Coppia di forze - Coppia motrice

[michelelimoso]

Salve a tutti,
qualcuno di voi mi saprebbe dire quanta coppia sviluppa uno di quei motorini idraulici che azionano la ruota di un trinciatutto?
grazie

[michelelimoso]

motorino idraulico

OK,
mettiamola così:conoscendo i dati caratteristici(portate,n.di giri,ecc.ecc.)come si può calcolare (anche approssimativamente) la coppia di un motorino idraulico?
Ci sarà pure un ingegnere meccanico tra di noi?

[ferrirotor]

Se non scrivi i dati tecnici nessuno riesce a farti i calcoli.
Dacci le caratteristiche dell'impianto.

[sergiom]

La coppia è uguale alla potenza diviso la velocità misurata in radianti al secondo, ovviamente se la potenza è espressa in Kw la coppia sara in KNm.

[Filippo B]

Le formule per la conversione di coppia in potenza e viceversa sono:

Potenza KW= coppia Nm X giri/min la risultante di questa moltiplicazione va divisa per un coefficiente fisso 9554

Il coefficiente fisso che cito puo' essere sostituito dai radianti nominati da Sergiom. Personalmente mi trovo meglio ad aver memorizzato il coefficiente.
Va da se che per trovare la Coppia partendo dai giri e dalla potenza basta fare la formula inversa.

P.S. io di idraulica non so nulla, queste sono semplici formule di meccanica generale.

[mefito]

Che sia meccanica od idraulica,sempre energia è....

[renotcha]

La coppia è "C = V x P / 628", dove
- C è la coppia in daNm (decaNewton per metro, circa kilogrammi per metro)
- V è la cilindrata in centimetri cubici dell'unità
- P è la pressione in bar
Se parliamo di pompe, è la coppia teorica assorbita all'albero
Se parliamo di motori, è la coppia teorica resa all'albero.
Poi, come giustamente dice Mefito, bisogna mettere dentro il rendimento meccanico-idraulico, che varia con la pressione, la velocità, il tipo di olio/temperatura ed il tipo costruttivo di unità. Si va dal 75 al 95%, con le unità a pistoni che hanno un rendimento decisamente migliore di quelle ad ingranaggi od orbitali. Supponiamo di avere una unità a pistoni con rendimento, in certe condizioni, del 92%.
Se è pompa, la coppia assorbita sarà la teorica / 0,92.
Se è motore, la coppia erogata sarà la teorica x 0,92
Così te la calcoli anche se non sai la potenza.

[Kikko 91]

x renoctha premetto che io di pompe nè so poco ma sul mio manuale Hoepli ho trovato questa formula per calcolare le perdite:
perdite tot= perdite per fughe+ perdite per attrito

Mai paura

[Filippo B]

x renoctha premetto che io di pompe nè so poco ma sul mio manuale Hoepli ho trovato questa formula per calcolare le perdite:
perdite tot= perdite per fughe+ perdite per attrito

Mai paura

Ehh vabbe'..... ma detta cosi non vuol dire nulla!

E' come dire che in un trattore l'assorbimento di potenza un po' è per l'attrezzo, un po' è per le perdite nella catena cinematica, un po' è per il vento contrario. Ma se tali affermazioni non vengono farcite da dati percentuali o altro vogliono dire poco e non si possono percio' definire formule!

[ferrirotor]

Calcolare i rendimenti non e' cosa semplice ed il piu' delle volte vale molto di piu' l'esperienza che tutti i calcoli matematici messi assieme.
Io solitamente preferisco partire subito con una perdita del 30% (e qui gli amanti dell'idraulica non saranno assolutamente daccordo) ma gli errori del passato insegnano e fanno anche male al portafoglio.

[michelelimoso]

In effetti avevo scritto approssimativamente.


P.S.
se vinco al superenalotto mi iscrivo a ingegneria meccanica

[max stralis]

coppia erogata Cer
c=cilindrata CENTIMETRI CUBICI
Ap=differenza tra pressione di entrata e quella di uscita IN BAR
W= RENDIMENTO MECCANICO
20TT= 20 *PIGRECO

Cer= c x Ap x W / 20TT UTILE SULL ALBERO Nm


potenza ut erogata in kw = Mt x n /9549

Mt = Cer 2xMt =Cer

cosi' puo' andare !!!

