In MESYS Calcolo dell’Albero o nel modulo Sistema di Alberi, possono essere considerati componenti 3D-elastici basati su FEM per mappare meglio le rigidità. Le deformazioni elastiche degli alberi o degli alloggiamenti possono essere considerate come deformazioni degli anelli dei cuscinetti volventi. I componenti 3D-elastici vengono ridotti una volta staticamente, e a scelta modalmente, mantenendo così il breve tempo di calcolo per ogni caso di carico. Sono disponibili le seguenti opzioni:
- Importazione di alberi, alloggiamenti o portaplanetari come file STEP o mesh Nastran
- Definizione parametrica di alberi e portaplanetari
- Creazione della mesh nel software come dominante esaidrale o tetraedrale, con funzioni di forma lineari o quadratiche
- Specifica di una temperatura per componente. Si tiene conto delle deformazioni termiche.
- Espansione centrifuga per alberi rotanti e portaplanetari considerabile opzionalmente.
- Considerazione del peso
- Riduzione statica e opzionale riduzione modale
- Deformazione elastica degli anelli dei cuscinetti, a scelta con contatto
- Deformazione elastica di corpi ruota
- Definizione delle condizioni al contorno su parti 3D-elastiche
- Definizione delle forze su parti 3D-elastiche
- Output degli spostamenti per i punti di riduzione
- Calcolo opzionale della rigidità per i punti di riduzione selezionati
- Visualizzazione delle deformazioni
- Animazione 3D delle forme modali e della risposta armonica con riduzione modale e calcolo delle frequenze proprie
Portaplanetare elastico
Le deformazioni elastiche dei portaplanetari influiscono sulla distribuzione del carico negli ingranamenti e sull’angolo di ribaltamento dei cuscinetti volventi. Le deformazioni possono essere determinate in modo più accurato con la geometria corretta che con un semplice modello di sostituzione.
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Riduttore epicicloidale con portaplanetare elastico |
Portaplanetare con deformazioni |
I vettori planetari possono essere importati come modello CAD o definiti con parametri. Per i portaplanetari parametrici sono disponibili quattro varianti.
Tipi fondamentali di portaplanetari parametrici
Alloggiamenti elastici
Con gli alloggiamenti elastici, è possibile tenere conto anche della rigidità delle sedi cuscinetti, sia nel calcolo statico che nelle frequenze naturali. L’effetto sulle frequenze naturali è normalmente molto maggiore rispetto ai risultati statici.
Alloggiamento importato da file STEP (Fonte: RPT Tech GmbH)
Banco prova mandrino con alloggiamento elastico (Video)
Anelli di cuscinetti elastici
Gli anelli elastici possono essere impiegati per cuscinetti di grandi dimensioni, come nel settore dell’energia eolica. Ecco un esempio:
Parti elastiche con anelli di cuscinetti elastici
Altri esempi sono i cuscinetti per ruote che presentano solo un accoppiamento per interferenza tra l’anello esterno e l’alloggiamento senza carichi aggiuntivi e i cuscinetti per bielle:
Distribuzione del carico per un cuscinetto ruota con interferenza tra l’anello esterno del cuscinetto e l’alloggiamento
Un cuscinetto di biella in tensione e compressione con anelli elastici di supporto
Corpi di ingranaggi elastici
Le deformazioni elastiche dei corpi ruota influenzano la distribuzione del carico nell’ingranaggio e anche le rigidità globali. Un ingranaggio elicoidale con nervature può deformarsi, ad esempio, nella direzione assiale:
Corpo ruota elastica con ingranaggio elicoidale
Per gli stadi planetari è possibile anche una combinazione di corpi ruota elastici e anelli di cuscinetti elastici:
Stadio planetario con pianeta elastico 3D, corona dentata e supporto planetario