Forze d'inerzia a cui è soggetto un pistone

Consideriamo il seguente manovellismo di spinta rotativa (In precedenza abbiamo già dimostrato che è un meccanismo) vogliamo calcolare la sollecitazione massima a cui è soggetto il pistone.

Considerando che la manovella è alimentata da un motore con cilindrata unitara pari a 500 cm^3, considerando un motore quadro (C=2r).

Considerando la velocità angolare costante nel tempo e accelerazione angolare alfa = 0 si ha che:
L'accelerazione del pistone è nulla a metà della corsa perché l'accelerazione dell'estremo B della manovella ha solo componente perpendicolare alla direzione non vincolata del pistone. Mentre l'accelerazione del pistone è massima nei PMI e PMS poichè l'accelerazione dell'estremo B della manovella ha solo componente lungo la direzione non vincolata del pistone e di modulo pari a (w^2) * OB .

Per quanto riguarda il calcolo delle forze agenti sul pistone abbiamo proceduto come segue:
La forza massima agente sul pistone è pari a 8480N


Nicola D'Angelo & Silvio Campanile

Ragazzi abbiamo provato a dimostrare che all'interno del manovellismo, per una posizione ottuneta per teta pari a 90°(ovvero l'angolo formato da OB e l'orizzontale) il pistone, raggiungendo il suo punto morto superiore, assume una velocita' nulla.

Prima di tutto realizziamo l'analisi di posizione per teta pari a 90° a partire da una posizione iniziale per teta pari a 43°:






NB
Le quotature riportate nel disegno CAD sono del tutto arbitrarie e fuori scale.

Assegnata la medesima teta e la velocita' angolare(in verso antiorario), realizziamo l'analisi di velocita':
per trovare la velocita' di B' tracciamo la perpendicolare a B'C' passante per O=D(a velocita' nulla) e rispettando l'orientazione di omega abbiamo un punto rappresentativo della velocita' di B'.
Ora per trovare la velocita' di C' tracciamo la perpendicolare a C'B' passante per B'(che coincide con l'orizzontale precedentemente considerata).Dal momento che C' e' vincolata dalla coppia prismatica a muoversi lungo l'asse del manovellismo, allora tracciamo una retta verticale passante per O=D.Pertanto, la velocita' di C' sara' data dall'intersezione delle ultime due rette menzionate, notando che esse si intersecheranno proprio in corrispondenza di O=D e quindi avra' senso scrivere che O=D=C' ovvero il punto C' avra' velocita' nulla a questa posizione.Quanto detto lo si riscontra nel seguente diagramma di velocita':



Eseguito da LUIGI DELLA VOLPE E VINCENZO FASANO