[mefito]

La coppia è "C = V x P / 628", dove
- C è la coppia in daNm (decaNewton per metro, circa kilogrammi per metro)
- V è la cilindrata in centimetri cubici dell'unità
- P è la pressione in bar
.

Quindi nei motori idraulici e nelle pompe la coppia non varia in relazione ai giri,sarà perchè non ho mai "indagato" sulla coppia in queste applicazioni,ma "ignorantemente" sbagliavo.

[mefito]

coppia erogata Cer
c=cilindrata CENTIMETRI CUBICI
Ap=differenza tra pressione di entrata e quella di uscita IN BAR
W= RENDIMENTO MECCANICO
20TT= 20 *PIGRECO

Cer= c x Ap x W / 20TT UTILE SULL ALBERO Nm


potenza ut erogata in kw = Mt x n /9549

Mt = Cer 2xMt =Cer

cosi' puo' andare !!!

Bhe max,se questo è semplificare,preferisco alla lunga le complicazioni.....

[renotcha]

x renoctha premetto che io di pompe nè so poco ma sul mio manuale Hoepli ho trovato questa formula per calcolare le perdite:
perdite tot= perdite per fughe+ perdite per attrito

Mai paura

perdite per fughe = rendimento volumetrico
perdite per attrito = rendimento meccanico
rendimento totale = rend vol x rend mecc (non somma, prodotto!)

Calcolare i rendimenti non e' cosa semplice ed il piu' delle volte vale molto di piu' l'esperienza che tutti i calcoli matematici messi assieme.
Io solitamente preferisco partire subito con una perdita del 30% (e qui gli amanti dell'idraulica non saranno assolutamente daccordo) ma gli errori del passato insegnano e fanno anche male al portafoglio.

sono d'accordo (forse non amo l'idraulica),Se vedi sopra, basta moltiplicare un 0,8 di rend mecc per un 0,9 di rend vol per ottenere un rendimento totale di 0,72 (0,9x0,8), paticamente il tuo 30% di perdite

coppia erogata Cer
c=cilindrata CENTIMETRI CUBICI
Ap=differenza tra pressione di entrata e quella di uscita IN BAR
W= RENDIMENTO MECCANICO
20TT= 20 *PIGRECO

Cer= c x Ap x W / 20TT UTILE SULL ALBERO Nm


potenza ut erogata in kw = Mt x n /9549

Mt = Cer 2xMt =Cer

cosi' puo' andare !!!

già detto sopra, se leggi bene le formule. Cosa significa Mt = Cer 2xMt = Cer?

Quindi nei motori idraulici e nelle pompe la coppia non varia in relazione ai giri,sarà perchè non ho mai "indagato" sulla coppia in queste applicazioni,ma "ignorantemente" sbagliavo.

Esatto, hai colto al volo la sostanza!
Ricordati:
- pressione vuol dire forza o coppia
- portata vuol dire velocità lineare o di rotazione
La potenza è sempre funzione del prodotto (la combinazione contemporanea) di due termini: pressione x portata, forza x velocità lineare, coppia x velocità di rotazione. In elettrotecnica la potenza è, guarda caso, tensione x corrente. Ciao

[ferrirotor]

Si fa fatica a capire cosa e' la coppia, comunque la sua definizione e' Kgm. cioe' Kilogrammi x metro

Per dirla breve come predicava Galilei

Datemi un punto di appoggio e vi sollevero' il mondo.

Piu' e' lunga la leva (che possono essere i giri dati dalla portata d'olio) meno forza (pressione ) serve
Esistono poi due scuole (correggetemi se sbaglio)
Quella nordamericana che predilige poca pressione ma grandi quantita' d'olio
Oppure quella tedesca , tanta pressione e poche quantita' d'olio.

I risultati non sono poi tanto diversi ed alla fine spesso sulla scelta prevale il computo economico.

[sergiom]

La coppia è per dirla in parole povere la capacità di compiere sforzi rotatori.

[mefito]

Si fa fatica a capire cosa e' la coppia,.

Figurati adesso coi DICO....

comunque la sua definizione e' Kgm. cioe' Kilogrammi x metro.

Quindi io dovrei essere sullo 0,6....

