Academic literature on the topic 'Riduttore epicicloidale'

I rotismi epicicloidali rappresentano ancora, nel campo della trasmissione di potenza, una soluzione del tutto valida. La versatilità di questi organi, unita agli elevati rapporti di trasmissione ottenibili e ai bassi rapporti peso/potenza, rendono questa classe di riduttori efficace per numerose applicazioni, dalle macchine movimento terra alle macchine utensili, dall’automotive all’automazione. Il seguente lavoro di tesi è centrato sull’analisi e sull’ottimizzazione di un particolare rotismo epicicloidale modificato per rispondere meglio alle richieste della robotica. Partendo dallo studio delle equazioni fondamentali del riduttore, è stato sviluppato un algoritmo su Mathworks Matlab che calcoli, dati in input il rapporto di trasmissione e la coppia desiderata, la migliore configurazione del rotismo sulla base dell’efficienza, della resistenza a flessione e pitting e dell’inerzia. Il lavoro di tesi si articola come segue: Nel primo capitolo vengono introdotte le generalità dei riduttori epicicloidali e viene effettuato un confronto con i principali concorrenti in commercio. Infine, viene presentata l’applicazione scelta. Nel secondo capitolo sono enunciate e spiegate le equazioni relative alla geometria, alla cinematica e all’inerzia del rotismo, con particolare riferimento al problema della correzione delle ruote. Nel terzo capitolo viene esposta una metodologia generale per la verifica delle ruote a flessione e pitting, effettuata secondo normativa ISO 6336-2019. Nel quarto capitolo viene illustrato il procedimento adottato per la determinazione del rendimento, basato sul metodo Pennestrì-Freudenstein. Nel quinto capitolo viene presentata una sintesi delle equazioni e dei relativi vincoli necessari per l’ottimizzazione del rotismo e vengono mostrati i principali risultati. Nel capitolo finale vengono mostrate le conclusioni del lavoro svolto, un confronto dei risultati ottenuti con le applicazioni commerciali e un’apertura a possibili lavori futuri.

Il presente elaborato descrive le fasi di progettazione di un riduttore epicicloidale per una vettura elettrica partecipante alla competizione FSAE. Dopo una breve introduzione sulla competizione e sui dati di progetto, il lavoro si focalizza sul dimensionamento degli ingranaggi. Successivamente, si analizzano le fasi di progettazione della struttura del riduttore e relative simulazioni con il metodo degli elementi finiti. L'elaborato si conclude con la progettazione delle correzioni micrometriche dei denti.

La tesi descrive lo sviluppo di un modello matematico in grado di prevedere a priori, il T.E. (Transmission Error) di un riduttore epicicloidale a gioco ridotto. Grazie al modello sviluppato si è calcolato la regolazione necessaria da applicare al riduttore per ottenere il T.E. desiderato.

Il presente elaborato descrive l’attività svolta presso l’Area Ricerca e Formazione del Centro Protesi INAIL, volta al progetto, sviluppo e caratterizzazione di un riduttore cicloidale per l’azionamento di un’articolazione protesica di gomito. Questo lavoro è nato dalla necessità di sostituire il gruppo di motoriduzione del gomito elettromeccanico INAIL EMEI 3.0, ritirato dal mercato a causa della reversibilità del meccanismo che comportava la discesa passiva del gomito quando flesso. Per la fase di progettazione del riduttore ci si è serviti del software CAD Autodesk Inventor Professional, che consente di progettare, visualizzare e simulare una rappresentazione digitale del prodotto finale. I prototipi dei vari componenti del riduttore sono stati sviluppati con stampante 3D, e successivamente, sulla base dei disegni tecnici tradizionali, sono stati fabbricati presso un’officina meccanica specializzata. Per la caratterizzazione del riduttore cicloidale, comparato a quello epicicloidale già presente nel gomito INAIL EMEI 3.0, ci si è serviti di un banco prova per articolazioni protesiche attive sviluppato all’interno del Centro Protesi. Si è utilizzato quindi il sistema PAC (Programmable Automation Controller) National Instruments – CompactRIO che, avvalendosi di un processore Real-Time, in combinazione ad un FPGA (Field-Programmable Gate Array) e a moduli di I/O, permette sia il controllo che l’acquisizione ad elevate prestazioni oltre ad una grande versatilità applicativa. Il codice, sviluppato interamente in Labview, prevede anche la connessione con il software di acquisizione stereofotogrammetrica Vicon Nexus per acquisire gli angoli articolari del gomito, tramite il posizionamento di marker sui due segmenti protesici di braccio ed avambraccio.

