Modellizzazione numerica e caratterizzazione sperimentale di macchine e componenti oleodinamici
Creators: name: Zardin, Barbara <1978>
Publisher: name: Alma Mater Studiorum - Università di Bologna
Year: 2008
Subjects: ING-IND/08 Macchine a fluido

description: Nella prima parte di questa tesi di dottorato sono presentate le attività svolte, di carattere
numerico, ai fini della modellizzazione di macchine volumetriche ad ingranaggi esterni. In
particolare viene dapprima presentato un modello a parametri concentrati utilizzato per
l’analisi dei fenomeni che coinvolgono l’area di ingranamento della macchina; un codice di
calcolo associato al modello è stato sviluppato ed utilizzato per la determinazione
dell’influenza delle condizioni di funzionamento e delle caratteristiche geometriche della
macchina sulle sovra-pressioni e sull’eventuale instaurarsi della cavitazione nei volumi tra i
denti che si trovano nell’area di ingranamento. In seguito vengono presentati i risultati
ottenuti dall’analisi del bilanciamento assiale di diverse unità commerciali, evidenziando
l’influenza delle caratteristiche geometriche delle fiancate di bilanciamento; a questo
proposito, viene presentato anche un semplice modello a parametri concentrati per valutare il
rendimento volumetrico della macchina ad ingranaggi esterni, con l’intenzione di usare tale
parametro quale indice qualitativo della bontà del bilanciamento assiale.
Infine, viene presentato un modello completo della macchina ad ingranaggi esterni, realizzato
in un software commerciale a parametri concentrati, che permette di analizzare nel dettaglio il
funzionamento della macchina e di studiare anche l’interazione della stessa con il circuito
idraulico in cui è inserita.
Nella seconda parte della tesi si presentano le attività legate alla messa in funzione di due
banchi prova idraulici per la caratterizzazione sperimentale di macchine volumetriche e
componenti di regolazione, con particolare attenzione dedicata alla messa a punto del sistema
di acquisizione e gestione dei dati sperimentali; si presentano infine i risultati di alcune prove
eseguite su componenti di regolazione e macchine volumetriche.
description: In the first part of this thesis, the numerical modeling of external gear pumps and motors is
described. Firstly a lumped parameter model of the meshing area is proposed and used to
determine the pressure transient within the inter-teeth volumes; the influence of the machine
operating parameters and of the geometrical parameters characterizing the gears and bearing
blocks internal surfaces is then analyzed with reference to the pressure peaks and to cavitation
arising within the meshing area. Successively, the bearing blocks axial balance is studied, by
means of a numerical procedure, for different commercial units; the axial balance behavior of
the machines is characterized with reference to the bearing blocks geometry and to the
operating parameters. A lumped parameter model is then proposed to evaluate the volumetric
efficiency, which is used as a parameter to determine the quality of the machine axial balance.
Finally, the data collected by the previous analysis presented, have been used to create a
model to study the dynamic behavior of an external gear machine, realized on a commercial
lumped parameters software; the model allows also to determine the interaction between the
gear machine and the hydraulic circuit supplied.
In the second part of the thesis, the starting up of two test benches for hydraulic machines and
valves characterization is described, with particular attention devoted to the experimental data
acquisition hardware and software used. Then, some results obtained by the characterization
of hydraulic machines and valves are presented and commented.