Carichi
scaricati sulle boccole.
Le sollecitazioni alle quali è sottoposta la pompa si suddividono in
carichi sulle boccole ed altri dovuti alla pressione del fluido, quindi
agenti su tutte le pareti a contatto con esso.
Tra i primi distinguiamo i carichi di natura meccanica F (dalla
rotazione dell'albero) e quelli di natura idraulica H (dalla
distribuzione di pressione del fluido). Entrambe le forze vanno
combinate per i due alberi (conduttore e condotto) in modo da ricavare
le risultanti R1 ed R2. La verifica viene fatta sull'albero condotto,
poichè si trova in una situazione più gravosa:
F2 = 36.045 N
H2 = 115.776 N
R2 = 146.76 N
Ne deriva uno sforzo molto basso sulla singola boccola (diametro 15mm)
pari a 0,65 MPa,
trascurabile rispetto agli sforzi analizzati in seguito.
Sforzi
per fluido a 10bar.
I carichi dovuti alla pressione del fluido in circolo (10 bar)
generano quindi la situazione più critica di sforzo, nel caso in cui il
fluido agisca su tutte le superfici interne.
L'analisi è stata effettuata sull'assemblato Cassa+Coperchio legati da
vincoli di bullonatura simulata in modo da riuscire a misurare i giochi
tra le due componenti.
La zona più sollecitata è quella dove gli spessori sono minimi, i valori
di sforzo rientrano comunque abbondantemente nei limiti ammessi:
Sforzo max = 9,26 MPa
Limite ammissibile (23°C) = 180 / 3 = 60
MPa
Mentre fino a 100°C le caratteristiche meccaniche si mantengono
pressochè invariate, intorno a 110°C incontriamo un netto abbattimento
delle stesse; perciò l'utilizzo oltre questa temperatura è fortemente
sconsigliato.
Deformazioni
per fluido a 10 bar (visualizzate con opportuno fattore di
amplificazione).
Maggiore attenzione è stata data alle dilatazioni, in quanto la pompa
risulta molto sensibile a questi effetti: l'aumento eccessivo dei
giochi, combinato alla pressione interna, causa un abbassamento del
rendimento in condizioni di lavoro e possibili trafilamenti di fluido.
Sono stati controllati gli scostamenti tra le due parti, i quali
dovranno risultare minori dello schiacciamento dell'O-Ring da 2 mm.
Gioco massimo si ha per il nodo di seguito tabulato:
Elemento di
contatto |
Carico di
contatto
N |
Luce minima
iniziale
mm |
Luce minima
finale
mm |
|
69767 |
Nessun contatto |
0.0000e+000 |
3.6792e-002 |
il quale risulta nettamente minore dello schiacciamento dell'oring, pari
a 0,5
mm .
La verifica viene quindi considerata superata.
Da notare che la situazione sopra analizzata rappresenta la situazione
peggiore a cui va incontro la pompa: il carico termico va a nostro vantaggio
in termini di dilatazioni poichè tende ad avvicinare il coperchio alla
cassa, riducendo così il rischio di trafilamenti.
