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La facilità con cui un materiale può essere saldato è una caratteristica estremamente importante ai fini della sua scelta soprattutto nei casi, come questo, in cui si ha a che fare con pezzi molto complessi e costosi. Le specifiche di taglio richieste e, soprattutto, il tipo di azionamento consentono una certa libertà nel posiziona mento reciproco delle tre barre falcianti; tale posizionamento non deve infatti essere preciso al millimetro ma può variare, seppur in misura contenuta. Ciò rende possibile procedere ad una saldatura “di fortuna” che, seppure non abbastanza accurata da ris tabilire la geometria esatta del telaio, sia tuttavia tale da ripristinarne le caratteristiche strutturali e la resistenza alle sollecitazioni. Alla luce di queste considerazioni appare evidente come sia preferibile, se possibile, progettare un telaio in acciaio. Risulta tuttavia consigliabile procedere parallelamente ad un confronto tra le strutture progettate in acciaio e la loro alternativa in alluminio tenendo conto delle differenze di deformazione e delle eventuali correzioni da apportare per ottenere prestazioni in termini di deformazioni simili a quelle dell’acciaio. 8.2 Forze e sollecitazioni Come primo passo nella progettazione del telaio è necessario calcolare le forze, trasmesse dalle barre falcianti, cui sono sottoposte le sue varie parti. Le forze trasmesse dalle barre falcianti al telaio sono essenzialmente dovute all’impuntamento della macchina in ostacoli che non riescono ad essere tagliati o rimossi dal sistema. Tipicamente il problema potrebbe essere dovuto alla collisione contro un roccia, per quanto riguarda la barra orizzontale, o contro un ostacolo posto in alto per quanto riguarda le barre verticali. La forza applicata dalle barre è quindi uguale alla spinta che il motocoltivatore è in grado di esercitare. Tale spinta è stata valutata essere pari a circa 2000 N. A queste sollecitazioni vanno aggiunte quelle sui perni derivanti dai colpi d’ariete trasmessi dagli urti ai cilindri; tali sollecitazioni sono state ricavate dalla (7.26) a pag. 85 e sono pari a 4100 N. Per quanto riguarda invece i vincoli si ipotizzerà nel seguito un vincolo ideale sulla superficie del telaio connessa alla presa di forza. La scelta di considerare il vincolo ammissibile nasce dalla considerazione che tali calcoli sono già stati in precedenza effettuati da chi ha progettato il motocoltivatore e i suoi attrezzi. E’ stato pertanto scelto di conservare anche la misura dei bulloni che vincolano il sistema al telaio Tale scelta sarebbe comunque stata obbligata dalla necessità di consentire il montaggio ma risulta in questo caso di particolare utilità perché consente di trascurare nella progettazione i calcoli inerenti ai bulloni di fissaggio. Tali considerazioni valgono parimenti per tutte le parti delle barre falcianti che non vengono sottoposte pertanto ad ulteriori analisi strutturali. 91
8.3 Soluzioni scartate e relative analisi Nella progettazione del telaio della macchina sono state esaminate varie soluzioni prima di pervenire al disegno finale. A titolo di esempio sul tipo di lavoro condotto si riporta brevemente di seguito l’evoluzione di una delle strutture analizzate. Si è creato un disegno di partenza, modellato poi con il modellatore solido: Si è quindi calcolato il momento che l’impuntamento esercita sulle barre verticali, quelle più critiche, e, quindi, sulla struttura. Tenendo presente che le barre verticali verranno imbullonate ai due fori in figura si è proceduto al calcolo delle sollecitazioni sui fori schematizzando la barra come in figura: Si è proceduto quindi al calcolo delle reazioni vincolari VA e VB. Per l’equilibrio dei momenti rispetto al foro A: da cui: A B 975 mm 60 mm F⋅ 975= V ⋅ 60 (8.3) 975 975 VB= F⋅ = 2000⋅ = 32500 [N] 60 60 B VA B A F VB (8.4) 92
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