, acquisiti per mezzo di un accelerometro, posizionato sull'anello esterno del cuscinetto nel sistema preso in esame.