Riassunto analitico
La tesi tratta dell’analisi e della modellazione del meato di lubrificazione idrostatica in servocilindri oleodinamici per applicazioni speciali. Il lavoro è stato svolto in collaborazione con SmartFluidPower, spin-off dell’Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia, per l’azienda modenese CABOL S.R.L., produttrice, appunto, di servocilindri a sostentazione idrostatica per applicazioni nel settore automotive e nel settore aerospaziale e per applicazioni sismiche. La caratteristica principale di questi servocilindri è la presenza di particolari testate che fungono da cuscinetti idrostatici. La carenza di informazioni nella letteratura tecnica, specialmente per quanto concerne l’aspetto della progettazione, costringe l’azienda a realizzare i propri prodotti basandosi molto sull’esperienza passata. L’obiettivo dell’attività è stato quello di ideare uno strumento per il dimensionamento delle suddette testate, ideale per la scelta e per la modifica dei parametri progettuali. Lo studio teorico dei cuscinetti idrostatici, a partire dalla teoria della lubrificazione elementare e considerando alcune ipotesi semplificative, ha portato all’elaborazione di un codice di calcolo numerico nel linguaggio Modelica. Il codice risolve in maniera iterativa l’equazione di Reynolds dopo averla discretizzata, mediante metodo alle differenze finite, su una griglia bidimensionale di nodi predefinita. La risoluzione del sistema algebrico consente di determinare la distribuzione di pressione all’interno del meato e, di conseguenza, informazioni essenziali quali la forza di sostentamento del carico esterno, la portata di olio in ingresso nella testata e la portata di drenaggio. I dati, relativi ad alcune configurazioni esistenti e forniti dall’azienda, hanno permesso di validare il modello matematico migliorando ulteriormente il codice di calcolo. Infine, sfruttando lo strumento appena realizzato, sono state suggerite alcune modifiche costruttive e sono state individuate alcune configurazioni, con tutti i parametri di progettazione ottimizzati, in grado di soddisfare un target di forza di sostentamento.
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