Coppia serraggio vite con attrezzo inclinato

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SWL
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Coppia serraggio vite con attrezzo inclinato

Messaggio da SWL » sabato 4 novembre 2017, 12:24

In una macchina che sto disegnando, ho una vite che non riesco a piazzare se non in una posizione nella quale potrà essere raggiunta solo con un attrezzo in posizione disassata. La vite è una comune TCEI e pensavo alle solite chiavi con testa arrotondata. Fino a qui, nulla di strano, bisognerà solo verificare l'angolo massimo per il quale la chiave lavorerà correttamente.

Questa è però una macchina nella quale tutte le viti devono essere serrate con la dinamometrica con relativo rapporto ufficiale. Il dubbio è questo: se la dinamometrica applica la coppia con un asse sghembo rispetto a quello della vite, la coppia applicata è sempre quella letta?

A "occhio" direi di sì, si comporta come un giunto cardanico e la cosa è anche avvalorata da una valutazione sul bilancio energetico, ma nonostante questo, mi sembra strano e cerco conferma.

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Re: Coppia serraggio vite con attrezzo inclinato

Messaggio da SWL » sabato 4 novembre 2017, 14:02

Sull'argomento, in rete, c'è una bolgia dantesca: tutti che dicono tutto e il contrario di tutto. Nessuno che giustifichi con un calcolo degno di essere chiamato tale le proprie affermazioni.

Il più accreditabile è l'autore di questo disegno: da una formula ma non la giustifica. Perfetto.
82818.gif
Io comunque resto dell'idea che la coppia non cambi...
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Re: Coppia serraggio vite con attrezzo inclinato

Messaggio da SWL » sabato 4 novembre 2017, 15:09

Ho cambiato idea... :lol:

Il disegno e le formule del post precedente sono corrette.
Per chi volesse la dimostrazione (che non ho trovato in rete...) eccola:
AW.png
Nel disegno, in nero la vite e in rosso la chiave (ovviamente schematizzate). Se la chiave trasferisce la forza nei due punti A e B, simmetrici rispetto al centro C, la forza resta invariata, ma la coppia diminuisce a causa del cambiamento del braccio. Il braccio sulla chiave è BC, mentre quello sulla vite è BV, inferiore. Per un angolo della chiave pari ad α, BV è pari a BC moltiplicato per il seno dell'angolo (90°-α) come evidenziato nel disegno.

Per le chiavi allen a testa sferica, il fattore va da 1 per la chiave allineata a circa 0,9 per la chiave alla sua massima inclinazione.
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rex1984
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Re: Coppia serraggio vite con attrezzo inclinato

Messaggio da rex1984 » domenica 5 novembre 2017, 22:45

Scusa l'intromissione...
Ragionamento che non fa una piega per una testa piatta, ma una testa sferica, non dovrebbe ruotare mantenendo invariata la posizione di A e B?
Niente polemica, pura curiosità :)

[Edit] 'spetta...in quel caso cambia il braccio BC riferito alla chiave, no? #-o
Paolo

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Re: Coppia serraggio vite con attrezzo inclinato

Messaggio da SWL » lunedì 6 novembre 2017, 2:18

No, la testa sferica non ruota, è solidale all'asse della chiave. I punti di contatto sono sempre sulla circonferenza centrata su C e passante per A (o B).

Nella spiegazione qui sopra, sono state tralasciate delle questioni molto importanti, quali la forma esagonale della chiave, il fatto che l'angolo apparente cambi rispetto al piano di contatto a altro ancora, ma il risultato finale è comunque quello della formula.
E' una questione che appariva banale al momento della formulazione del quesito e che si è poi rivelata tutt'altro.

Come corollario, dato che non mi tornava il bilancio energetico, ho scoperto che un giunto cardanico trasforma un moto rotatorio uniforme in un moto rotatorio in cui la velocità di rotazione diventa oscillante! Questo particolare sistema la faccenda del bilancio energetico.

Io ammetto la mia ignoranza: la questione del giunto cardanico non la sapevo proprio, ma quanti di voi (sinceramente) ne erano al corrente?