Piu' e' lunga la leva (che possono essere i giri dati dalla portata d'olio) meno forza (pressione ) serve
Esistono poi due scuole (correggetemi se sbaglio)
Quella nordamericana che predilige poca pressione ma grandi quantita' d'olio
Oppure quella tedesca , tanta pressione e poche quantita' d'olio..

Scusami,ma gli esempi riportati mi risulterebbero espressioni di potenza, o no?

I risultati non sono poi tanto diversi ed alla fine spesso sulla scelta prevale il computo economico.

Si,ma forse con portate maggiori anche effetti sulla quantità di calore prodotto da smaltire.

[Paoljno]

Per dirla breve come predicava Galilei

Datemi un punto di appoggio e vi sollevero' il mondo.

Mah veramente era Archimede

[renotcha]

Piu' e' lunga la leva (che possono essere i giri dati dalla portata d'olio) meno forza (pressione ) serve
Esistono poi due scuole (correggetemi se sbaglio)
Quella nordamericana che predilige poca pressione ma grandi quantita' d'olio
Oppure quella tedesca , tanta pressione e poche quantita' d'olio.

I risultati non sono poi tanto diversi ed alla fine spesso sulla scelta prevale il computo economico.

La leva rende l'idea, ma non è esattamente "la coppia", quanto il "momento" di una forza rispetto al fulcro. La coppia è strettamente legata alla rotazione di un albero, tipo quella che applichiamo, tramite il volante, al piantone di sterzo. La coppia genera momento torcente, cioè tende a deformare l'albero attorno al proprio asse . Una forza su una leva genera momento flettente , cioè tende a piegare l'albero (la leva) lungo la sua lunghezza.
Vero delle due scuole, anche se gli americani si sono ormai convertiti all'alta pressione. Loro avevano vinto la guerra ed avevano acciaio a volontà, quindi basse pressioni (poca tecnologia) e grandi portate per grandi cilindri e motori. I tedeschi la guerra l'avevano persa e, per evitare che ricostruissero cannoni, avevano poco acciaio disponibile. Da cui alte pressioni (molta tecnologia) e basse portate per piccoli cilindri e motori. Che fortuna aver perso la guerra!

[ferrirotor]

E vabbe paoljno, ho solo sbagliato di qualche anno.

Renotcha perche' mi dici che e' strettamente legata alla rotazione?
Oppure intendi solo in questo caso ove parliamo di motori idraulici.

[renotcha]

Non c'è coppia senza rotazione (o tentativo di...) e non c'è rotazione senza coppia. Vale per motori idraulici, per albero diesel, per chiave che stringe dado, per semiasse su ruota, per il frullino che monta la maionese, per il piatto del giradischi, ecc... Ciao

[renotcha]

distanza per metro

Forse forza per distanza...
Guarda qui per maggiore chiarezza http://it.wikipedia.org/wiki/Momento_torcente
Coppia è quando usi il cavatappi per aprire una bottiglia di Lambrusco: applichi la coppia con una mano, con l'altra tieni ferma la bottiglia, altrimenti RUOTA.
Leva è quando usi lo schiaccianoci: con una mano fai forza, la noce fa resistenza prima di schiacciarsi e si COMPRIME, ma non ruota; secondo te, il pernino in testa allo schiaccianoci è sollecitato a coppia?

[sergiom]

Forse siamo un pochino OT, ma comunque....., per originare una coppia le due forze devono essere applicate allo stesso corpo, il pernino considerato con attrito nullo non riceve nessuna coppia, lo schiaccianoci nel suo intero sostanzialmente non ruota e quindi non è soggetto a coppia anche se ci sono delle forze, ma siccome agiscono allineate la distanza fra di loro è zero e quindi la coppia (forza X zero= zero) sarà zero, le singole branche dello schiaccianoci invece ruotano e quindi sono soggette a una coppia che in questo caso sarà la risultante (posto un asse di rotazione che corrisponde al punto a cui è collegato il pernino ma NON al pernino) delle coppie generate dalle seguenti forze (ovviamente moltiplicate x la distanza) forza della mano, forza resistente della noce, reazione del pernino (sempre come forza giacchè abbiamo detto che l'attrito lo consideriamo nullo e quindi il pernino non può generare rotazione ma solo forza), come si vede sulla singola branca non vi è applicata una sola forza ma adirittura tre e tutte ad una certa distanza fra di loro, quindi generano coppie la risultante sarà una somma vettoriale, ma quà mi fermo altrimenti sarebbe giusto un linciaggio.
Buona Pasqua a tutti.

