SÍNTESIS, ANÁLISIS DINÁMICO, DISEÑO Y EVALUACIÓN DE UN MODELO EXPERIMENTAL DE UN MECANISMO EN LÍNEA DE CUATRO BARRAS MANIVELA BASCULADOR

Resumen

En los análisis dinámicos de mecanismos las cargas transversales normalmente son las consideradas; en cuanto a las axiales poco son tomadas en cuenta estimando que los eslabones resisten más los esfuerzos longitudinales que los flexares. Hossne (1995 a) desarrolló un modelo matemático que contempla desviación transversal, desviación axial, rotación y curvatura o flexión. Para comprobar los resultados se hizo necesario el estudio experimental aquí presentado debido a que las referencias bibliográficas sobre los estudios dinámicos experimentales sobre mecanismos son poco existentes, y los que hay son con fines de aplicaciones específicas. Al modelo analítico se le introdujo contrapesos para simular los rodamientos en las uniones (Jandrasit y Lowen 1979). Los objetivos específicos consisten en evaluar las deformaciones de flexión y axiales del basculador y del acoplador a 95 rpm, 241 rpm y 373 rpm usando medidores de deformaciones ED-DY-37580- 350 montados en los eslabones en las superficies superiores e inferiores. Se diseñó y construyó un mecanismo en línea manivela basculador con dos articulaciones por eslabón. Se realizó un montaje instrumental para el calibrado, contado, observación y reproducción. Se utiliza el análisis de regresión para evaluar la relación entre las deformaciones y la velocidad angular de la manivela. Experimentalmente, las frecuencias naturales de vibración lateral fueron medidas: 125,0 Hz para el acoplador y 78,13 Hz para el basculador. Gráficos de las deformaciones axiales y transversales del acoplador y basculador, para las revoluciones estudiadas, son mostrados. Las componentes de frecuencia de la forma de ondas presentadas para los medidores se extienden desde - 60" a 50". Valores de crestas son observados alrededor entre 25° y 40", y entre - 25° y - 40" del ángulo posicional de la manivela. Valores medios de cresta de deformaciones en mmm/mrn y porcentajes para las

articulaciones de salida y acoplador son registrados. El análisis regresional produjo un R2 =1 para todas las mediciones estudiadas, para _un valor crítico de F de alrededor 0,04 menor que 0,05.

PALA BRAS CLAVE: Mediciones y análisis dinámico de deformaciones transversales y axiales. Mecanismo mani vela basculador.

ABSTRACT

In the dynamic analyses of mechanisms the traverse loads are usually those considered; as for the axial ones are taken in to account, hardly enough estimating that the links resist more the longitudinal efforts that the flexible ones. Hossne (1995 a) developed a mathematical model that conternplates traverse deviation, axial deviation, rotation and bend or flexion. To check the results it became necessary the experimental here presented study because the bibliographical references on experimental dynamic studies on rnechanisms are soarcernainly with specific applicatiotts. Counterbalances ware introduced into the analytical model to simulate the bearings in the unions (Jandrasit y Lowen 1979). The specific objectives consist on evaluating the flexion and axial deformations of the rocker and connecting rod at 95 rpm, 241 rprn and 373 rprn using strain gages ED-DY-37580-350 mounted in the links in the superior and inferior surfaces. An in-line crank rocker with double articulations rnechanism was designed and built. An instrumental assembly was set up for calibrating, counting, observation and reproduction. The regression analysis was used to evaluate the relationship between the deforrnations and the angular speed of the crank. Experirnentally, the natural frequencies of lateral vibration were founded to be of 125,0 Hz for the connecting rod and 78,13 Hz for the rocker rod. Graphics of the axial and traverse deforrnations of the connecting rod and rocker, for the studied revolutions, are shown. The components of frequency in the way of waves presented for the strain gages extend from - 60° to 50°. Crest values are observed between 25° and 40°, and between - 25° and - 40° of the positional angle of the crank. Mean values of crest of deformations in mrnm/mrn and percentages for the rocker and connecting rods were registered. The regression analysis produced a R2 = 1 for all the studied measurernent, for a critica] value of F about 0,04 less than 0,05.

KEY WORDS: Mensurations and analysis of dynamic axial and traverse deformations. An in-line crank rocker rnechanism.