A design methodology for a sacrificial sun gear used in wind turbine

A sacrificial part is a part of a machine or product that is intentionally engineered to fail under excess mechanical stress or other unexpected and dangerous situations. The sacrificial part is engineered to fail first, thus breaking the serial connection and protecting other parts of the system downstream. The design of such components is very complex as it requires a high level of precision due to the fact that it is extremely important that the breakage is reached at the desired value and not at values that are too low or, even worse, too high. During this thesis, we attempted to define a design method for a solar gear used in a wind power application that works as sacrificial part. We therefore intensively studied the component in all the various aspects, trying to quantify its mechanical behaviour with a high level of precision and then include all the information collected in the dimensioning procedure proposed.

Un componente "sacrificabile" è una parte di un meccanismo o di un prodotto che è intenzionalmente progettato per rompersi sotto un eccessivo sforzo meccanico o altre situazioni pericolose non previste. Questi elementi rompendosi riescono ad interrompere la connessione con gli altri organi meccanici, ad essi collegati, evitando che il sovraccarico li raggiunga e preservandoli così da danneggiamenti molto gravosi. La progettazione nel complesso è dunque molto complicata poiché è necessario garantire un elevato livello di precisione fondamentale a garantire che la rottura avvenga al livello di carico prestabilito e non ad uno più basso o, ancora peggio, più alto. Nella tesi ci siamo occupati della definizione di un metodo di progettazione per un solare scelto come componente sacrificabile di una trasmissione utilizzata in un'applicazione in campo eolico. Abbiamo quindi studiato in maniera approfondita il componente in tutti i suoi aspetti cercando di quantificarne il comportamento meccanico con un elevato livello di dettaglio e precisione, includendo poi tutte le informazioni raccolte nella procedura di dimensionamento proposta.