PS: ribadisco che il concetto per me è molto semplice coppia=capacità di compiere sforzi rotatori.
NB: la coppia si genera anche nelle leve;
esempio pratico= chiave per svitare un bullone : tale attrezzo è capace di compiere (insieme ai muscoli della mano) uno sforzo rotatorio che svita o avvita i bulloni, svitando un bullone bloccato (per apprezzare le forze in gioco) non esiste solo la forza della mano che agisce sulla chiave ma anche la reazione del vincolo(bullone) che si oppone con una altra forza e quindi si genera una coppia, in alcune chiavi (cosiddette a T) questa reazione viene esercitata dall'altra mano, anche in questo caso si genera una coppia.

[ferrirotor]

Se proprio vogliamo incasinarci, qualcuno mi spiega perche' , spostandoci un attimo sui motori termici, il momento di coppia massima non e' mai al massimo della potenza?

[renotcha]

Lo dicevo io che si fa fatica a comprendere cosa e' la ''coppia''.

Ma no, dai: coppia è tutto ciò che tende a "torcere" la sezione di un corpo attorno al proprio asse, come ben dice Sergiom di seguito

Forse siamo un pochino OT

il concetto per me è molto semplice coppia=capacità di compiere sforzi rotatori.

NB: la coppia si genera anche nelle leve;
esempio pratico= chiave per svitare un bullone

Giusto, moooolto OT. Però, visto il vespaio sollevato, proviamo a continuare finchè non ci danno un benevolo stop.

Per quanto riguarda la chiave svitabulloni, verissimo ciò che dici, ma forse non è ben evidente la sostanza da te citata: è il VINCOLO soggetto a coppia, non L'AZIONE. Cioè, la chiave è comunque soggetta a momento flettente (il suo asse tende a incurvarsi), NON C'E' COPPIA SULLA CHIAVE. E' la natura del vincolo (un bullone bloccato) che genera, SUL VINCOLO STESSO E SOLO SU DI ESSO, una reazione sotto forma di coppia, perchè il bullone per muoversi ha bisogno di ruotare, quindi si torce, lui e solo lui, attorno al proprio asse.
Bella l'osservazione sugli attriti: sennò, perchè mai si dovrebbe ingrassare i perni?

spostandoci un attimo sui motori termici, il momento di coppia massima non e' mai al massimo della potenza?

La palla a Engineman. Direi, in soldoni, a causa degli attriti, perdite, inerzie, rendimenti ed efficienze variabili con i giri.

[sergiom]

Ferritor non provocare....., parliamo di motori idraulici o di fisica? ma comunque siccome i motori idraulici funzionano sulla base di leggi fisiche la spiegazione era già stata detta sopra, la potenza è uguale alla coppia moltiplicato la velocità di rotazione, quindi si verifica che se anche la coppia diminuisce un pochino (dipende dai motori) ma la velocità aumenta di molto la potenza in definitiva la potenza aumenta.
Es:
1) coppia 10, velocità 110, potenza 1100
2) coppia 9, velocita 150, potenza 1350

come si vede la diminuzione di coppia è stata abbondantemente compensata dall'aumento di velocità, se questo non succede all'aumentare della velocità diminuisce anche la potenza, questo succede vicino al regime massimo di un motore con la logica conseguenza che ha regime massimo si fa solo (o quasi)rumore e fumo.

X Mefito , rileggendo il post mi rendo conto che la spiegazione è quasi inaccessibile, avrei voluto aggiungere dei disegni di accompagnamento ma per oggi e credo per i prossimi due giorni non avrò tempo di farli, vediamo la prossima settimana, sperando nel frattempo in più chiare spiegazioni da parte di altri utenti.
Perdonatemi la presunzione:
nello svitare un bullone ci sono due coppie, una coppia motrice esercitata dalla chiave dove le due forze sono la forza della mano e la reazione del vincolo, ed una coppia resistente data dal bullone (che spesso accanitamente) si ostina a non farsi svitare, se la coppia motrice è inferiore alla coppia resistente il bullone ovviamente non si svita, se la coppia motrice eguaglia e supera la coppia resistente il bullone si svita, quindi il vincolo bullone reagisce in due maniere con una forza e con una coppia, anche la chiave è sogetta ad una coppia infatti gira attorno ad un asse ideale che passa per il centro del foro della filettatura ovvio che un corpo sottoposto a degli sforzi dende a deformarsi in questo caso a flettersi.
Rinnovo gli auguri e chiedo umilmente scusa se ho incasinato ancora di più la spegazione.

