ESAME DI MATURITA` TECNICA INDUSTRIALE SPERIMENTALE

ESAME DI MATURITA’ TECNICA INDUSTRIALE SPERIMENTALE
Indirizzo: Meccanica-Progetto Ergon
1996b
Un ventilatore per usi industriali è montato, con un mozzo lungo 90 mm e foro M 50 mm,
all’estremità di un albero.
Sull’altra estremità dell’albero, che ha uguale diametro, è montata una puleggia a gole per quattro
cinghie trapezoidali uguali avente diametro primitivo di 200 mm e larghezza di 110 mm.
Essa realizza la trasmissione, con un rapporto unitario, con un motore elettrico che eroga la potenza
di 18 kW a 1000 giri/min. I tiri delle cinghie sulla puleggia sono di 2100 N per il ramo conduttore e
di 380 N per il ramo condotto.
L’albero, realizzato in acciaio Fe 360, scarica, con il suo tronco mediano, su un supporto con due
cuscinetti a rotolamento 60 BC 02, secondo la designazione ISO, del tipo rigido ad una corona di
sfere.
Le dimensioni di ingombro dei cuscinetti sono:
!
diametro del foro: 60 mm;
!
diametro esterno: 110 mm;
!
larghezza: 22 mm.
Gli anelli dei cuscinetti sono bloccati sull’albero da due spallamenti distanti 100 mm e da due anelli
elastici UNI 7436.
Il candidato, assunto con giustificato criterio ogni altro dato non citato nella traccia, esegua:
<
il disegno di fabbricazione dell’albero, completo di quote, tolleranze e rugosità;
<
la verifica della sezione più sollecitata dell’albero;
<
il ciclo di fabbricazione dell’albero stesso, per la produzione di un lotto di alcune centinaia di
pezzi, citando le macchine, gli utensili, gli attrezzi, gli strumenti di controllo e la successione
tecnologicamente corretta ed economicamente più conveniente delle lavorazioni.
Durata massima della prova: 8 ore.
E’ consentito soltanto l’uso di tavole numeriche, manuali tecnici, regolo calcolatore e calcolatrici portatili non
programmabili.
Non è consentito lasciare l’Istituto prima che siano trascorse 3 ore dalla dettatura del tema.
Relazione di calcolo
Determinazione del tipo di cinghia (tabella1)
Fattore di servizio stimato Fs 1.3
Potenza di calcolo
pc = 13
. ⋅ 18 = 23.4 kW
Si utilizzeranno 4 cinghie tipo B
Calcolo del diametro dell’albero
La sezione più sollecitata si trova in corrispondenza dell’appoggio A
Momento torcente Mt in A
T1
T2
Dp
tensione sul ramo condotto di cinghia
2100 N
tensione sul ramo conduttore di cinghia 380 N
diametro primitivo della puleggia
Mt =
D2 ⋅ (T1 − T2 )
= 172000 Nmm
2
Momento flettente Mf in A
M f = (T1 + T2 ) ⋅
121
= 15040 Nmm
2
Il momento flettente ideale Mfi vale:
M fi =
M 2f + 0.75 M t2 = 149714 Nmm
Tensione ammissibile a flessione Ffamm
Ffamm
90 N/mm2 a cui corrisponde un coefficiente di sicurezza intorno a 4.5
(tabella2)
Il diametro minimo della sezione dell’albero, in corrispondenza dell’appoggio A:
d=
32 ⋅ M fi
3
π ⋅ σ famm
= 25 mm
Il diametro dell’estremità d’albero è ampiamente verificato