Progetti

Analisi cinematica e dinamica di un retroescavatore

retroscavatore

Analisi cinematica e dinamica di un retroescavatore, sollevatore posteriore e braccio regolabile. Tale sistema può essere ricondotto ad un meccanismo piano, ovvero un quadrilatero articolato. Il retroescavatore non è altro che una macchina che consente la realizzazione di scavi. Generalmente viene collegato ad un trattore mediante il sollevatore posteriore ed è proprio il trattore a fornire la coppia necessaria al funzionamento.

L’analisi multibody consente di studiare, da un punto di vista cinematico e dinamico, corpi rigidi connessi tra loro da coppie cinematiche di vario genere. L’analisi cinematica si avvale del metodo delle equazioni di vincolo, mentre per quella dinamica esistono particolari tecniche risolutive.

quadrilatero articolato retroscavatore

L’asta movente rappresenta il braccio inferiore del sollevatore. Il retroescavatore invece è rappresentato dalla biella verde del quadrilatero articolato. Il sistema si completa con il braccio regolabile, rappresentato dall’asta cedente del quadrilatero. Il sollevatore, durante il suo funzionamento, determina un innalzamento di tutto il quadrilatero e, quindi, anche del retroescavatore. Se tale movimento non viene studiato in maniera accurata, gli operatori possono incorrere in incidenti gravi, specie se il trattore non è dotato di cabina protettiva.

L’analisi cinematica è stata effettuata avvalendosi del metodo delle equazioni di vincolo. Il sistema di equazioni trascendentali è stato implementato in un programma numerico in Matlab. Le equazioni sono state risolte con il solutore fsolve implementato in Matlab. Calcolato quindi il jacobiano del sistema sono state calcolate posizioni, velocità e accelerazioni. Infine i risultati sono stati validati usando il software CosmosMotion all’interno del software Solidworks.

molla retroescavatore

Analisi dinamica

L’analisi dinamica del quadrilatero può essere affrontata per via diretta o per via inversa. L’analisi dinamica inversa sfrutta le accelerazioni determinate con l’analisi cinematica. In tal modo si calcola la coppia motrice da fornire al membro movente affinché questo si muova soddisfacendo il vincolo imposto. Nella dinamica inversa si considera il quadrilatero con l’aggiunta di un elemento viscoelastico tra due cerniere. Mediante il principio di Lagrange e l’uso della funzione lagrangiana estesa, si può formulare il problema dinamico.

L’analisi dinamica diretta invece può essere intesa come una verifica di tutto il lavoro svolto. Infatti si rimuove il vincolo di moto ma si fornisce al sistema la coppia motrice determinata nella dinamica inversa. Si calcolano cosi posizioni, velocità ed accelerazioni che dovranno essere congruenti con quelle determinate precedentemente.

coppia retroescavatore

L’analisi cinematica e dinamica di un retroescavatore ha consentito il completo design meccanico del sistema assimilabile ad un quadrilatero articolato.

Clicca qui sotto per scaricare la relazione completa del progetto.

Download

Commenti

Il tuo indirizzo email non sarà pubblicato. I campi obbligatori sono contrassegnati *

Questo sito usa Akismet per ridurre lo spam. Scopri come i tuoi dati vengono elaborati.