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Macchine composte : esercizi risolti


Esercizio 1

Nella figura è schematizzato un sistema di due leve usate per moltiplicare lo sforzo prodotto dal pistone di un cilindro idraulico. Nel pistone P agisce l'olio con pressione 5 bar mentre due leve sono fulcrate in O ed O'; il rapporto fra i loro bracci è 1/3.
        
    

Calcola la forza teorica ed effettiva esercitata dal piatto superiore, ipotizzando un rendimento per ciascuna leva del 97%. Determina lo spostamento che deve fare il pistone per far alzare il piatto di 10mm sapendo che il diametro del pistone è 40 mm. Calcola infine le sollecitazioni sui fulcri O ed O'.  
    
[R=5655 N | Re=5320 N | ha=90 mm |  Oy=125,6 N | O'y=3770 N]

Esercizio 2

Con un paranco semplice si deve sollevare una massa di 150kg alla velocità di 0,2 m/s.
Calcola a che velocità si deve spostare il punto di applicazione della forza motrice e la potenza effettiva occorrente per la manovra considerando un rendimento del 95%.
        
[ V=0,4 m/s | Pe=310 W ]

Esercizio 3

Con un paranco semplice si tiene sollevato in posizione orizzontale secondo lo schema illustrato un parallelepipedo di acciaio con massa volumica ρ=8kg/dm3 di lunghezza 1,2 m con sezione quadrata di lato 20 cm.     
          
             
Calcola la forza equilibrante F .  
   
[ F=941 N  ]

Esercizio 4

Calcola lo sforzo effettivo per azionare un paranco multiplo che ha 3 carrucole mobili e 3 carrucole fisse al quale è agganciato un carico di massa m=144 kg considerando un rendimento complessivo dell'80%.
                 
[ Fe=294 N ]

Esercizio 5

La forza effettiva di manovra in un verricello differenziale non deve superare i 240N per sollevare una massa di 720kg. Se il diametro del tamburo maggiore è di 24cm e quello del tamburo minore è di 20cm quale braccio deve avere la manovella di manovra se il rendimento è del 75% ?             
         
[ b=39 cm ]

Esercizio 6

Calcola i diametri da assegnare ad un verricello differenziale, per equilibrare una massa di 600 kg con una forza di 150 N applicata alla manovella di braccio 30cm, prevedendo che il diametro maggiore d2=1,5d1.
    
[ d1=6 cm | d2=9 cm ]

Esercizio 7

Col sistema cuneo-vite disegnato si vuole ottenere una pressione R=200 daN. Se il passo della vite è p=2mm, il raggio della manopola r=20mm mentre l'angolo θ=30°.
Calcola la forza effettiva da esercitare per la manovra, considerando un rendimento massimo del 18%. Calcola lo spostamento verso l'alto del puntale di bloccaggio dopo 5 giri di vite.    
   
             
[ Fe=102 N | Δh=0,57 mm ]

Esercizio 8

Nella leva articolata disegnata, i fulcri A e B sono mobili, mentre i fucri C e D sono fissi. Si ruota l'impugnatura della leva in senso antiorario con una forza F che instaura una pressione di chiusura R che si completa quando il fulcro mobile A si è portato in A'. Determina la pressione effettiva di chiusura Re supponendo un rendimento del 97% del meccanismo con i seguenti dati: 
F=15daN
a=250mm
b=150mm
d=210mm
θ=74°
γ=4°         
              
[ Re=1591 N ]

Esercizio 9

Mediante un paranco che porta all'estremità un carico F=30N si sostiene una trave di lunghezza l=100 cm incernierata all'altro estremo. Trascurando il peso della trave e l'attrito delle carrucole calcolare la posizione in cui si deve mettere un carico Q=240 N per fare in modo che la trave rimanga in equilibrio in posizione orizzontale. .
    
     
             
[ d=25 cm ]

Esercizio 10

Si dispone di un paranco differenziale dove la forza agente, periferica al diametro maggiore vale F=40N il raggio minore r1=20cm il raggio maggiore r2=30cm quale è la massa teorica m che si può sollevare?.
   
[ m=24,5 kg  ]

Esercizio 11

Nel disegno è rappresentato un freno pneumatico a depressione. Calcola la pressione Pn sul blocco del freno, se la depressione nel cilindro di diametro d=100mm di comando è di 6N/cmq. Se il rendimento complessivo è del 95% quale sarà la forza tangenziale FT di frenatura con coefficiente di attrito 0,5.
a=360 mm
b=90 mm
c=480 mm
d=120 mm    
    
    
           
[ FTe=3581 N  ]

Esercizio 12

Per leva articolata riportata si hanno i seguenti dati :
a=100mm
b=30mm
c=5mm
d=80mm
e=50mm
con un diametro del pistone D=60mm.    
    
    
Supponendo che il pistone agisca con una pressione di 6atm, calcola la forza R risultante.    
       
[ R=27.160 N  ]