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Re: Coppia serraggio vite con attrezzo inclinato

Messaggio da El Ventu » lunedì 6 novembre 2017, 18:20

Ci sarà una coppia risultante dall'attrito radente tra le facce della chiave e della sede esagonale.
Non so assolutamente quantificarla, ma non è un cardano vero e proprio, i punti di contatto sono quasi-puntiformi e scorrono nell'esagono.

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Re: Coppia serraggio vite con attrezzo inclinato

Messaggio da SWL » martedì 7 novembre 2017, 2:22

La coppia si riferisce alla condizione di staticità: l'attrito non prende parte in questi calcoli.

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Re: Coppia serraggio vite con attrezzo inclinato

Messaggio da Omocinetico » domenica 24 dicembre 2017, 10:32

Ciao, così a sensazione senza calcoli mi viene in mente che la chiave ad estremità "sferica" si comporta esattamente come un giunto omocinetico e quindi il bilancio energetico sarebbe rispettato. Quello che dici riguardo al giunto cardanico è vero. Infatti per ovviare al problema si impiegano due giunti cardanici per gli alberi di trasmissione in modo che l'elemento interessato alle variazioni di velocità angolare cicliche sia il tratto di albero compreso tra i due cardanici. Semplificando se impieghi una chiave arrotondata non dovresti avere variazioni di coppia e nemmeno se impieghi una chiave a doppio snodo. Se impieghi una chiave a singolo snodo invece si. Saluti
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Re: Coppia serraggio vite con attrezzo inclinato

Messaggio da Bender » domenica 24 dicembre 2017, 10:51

Non si potrebbe realizzare un piccolo esperimento con chiave dinamometrica e una molla a contrasto posta sotto la vite?
In base a quanto riusciamo a comprimere la molla e alla coppia di ingresso possiamo valutare una possibile variazione di forza assiale genenrata al variare dell'angolo.

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Re: Coppia serraggio vite con attrezzo inclinato

Messaggio da SWL » domenica 24 dicembre 2017, 11:02

@Omocinetico
Visto il nick, non c'erano dubbi che tu sapessi come stanno le cose! :lol:

@Bender
Ho fatto di meglio: due dinamometriche (digitali), una stretta in morsa e l'altra mossa a mano.
L'esperimento conferma la formula del seno.

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Re: Coppia serraggio vite con attrezzo inclinato

Messaggio da Omocinetico » domenica 24 dicembre 2017, 13:56

Allora cambio Nick :D :D
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Re: Coppia serraggio vite con attrezzo inclinato

Messaggio da Omocinetico » domenica 24 dicembre 2017, 15:03

@SWL

Ma cosa ci hai messo tra le due chiavi per ottenere un angolo noto?
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Re: Coppia serraggio vite con attrezzo inclinato

Messaggio da SWL » domenica 24 dicembre 2017, 15:11

Un cartoncino con disegnate le rette per qualche angolo. Era una verifica, non una misura quantitativa, giusto la necessità di toccare con mano la questione.

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Re: Coppia serraggio vite con attrezzo inclinato

Messaggio da Omocinetico » domenica 24 dicembre 2017, 15:33

Grazie ma io non sono ancora convinto. Nella dimostrazione che hai postato prima dici che varia il braccio di leva in funzione dell'angolo. Ma tu in teoria applichi una coppia pura non una forza e quindi il braccio di leva non dovrebbe interferire. Quello che dovrebbe accadere se fai l'equilibrio statico alla rotazione è che la coppia resta quella impressa dalla chiave ma essendo scaricata su due punti più vicini all'asse della vite avrai una coppia di forze di maggiore intensità per compensare la riduzione delle distanze dei punti di applicazione. Giusto?
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Re: Coppia serraggio vite con attrezzo inclinato

Messaggio da SWL » domenica 24 dicembre 2017, 17:38

No. La prova ce l'hai mettendo l'attrezzo a 90°. I punti di applicazione giacciono sull'asse della vite e la coppia trasmessa è nulla.

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