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Anno Accademico 2007/08
01FNPDS
Componenti e sistemi oleodinamici
Corso di L. Specialistica in Ingegneria Meccanica - Vercelli
Docente Qualifica Settore Lez Es Lab Tut Anni incarico
Rundo Massimo ORARIO RICEVIMENTO RC ING-IND/08 36 12 8 0 3
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ING-IND/09 5 D - A scelta dello studente A scelta dello studente
Esclusioni:
01FNH; 01FPM
Obiettivi dell'insegnamento
L'oleodinamica comprende la progettazione, la produzione, l'installazione, il funzionamento, la manutenzione e la commercializzazione di componenti e sistemi che sfruttano un fluido (olio, acqua o una loro miscela) per trasferire e controllare una potenza meccanica. Non esiste ambito dell'ingegneria energetica e meccanica ove l'oleodinamica non sia o non possa essere applicata. Tra questi vale la pena citare i settori: aeronautico, alimentare, automobilistico, civile, energetico, ferroviario, industriale, medico, militare, mobile (macchine movimento terra) e navale. Da sempre considerata una cenerentola tra le altre discipline scientifiche, soprattutto in Italia che tuttavia è il quarto esportatore mondiale per componenti e sistemi, l'oleodinamica è guardata oggigiorno con interesse notevole tanto da essere con-siderata da alcuni un settore strategico per il futuro.
Il corso è rivolto agli allievi ingegneri meccanici ed energetici che desiderano acquisire familiarità con componenti e sistemi oleodinamici al fine di poterli correttamente impiegare, dimensionare e confrontare nelle prestazioni.
Competenze attese
Al termine del Corso gli allievi saranno in grado di:
- conoscere i principali componenti oleodinamici, la loro specifica funzione e applicazione;
- interpretare correttamente il funzionamento e le peculiarità di un circuito oleodinamico;
- riconoscere e usare correttamente la simbologica normalizzata di componenti e circuiti oleodinamici
- scegliere e dimensionare un sistema oleodinamico individuando criticamente i componenti che ne faranno parte, a fronte di determinate specifiche tecniche;
- determinare e confrontare dal punto di vista tecnico e del rendimento la convenienza connessa all'utilizzo di un componente o di un intero impianto in relazione agli usi finali;
- conoscere la geometria, le caratteristiche, i pregi e le criticità dei principali componenti oleodinamici;
- svolgere calcoli per il dimensionamento e la progettazione di un componente o di un intero sistema oleodinamico, a fronte di determinate specifiche tecniche.
Prerequisiti
Si richiedono conoscenze relative ai moduli di Disegno, Fisica, Meccanica dei Fluidi, Macchine.
Programma
Il programma prevede lo studio dei gruppi di generazione, controllo e utilizzazione della potenza idraulica e dei loro componenti ausiliari, l'analisi di alcuni impianti fissi e mobili reali e un cenno ai fluidi di lavoro impiegati:
- Gruppi di alimentazione: a portata fissa e variabile, a pressione fissa vera e approssimata, in circuito chiuso e aperto; loro caratteristiche e prestazioni ideali e reali; classificazione delle macchine volumetriche operatrici;
- Gruppi di controllo: distributori a posizionamento discreto e proporzionali, valvole di regolazione della portata e di controllo della pressione; loro caratteristiche di funzionamento ideali e reali;
- Gruppi di utilizzazione: attuatori lineari e rotativi, problematiche di stazionamento e movimentazione di carichi resistenti, trascinanti e inerziali, controllo in velocità di uno o più utenti, tecniche rigenerative, sincronismi; loro caratteristiche e prestazioni ideali e reali; classificazione delle macchine volumetriche motrici lineari e rotative;
- Componenti ausiliari: accumulatori, condotti rigidi e flessibili, raccordi, scambiatori di calore, filtri, strumenti di misura, guarnizioni;
- Fluidi di lavoro: classificazione ISO, proprietà fisiche (densità, viscosità), modulo di comprimibilità, contamina-zione e suo controllo.
Programma: informazioni integrative
L'attività didattica prevede la partecipazione degli studenti a lezioni teoriche, nelle quali si affronta lo studio del principio di funzionamento di singoli componenti e di sistemi oleodinamici completi, ad esercitazioni svolte in aula e a casa (home work), in cui vengono proposti e svolti esercizi numerici di verifica e dimensionamento relativi agli argomenti trattati a lezione e si illustrano applicazioni concrete, e a 4 laboratori, in cui si acquisisce esperienza diretta con componenti e sistemi reali.
