Meccanica
Modello di verricello con vite perpetua
SCHEDA TECNICA
INVENTARISTATO
Modello di una vite perpetua con tornio in ottone
Modello di verricello con vite perpetua in ottone
Modello di verricello con vite perpetua in ottone
1818Nº //
1838506
P.A.Nº //
187023
1925a22
Completo M
Integro
Funzionante D
Dimensioni
MATERIALI: ottone, piombo, legno, spago
BIBLIOGRAFIA & PRESTITI
DATABASE
Datazione: 1838 - 1839
Nel Museo A. M. Traversi - Vetrina C
Descrizione          Funzionamento: spiegazione - verifica          Testi&Curiosità


Immagine, Malfi, © D 2008
Fonti
Murani O. (1906) Vol. 1, pag. 122, fig. 94
Venturoli G. (1817/18) Vol. 1, pag. 522, fig. 94
 

Questo è senza dubbio un altro dei tanti strumenti che costituiscono il corredo del Vecchio Gabinetto di Fisica del Liceo di notevole carica dimostrativa. I materiali impiegati, ottone e legno, sono gli stessi del Sistema di pulegge in ottone con pesi, degli Ingranaggi in ottone e del Sistemi di leve in ottone.

Lo strumento ha il compito di illustrare le enormi potenzialità meccaniche dei rotismi che spesso offrono soluzioni semplici ma efficaci ad esempio per poter alzare grandi masse impiegando piccole forze attraverso l'inserimento di particolari organi meccanici di trasmissione del moto continuo rotatorio. Per agevolarne la descrizione, si adotteranno delle semplici ma indispensabili definizioni ed equazioni tipiche della meccanica dei rotismi. L'argomento è approfondito nel supporto teorico sui rotismi.

Il rotismo presente in questo strumento è un ingranaggio ruota dentata vite senza fine non reversibile, ingranaggio utilizzato per far passare il moto rotatorio tra due alberi non concorrenti e ortogonali fra loro con elevato effetto di demopltiplica con dimensioni contenute. La non reversibilità dell'ingranaggio fa sì che il sistema non sia messo in moto dalla forza peso della grande massa sospesa al verricello, caratteristica spesso sfruttasta con un preciso scopo di sicurezza.

L'ingranaggio in questione è un rotismo riduttore assai compatto. Quanto detto si può giustificare osservando che la vite ad ogni giro permette un avanzamento pari al suo passo p, generalmente piccolo, pertanto, se la ruota dentata che ingrana con essa ha un raggio elevato, la rotazione che ne segue non può che essere per quest'ultima molto piccola. Volendo essere più precisi si può dimostrare che la relazione tra la velocità angolare dell'albero condotto ωcond e quella dell'albero movente ωmov è relazione matemetica tra velocità angolare dell'albero condotto e quella dell'albero movente in funzione del raggio della ruota movente e del numero di principi p della vite, se R è il raggio della ruota. Visto che R risulta assai maggiore di p, ne consegue una elevato rapporto di riduzione, e il tutto in poco spazio. Un rotismo riduttore ordinario composito, come quello ad esempio presente negli Ingranaggi in ottone e in grado di realizzare lo stesso rapporto di rotazione, richiederebbe infatti un ingombro longitudinale maggiore, visto che servirebbero più alberi e ruote dentate.

Facendo ancora riferimento alla figura, si vogliono far notare ancora due particolari. Il primo è rappresentato dai due piccoli perni avvitati alla ruota piena (ruota che ha la funzione di manovella), perni che sono svitabili e posizionabili in appositi buchi filettati a distanza variabile dal centro della ruota e la cui funzione è quella di dare la possibilità di modificare la coppia sull'asse movente, variando il braccio dalla manovella.

Il secondo è la presenza di un'altra ruota, precisamente di una puleggia, fissata sullo stesso albero che sorregge la ruota dentata dell'ingranaggio a vite senza fine. Ciò permette di accrescere la possibilità di esperienze effettuabili con lo strumento. Per esempio, si può impiegare la puleggia per rimandare un filo cui sono sospese due grosse masse uguali o anche leggermente diverse (per non far slittare la fune) e quindi mettere in moto il sistema attraverso il rotismo a vite. Facendolo ci si può accorgere della facilità con cui si può far procedere il moto e ciò esclusivamente grazie al particolare ingranaggio adottato. Peraltro il sistema illustrato rappresenta nel suo insieme un efficace schematizzazione di ascensore, peccato che all'epoca di costruzione di questo strumento l'ascensore elettrico con carrucola di rimando per i cavi di sostegno non fosse ancora stato inventato, visto che fu commercializzato negli Stati Uniti solo nel 1889.

Si noti come la forza resistente prodotta dalla massa sospesa al verricello, pur non influendo minimamente, come detto, sulla rotazione del sistema, contribuisce però a schiacciare l'uno contro l'altro i denti dell'ingranaggio. Tuttavia la piccolissima superficie di contatto tra i denti interessati all'attrito (generalmente sono infatti più di uno i denti che ingranano contemporaneamente tra loro per trasmettere il moto da un elemento all'altro), il modesto raggio della vite senza fine e il lubrificante presente nell'ingranaggio fanno in modo che l'azione frenante delle forze d'attrito sia decisamente piccola, anche se al verricello sia attaccata una massa molto grande. La diretta implicazione di tutto ciò è che anche un motore di potenza medio bassa, facendo uso di questo particolare organo di trasmissione, è in grado di alzare, seppur lentamente, una grande massa.