Cuscinetti a contatto obliquo

[MDS]

O è un "giant scale" o è un vero aereo ....

In quella situazione , perchè non un reggispinta ...?

[MauroO]

Con un diametro del codolo della pala di 60 mm, direi che siamo lontani da un modello a meno che un giant-scale in scala 1:1 si possa chiamare ancora modello.
Il progetto prevede di arrivare a realizzare due corpi mozzo uno per 3 e l'altro per 4 pale, per cui un totale di 6 o 8 cuscinetti; per ora la sperimentazione la condurrò sulla versione a 3 pale, ma intendo realizzare tutti gli 8 cuscinetti; lavorando in serie conviene farli tutti insieme in una volta sola per omogeneità dimensionale.
Prevedo anche la costruzione di alcuni mandrini per pinzare radialmente gli anelli su tutta la circonferenza per le lavorazioni di taglio a cnc delle piste; i classici mandrini da tornio a 3-4 griffe introdurrebbero negli anelli delle deformazioni decisamente inaccettabili.
Un reggispinta per pala potrebbe andar bene ma andrebbe poi affiancato da altri due cuscinetti per rendere fluida la rotazione della pala sul proprio asse, conseguenza: necessitano 3 cuscinetti = maggior complicazione costruttiva e conseguente aumento di peso, in campo aeronautico qualsiasi aumento di peso significa calo di prestazioni del velivolo; con due soli cuscinetti a contatto obliquo posso ottenere lo stesso risultato con pesi inferiori.
Vi aggiornerò man-mano che procedono le lavorazioni (prevedo tempi lunghi in quanto lavoricchio un pochino la sera e se in garage non fa troppo freddo, non è riscaldato!)

[CARLINO]

E' un progetto molto interessante : come viene guidata la pala nella parte cilindrica del mozzo , ossia che distanza hanno i due obliqui? E la lunghezza della pala? La forza maggiore oltre alla centrifuga è la flessione dovuta all'azione della pala ed è importante cercare la distanza maggiore tra i due obliqui per minimizzare le sollecitazioni su quest'ultimi.

[MauroO]

La forza maggiore è comunque quella centrifuga, quella di trazione è relativamante piccola siamo sui 100 DN a pala ed anche il momento introdotto sulla coppia di cuscinetti non è eccessivo ed è facilmente calcolabile.
Per la distanza tra gli obliqui bisogna trovare un compromesso tra il massimo interasse per ridurne le sollecitazioni e il contenere al massimo la dimensioni per limitare i pesi, il blocco di lega di AL che costituirà il mozzo deve avere un diametro contenuto entro i 230 mm per il 3 pale, inoltre vorrei utilizzare pale commerciali in carbonio che hanno in genere un codolo di lunghezza circa 60 mm, per cui l'interasse tra le piste della coppia di cuscinetti è ipotizzabile sarà di circa 50-52 mm, su questa base valutando la massa della pala andrò a determinare il valore della risultante delle forze che agiscono sulla ralla esterna del cuscinetto (che è la più sollecitata) per valutare la sollecitazione nel materiale costituente

[CARLINO]

La distanza a occhio mi sembra piccola , ma bisognerebbe fare due calcoli : forse dovresti prevedere un guscio in due pezzi di alluminio in cui stringere la pala e applicare su questo i due obliqui . svincolandoti dalle misure imposte dalla pala prefabbricata.

[MauroO]

Il guscio in due pezzi è già previsto nel progetto, in realtà con un altro scopo, in tal modo mi svincolo dai costruttori (ognuno fabbrica pale con misure del codolo diverse) è sufficiente sostituire i gusci per poter adattare il mozzo a qualsiasi costruttore; il problema di incrementare  l'interasse tra le piste è che ciò comporta aumentare troppo il diametro del corpo centrale del mozzo con incremento di peso (anche l'alluminio pesa).
Comunque grazie per l'interessamento ma stiamo trasformando il post deviandolo su un argomento sostanzialmente diverso e che vorrei sviscerare in un post dedicato.
Avevo aperto questo post mirato alla costruzione dei cuscinetti come prova di fattibilità; del tipo: non si trova in commercio ciò che mi serve! Perchè non tentare di costruirlo? Con delle semplici macchine di livello hobbistico la cosa è' fattibile con risultati accettabili? Quali sono le difficoltà?
Mi piacerebbe tornare all'origine; di problemi aeronauti ne possiamo parlare a parte, ora sono ancora in fase di ricerca dei materiali e sviluppando i calcoli sulle sollecitazioni, quando sarò a buon punto aprirò una discussione ad hoc

[leomonti]

Se il cuscinetto fosse il mio, sui pezzi lavorati andrei di tempra e poi di rettifica. Quest'ultima, non solo per recuperare deformazioni termiche da tempra, ma anche probabili fuori-tolleranza da lavorazione. Credo che con macchine "da garage", sia impossibile stare nella tolleranza richiesta da un corpo cuscinetto. Poi non so che macchine userai per realizzare i pezzi.

[CARLINO]

Con i cuscinetti obliqui le tolleranze sono meno strette ma sicuramente la tempra e poi la rettifica è la soluzione ideale.

[andrerido]

60mm per ora non l' ho trovato
https://www.123cuscinetti.it/cuscinetti-...SNEALw_wcB

[MauroO]

Per fare il prototipo che vi ho fatto vedere ho utilizzato il mio vecchio BV20 cinese a cui però ho reso a Cnc i movimenti dei carri longitudinale e trasversale, da Pc ho comandato le lavorazioni di taglio delle piste di scorrimento delle sfere.
Anche se ho introdotto delle migliorie resta un tornio hobbistico da garage, posso garantire che quelle modifiche sono alla portata di chiunque, credo di non aver speso più di 100 € per renderlo Cnc, ritengo che tutti se lo possano permettere.
Se adeguatamente messo a punto a livello di controllo dei giochi, utilizzando utensili affilati con passate di ridotta profondità per evitare l'innescarsi di vibrazioni consente di effettuare lavorazioni di discreta precisione; in modalità Cnc ho già fatto dei lavori su serie di pezzi con scostamenti inferiori al centesimo.
Per quel che mi riguarda è una precisione più che sufficiente, a me interessa la ripetitività della forma delle piste di scorrimento sui vari anelli per ottenere cuscinetti simili; la messa in opera poi avviene sempre mediante un registro filettato che consente il montaggio e il precarico; pensate a come sono fatti i cuscinetti dell'albero porta pedivella di una qualsiasi bici, albero e ralle vanno a costituire un sistema di due cuscinetti a contatto obliquo.
Confermo ciò che ha detto Carlino in merito alle tolleranze dei cuscinetti obliqui, sono molto più adattativi di un comune cuscinetto in cui anello esterno e interno devono obbligatoriamente avere le piste rettificate con tolleranze molto ridotte.
Concordo anche sull'opportunità di tempra perchè un C45 non temprato ha caratteristiche meccaniche alquanto mediocri (purtroppo materiali migliori tipo il 100Cr6  specifici per cuscinetti sono praticamente impossibili da recuperare per un hobbista) e in base all'entità delle deformazioni indotte dal trattamento termico procedere ad eventuale successiva rettifica.