Laboratori e/o esercitazioni
Durante il corso si prevede lo svolgimento, da parte degli allievi, di esercizi numerici sugli argomenti trattati da svol-gere in aula sotto la guida del docente o a casa (home work). Le esercitazioni hanno anche lo scopo di illustrare le realizzazioni costruttive di componenti e circuiti oleodinamici reali e di quelli presenti nel Laboratorio di Oleodina-
mica.
Sono previste 4 esperienze di laboratorio svolte a squadre, della durata di 2 ore ciascuna, scelte tra le seguenti:
- Smontaggio e analisi di componenti: presentazione di alcuni componenti (pompe, attuatori rotativi e lineari, val-vole di controllo della direzione, della portata e della pressione) comunemente utilizzati negli impinti reali.
- Valvole oleodinamiche: vengono smontate, analizzate e confrontate diverse valvole di controllo della direzione, della pressione e della portata fornite da diverse ditte costruttrici. Particolare enfasi viene data alla metodologia per ricavare lo schema simbologico equivalente, secondo normativa ISO, del componente.
- Pompe, motori e attuatori lineari: vengono smontate, analizzate e confrontate diverse tipologie di macchine volumetriche operatrici (pompe a ingranaggi, a palette, a stantuffi) e motrici (attuatori rotativi, semirotativi e line-ari) di diverse case costruttrici.
- Centralina didattica: rilievo delle prestazioni di alcuni semplici circuiti oleodinamici (taratura di valvola limita-trice di pressione, azionamento in serie e parallelo di attuatori lineari, logiche di sequenza, controllo della velocità di rotazione di motori a cilindrata fissa mediante strozzatore variabile o valvola regolatrice di portata).
- Centrale di alimentazione: è prevista l'analisi del funzionamento e la visita guidata al gruppo di alimentazione da 100 kW installato al piano interrato del laboratorio.
- Rilievo delle caratteristiche stazionarie e istantanee di una pompa: utilizzando i banchi prova presenti nel labo-ratorio si ricano sperimentalmente alcune curve caratteristiche stazionarie (Q-p, Q-n, C-p, C-n) e istantanee (oscillazioni di pressione) di una macchina volumetrica operatrice (a ingranaggi, a stantuffi, a palette).
- Servovalvole elettroidrauliche: vengono smontate, analizzate e commentate le due tipologie principali (nozzle flapper, jet pipe) di servovalvole presenti sul mercato. In seguito vengono ricavate le caratteristiche stazionarie e dinamiche di una di queste facendo uso di un banco prova per la certificazione a norma ISO.
- Simulazione: facendo ricorso ad un ambiente software specifico (AMESim) vengono affrontate le problematiche di modellizzazione e simulazione di alcuni semplici componenti e sistemi oleodinamici.
Bibliografia
[1] Nervegna, N.; Gilardino, L.; Rundo M.: Dispense del corso
[2] Nervegna, N.: Oleodinamica e pneumatica: Sistemi. Vol. 1, Politeko, Torino
[3] Nervegna, N.: Oleodinamica e pneumatica: Componenti. Vol. 2, Politeko, Torino
[4] Nervegna, N.: Oleodinamica e pneumatica: Esercitazioni. Vol. 3, Politeko, Torino
[5] Sito Web: http://www.polito.it/fluidpower
[6] Esposito, A.: Fluid Power with application
[7] Ivantysyn, J. and M.: Hydrostatische pumpen und motoren
Controlli dell'apprendimento / Modalità d'esame
L'esame prevede lo svolgimento di un tema scritto sugli argomenti del corso e/o su quesiti basati sulla tecnica della risposta multipla. Il tema sarà articolato in una decina di esercizi, di difficoltà progressivamente crescente, mirati a valutare la capacità dello studente nell'interpretare e/o costruire lo schema a norma ISO di un impianto oleodinamico, scegliere e dimensionare i componenti in esso presenti, interpretare il loro funzionamento e quello del circuito nel quale sono inseriti.
Per coloro che non superano positivamente lo scritto è previsto, a discrezione del docente, un esame orale integrativo sull'intero programma del corso (lezioni, esercitazioni e laboratori).
Orario delle lezioni
Statistiche superamento esami

Programma definitivo per l'A.A.2007/08
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