Il contenuto della tesi si è basato sull'esperienza di tirocinio svolta all'interno del reparto di ingegneria del processo dello stabilimento forlivese dalla Bonfiglioli Riduttori S.p.a. Nel capitolo 1 è stata presentata una breve introduzione sull’azienda mostrandone l’influenza e la collocazione a livello globale e descrivendo, in breve, la sua storia. Nel capitolo 2 si espone la linea di montaggio in cui è stato integrato il banco di collaudo. In particolare, si analizza il ciclo lavoro del riduttore denominato grader 606W, si mostrano le sue parti e si spiega come questo venga montato e collaudato. Nel capitolo 3 si descrive lo svolgimento del progetto da me diretto all’interno del periodo di tirocinio commentandolo nelle varie parti. Viene poi mostrato il diagramma di Gantt utilizzato per coordinare le diverse fasi. Infine, si presenta una semplice analisi economica di progetto e si ipotizza il tempo di ritorno dell’investimento. Nel capitolo 4 si entra nello specifico della descrizione del banco di collaudo in tutte le sue parti. Si procede per blocchi funzionali e si mostra, per ognuno, parte meccanica e struttura del sistema di comando. Vengono descritti i sistemi di sollevamento e rotazione del portapezzo, quello di alimentazione del motore idraulico di servizio per la prova di rotazione del riduttore e viene fatto un accenno sulla prova di tenuta dell’aria (air-control). Si parla poi del sistema di sicurezza per la tutela dell’operatore nel luogo di lavoro mostrandone i diversi componenti. Infine, si analizza il quadro elettrico e si descrive il funzionamento di alcune sue parti quali inverter, PLC e alimentatore. Nel capitolo 5, ultimo della trattazione, si parla nel dettaglio dell’azionamento concentrandosi sulla parte di controllo del sistema di alimentazione del motore di servizio. Viene descritto inizialmente il sistema di scambio dati per poi passare alla programmazione della logica del PLC la quale viene presentata in modo molto dettagliato.

Il monitoraggio delle vibrazioni e del rumore per la diagnosi delle condizioni di funzionamento dei macchinari ha acquisito un’enorme importanza dovuta alla sempre maggiore accessibilità, in termini di costo e di facilità di utilizzo, delle strumentazioni per l’acquisizione del comportamento vibratorio. L’investimento viene ampiamente giustificato dai vantaggi sia in termini di efficacia nell’individuazione preventiva di difetti e cause di guasto, che di caratterizzazione oggettiva della qualità di funzionamento della macchina. Il presente lavoro relaziona dell’analisi vibro-acustica applicata ad un riduttore epicicloidale prodotto da STM spa attraverso gli strumenti per l’analisi recentemente introdotti nella sala prove dell’azienda, poichè esso presenta, allo stato attuale di produzione e commercializzazione, una rumorosità troppo elevata di cui non si conoscono le cause. Le modifiche introdotte sono state scelte sulla base dell’esperienza tecnica dell’azienda, con l’intento di ridurre il livello di emissione acustica del riduttore. Gli effetti di tali modifiche sono stati valutati in riferimento ai livelli di emissione acustica e di severità di vibrazione, due valutazioni di tipo globale poi affiancate e confrontate con l’analisi spettrale, allo scopo di giustificare e comprendere meglio i risultati ottenuti.

Questa tesi analizza un prototipo di riduttore epicicloidale compatto per applicazioni robotiche, tramite test sperimentali e simulazioni virtuali di calcolo agli elementi finiti, utilizzando il software Ansys. La tesi presenta inoltre una breve introduzione ai rotismi ed in particolare ai riduttori epicicloidali, le loro applicazioni e i principali parametri che interessano il loro sviluppo tecnologico.

Il progetto oggetto della presente tesi è stato svolto in collaborazione con l'azienda Bonfiglioli per l'esigenza della stessa di espandere la propria produzione di riduttori e motoriduttori verso il mercato dell'elettromobilità. In particolare, nel corso del 2018, per migliorare ripetibilità, controllo di processo e produttività, anche in virtù degli sgravi fiscali offerti dal piano Industria 4.0, si è deciso di investire risorse economiche in una nuova stazione di assemblaggio. Sono descritte e analizzate la situazione attuale dell’impianto di montaggio, i problemi attuali e le proposte di ottimizzazioni, e la gara di fornitura indetta da Bonfiglioli per la messa in produzione del macchinario, le proposte pervenute, la scelta definitiva del fornitore. Sono effettuati studi su layout e approvvigionamento dei materiali alla stazione, e sono analizzate le caratteristiche prestazionali della macchina, con un focus sul sistema elettromeccanico di pressatura e sul sistema di visione. E' descritta infine la parte sicuramente più lunga e complessa del lavoro di tesi e tirocinio in azienda, ossia le modifiche effettuate in corso d’opera alla macchina sotto la scrupolosa attenzione del team di Bonfiglioli, i collaudi e la messa in servizio finale. Sono, infine, riportati i risultati del progetto, gli obiettivi attesi centrati e quelli su cui, invece, vi è ancora margine di miglioramento e che potranno essere completati con il futuro ampliamento del sito produttivo.