Ingenieria

Teoria de Màquines i Mecanismes ESTUDI DEL FUNCIONAMENT D’UNA FRONTISSA

1. Descripció del mecanisme. Adaptacions i simplificacions El mecanisme que s’ha estudiat és el d’una frontissa d’armari que controla l’obertura d’una porta contemplant només aquest grau de llibertat. S’han dut a terme una sèrie de simplificacions i adaptacions per tal de poder simular el mecanisme a la perfecció amb elPAM i poder realitzar els estudis cinemàtics i dinàmics de manera adequada. Per començar, s’ha negligit la massa de tots els membres de la frontissa i les seves respectives inèrcies. També s’han negligit les resistències passives com ara el fregament en els enllaços i el frec amb l’aire. S’ha estudiat la cinemàtica de la frontissa amb un conjunt de 4 coordenades generalitzades (2 angles i 2coordenades de posició) i s’han realitzat 2 estudis cinemàtics i 2 de dinàmics. S’ha adaptat el moviment de la frontissa al d’una molla que treballa a tracció des del inici de l’obertura fins la posició d’equilibri. La constant d’aquesta molla s’ha determinat experimentalment d’una manera que es detallarà a continuació. L’actuador que s’ha considerat es regeix per una funció harmònica simple peraproximar la oscil·lació de la porta de la millor manera possible i ajustar-la al màxim a la realitat cinemàtica de la frontissa. Aquest actuador controla l’angle d’obertura de la porta i fa que la frontissa es plegui i s’adapti adequadament amb els angles d’oscil·lació reals. 2. Objectius Com a principals objectius s’ha plantejat un estudi cinemàtic complet i un estudi dinàmic de la frontissa ambresultats que es puguin associar amb la pròpia dinàmica real. S’ha volgut estudiar els trets cinemàtics i dinàmics més significatius i que tenen més importància a la realitat. D’una banda, en l’estudi cinemàtic, es vol veure el rang d’abatiment de la frontissa per tenir una idea de com s’obrirà la porta enganxada a aquesta frontissa i la relació entre els angles d’obertura de la porta i de la pròpiafrontissa. Aquest estudi pren importància quan es vol percebre el tipus de porta al que s’ha d’enganxar la frontissa i veure quan espai necessita aquesta per dur a terme el seu moviment complert. Pel que respecta a l’estudi dinàmic, el principal objectiu és el de poder determinar quin serà el parell necessari per obrir la frontissa i veure quin serà l’enllaç amb més patiment. El parell que esnecessita per obrir la frontissa és rellevant a l’hora de saber quin parell s’ha de fer per obrir la porta, encara que serà diferent pel fet que el moment resultant és diferent obrint la frontissa des d’un punt d’ella mateixa o obrint-la des d’un punt de la porta. Per altra banda veure quin serà l’enllaç del mecanisme que sofrirà una força d’enllaç major permetrà saber si el material de la frontissa ésl’adequat i a la vegada poder observar si aquesta serà resistent o no davant les sol·licitacions que s’apliquin al mecanisme.

3. Esquema i acotació del mecanisme Per a una correcta i acurada esquematització del mecanisme s’ha utilitzat el programa de dibuix tècnic Solidworks i s’han obtingut dos esquemes del mecanisme. Un dels esquemes inclou el conjunt de coordenades generalitzades, la numeraciódels sòlids i la visualització gràfica d’elements dinàmics com el parell i la molla. L’altre esquema inclou el sistema acotat amb les dimensions de tots els elements.

Esquema del mecanisme amb coordenades generalitzades i elements dinàmics

L’obtenció de la constant de la molla ha estat experimental. El mètode ha consistit en penjar diferents pesos de l’enllaç T per tal de crear un parell quecontraresti la força real que fa la nostra frontissa. D’aquesta manera podem simular amb bastanta fidelitat la força i el parell que fa la frontissa real a partir d’un model teòric amb una disposició particular d’una molla de 16,66N/mm.

L1=25mm L4=33,50mm L7=53,50mm X1=45mm L2=47mm L5=24,03mm L8=47mm X2=9,50mm L3=72,50mm L6=31mm L9=23,50mm Esquema del mecanisme amb cotes, enllaços i...