[renotcha]

Sergiom, siamo sostanzialmente daccordo, salvo una piccola sfumatura sulla differenza fra "momento di una forza" (nota il singolare) e "coppia di forze" (nota il plurale). Non vorrei tediare oltremodo gli amici del forum con speculazioni inutili (sxxxe mentali), ma abbiamo fatto 30, facciamo 31.

1) Definizione di momento di una forza M rispetto ad un punto: prodotto fra l'intensità della forza F e la distanza d fra il punto e la retta d'azione della forza stessa (la chiave). M = F x d
2) Definizione di coppia di forze: è costituita da due forze F, complanari ed aventi uguali intensità e direzione ma verso opposto, le cui rette d'azione distano d (il bullone). Il momento di una coppia di forze vale C = F x d

Sembra uguale? Guarda l'mmagine seguente

Momento sulla chiave M = F x L
Coppia sul bullone C = A x d = B x d (A = B), la stessa che agisce sul gambo della vite, indipendentemente dal suo diametro.
Da cui, per l'equilibrio dei momenti, M = C, quindi F = C / L come pure A = B = (F x L) / d.
Chiaro che nel linguaggio comune si usa dire "coppia motrice della forza F", ma questo aiuta a "non capire bene" cos'è effettivamente la coppia.

Se la chiave fosse sottoposta a coppia, dovrebbe girare attorno al suo punto mediano, cosa impossibile perchè lì non c'è vincolo. Se dai ad un giovane ingegnere da calcolare chiave e bullone, ti fa la chiave a momento flettente ed il bullone a momento torcente (i coefficienti di sicurezza e le tensioni ammissibili sono ben diversi).

Ultima cosa. Staticamente, M non può essere superiore a C, per il ben noto principio newtoniano di "azione e reazione", per cui ad ogni azione deve corrispondere una reazione UGUALE e contraria. Per sollevare un peso di 10 kg, sia io (flaccido pantamone) che il campione mondiale di sollevamento pesi applichiamo entrambi la medesima forza di 10 kg, nulla di più e nulla di meno. Dinamicamente, la quota di M superiore a C si spende in fenomeni inerziali, vedi accelerazione (il campione tira i 10 kg molto più lontano di me).

Prometto solennemente che mi fermo qui. Ciao

Thanks to ImageShack for Free Image Hosting

[Babydriver]

l'esempio di sergiom sul bullone è molto chiaro...se cerchiamo di svitare un bullone arrugginito gli applichiamo una coppia (forza dei nostri muscoli per braccio della chiave) che si chiama MOTRICE, il bullone ci restutuisce il piacere applicando sulla chiave una coppia RESISTENTE (avente per braccio il raggio del bullone, e per forza la forza di attrito che la ruggine genera sul filetto---in questo caso---)

ovviamente se la coppia motrice è maggiore di quella resistente il bullone si svita , altrimenti accendete il cannello e tagliate tutto

consideriamo di prendere una barra filettata e saldarle ad un estremità un bullone, e vincolare l'altro estremo ad esempio in una morsa.....se cerchiamo di svitare il bullone (quindi applicargli una coppia), l'asta tende a torcersi, l'angolo del quale ruota il bullone, quindi la sezione finale della barra(angolo molto piccolo difficilmente apprezzabile ad occhio nudo) è proporzionale alla forza applicata (piu si fa forza, piu si gira..)


spero di essere stato chiaro...se no chiedete



per i motori a combustione interna la cosa è piu complicata...vi fornisco un altra formula, di sicuro gia detta...

Potenza= Coppia x Velocità

[renotcha]

ovviamente se la coppia motrice è maggiore di quella resistente il bullone si svita

Aiutooooo, non ce la faccio a mantenere la promessa, è più forte di me!!!!!!!!

Il bullone si svita se la coppia motrice è UGUALE alla coppia resistente.
NEWTON AIUTAMI TU!