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Atividade #964

Modelamento do sistema de chute 2019.1

Added by Yugo Nihari over 2 years ago. Updated 3 months ago.

Status:
Fechada
Priority:
Normal
Assignee:
Grupo de Mecânica
Target version:
Start date:
01/05/2019
Due date:
03/06/2019
Spent time:

Description

Modelar novo conjunto verificando a viabilidade de fazer solenóides iguais para chute rasteiro e chute alto.

WhatsApp Image 2019-02-21 at 20.37.58.jpeg - Esboço do novo sistema de chute (82.3 KB) Preview Anonymous, 02/21/2019 11:43 PM

Chute alto axial.JPG (20.7 KB) Preview Anonymous, 03/06/2019 02:42 AM

Trilho guia no chassi.JPG (21.4 KB) Preview Anonymous, 03/06/2019 02:42 AM

1N.avi (305 KB) Anonymous, 03/06/2019 03:12 PM

Chutes seção.JPG (43.4 KB) Preview Anonymous, 03/18/2019 09:14 PM

Chute rasteiro.JPG (23.2 KB) Preview Anonymous, 03/18/2019 09:24 PM

Chute alt0.JPG (24.3 KB) Preview Anonymous, 03/18/2019 09:24 PM

Chute rasteiro 2.JPG (27 KB) Preview Anonymous, 03/18/2019 09:28 PM

picture870-1.png (108 KB) Preview Luis David Peregrino de Farias, 03/22/2019 02:48 PM

picture870-2.png (83.2 KB) Preview Luis David Peregrino de Farias, 03/22/2019 02:48 PM

picture870-4.png (157 KB) Preview Luis David Peregrino de Farias, 03/22/2019 02:48 PM

Sistema de chute-prototipo impresso 24-03.jpeg (108 KB) Preview Yugo Nihari, 03/24/2019 07:25 PM

Pistão usinado.jpeg (61.1 KB) Preview Yugo Nihari, 05/24/2019 11:36 AM

Montagem-corte.JPG (87 KB) Preview Yugo Nihari, 05/27/2019 12:24 AM

Montagem-corte-superior.JPG (108 KB) Preview Yugo Nihari, 05/27/2019 12:24 AM

porca-chutes.JPG (115 KB) Preview Yugo Nihari, 05/27/2019 12:31 AM

Guias-sistema-chute.JPG (58.6 KB) Preview Yugo Nihari, 05/27/2019 12:36 AM

Corte-solenoide.JPG (47.6 KB) Preview Yugo Nihari, 05/27/2019 12:39 AM

Long.mp4 (3.6 MB) Anonymous, 06/15/2019 08:08 PM

Cima.mp4 (1.53 MB) Anonymous, 06/15/2019 08:08 PM

Camlenta.mp4 (882 KB) Anonymous, 06/15/2019 08:08 PM

Rast.mp4 (1.14 MB) Anonymous, 06/15/2019 08:22 PM

Whatsapp%20image%202019 02 21%20at%2020.37.58 Chute%20alto%20axial Trilho%20guia%20no%20chassi Chutes%20se%c3%a7%c3%a3o Chute%20rasteiro Chute%20alt0 Chute%20rasteiro%202 Picture870 1 Picture870 2 Picture870 4 Sistema%20de%20chute prototipo%20impresso%2024 03 Pist%c3%a3o%20usinado Montagem corte Montagem corte superior Porca chutes Guias sistema chute Corte solenoide

History

#1 Updated by Anonymous about 2 years ago

  • Assignee set to Anonymous

#2 Updated by Luis David Peregrino de Farias about 2 years ago

  • Assignee changed from Anonymous to Grupo de Mecânica

#3 Updated by Anonymous about 2 years ago

  • Due date changed from 02/10/2019 to 03/06/2019

#4 Updated by Anonymous about 2 years ago

#5 Updated by Anonymous about 2 years ago

Desenvolvimento do CAD do chute alto não rotativo:
-Avaliação de medidas;
-Primeiro CAD;

-Modificação no Chassi (Trilho guia).

Obs1: Ainda existem pontos de interferência e medidas a determinar.
Obs2: O chute alto será particionado em peças planas.

#6 Updated by Anonymous about 2 years ago

Simulação em sw motion para visualizar comportamento;
Remoção de interferências no CAD.

#7 Updated by Anonymous about 2 years ago

Percepção de interferencia entre o motor e o mecanismo do chute alto seguida de discussão para contornar o problema

#8 Updated by Anonymous about 2 years ago

Foi modelado um sistema de chute que possibilitasse a utilização de solenoides cilíndricos nos dois mecanismos de chute.

O chute alto tem seu princípio de funcionamento baseado na colisão do prolongamento do pistão com a rampa.

O Chute rasteiro envolve o chute alto e passa entre o driblador e o chute alto.


O Raio dos pistões de aço foi reduzido para 9mm
Como próximo passo, irá ser realizado um abaixamento do ponto de contato do chute alto com a rampa (abaixo do nível do chassi) e uma redução do curso do chute rasteiro.

#9 Updated by Luiz Renault Leite Rodrigues about 2 years ago

Boas as imagens e o texto.

Estou preocupado com o braço do chute rasteiros. Há uma distância grande entre o eixo do êmbolo e o ponto de contato com a bola.

Também achei muito grande o curso do êmbolo.

Me parece muita massa para o chute rasteiro.

#10 Updated by Luis David Peregrino de Farias about 2 years ago

Bom dia Major,
Trabalhei nos pontos que o senhor falou, diminui ao máximo que consegui o braço do chute rasteiro, uns 3 mm, mas do que isso precisaria fazer um chassi vazado para o solenoide, mas ganharias no máximo mais uns 4 mm com isso. Também diminui o curso do solenoide e acrescentei um batente ao fim do pistão, de forma que o impacto não ocorra na mola(medida que queremos testar pra diminuir o desgaste na mola).

Quanto a massa, reduzi em poucos mm os pistões, porém a massa desse já sera bem menor que o do pistão antigo por seu diâmetro está reduzido de 15 mm para 9mm. Aqueles estudos antigos mostraram que o sistema era muito pesado e gerava uma grande quantidade de movimento que não conseguia ser transferido para bola. Para melhorar isso a massa do pistão deve se aproximar da massa da bola e atingi-la com maior velocidade. Assim reduzimos o diâmetro do pistão e mantivemos a altura da camada de solenoide.

Além disso tentei simplificar as peças e fiz as ranhuras necessárias no chassi para não causar interferência com o chute alto.

Vista lateral secionada chutes acionados:
picture870-1.png

Vista lateral secionada com chute rasteiro recuado:
picture870-2.png

Vista superior:
picture870-4.png

Acho que agora poderíamos desenhar e imprimir uma base de teste para testar o desempenho do protótipo, semelhante ao que foi feito ano passado. O que o senhor acha? O chute alto esta guiado pela ranhura do chassi. Estava pensando em colocar a guia lateral no chute rasteiro também, como tem no modelo antigo, além disso ambos os chutes se guiam pela ranhura interna do chute rasteiro.

#11 Updated by Luiz Renault Leite Rodrigues about 2 years ago

Acho que seria interessante montarem um para testes.

#12 Updated by Yugo Nihari about 2 years ago

Fiz a impressão de parte das peças do sistema de chute.

Sistema de chute-prototipo impresso 24-03.jpeg

Olhei a montagem do robô e percebi alguns problemas de interferência. O Luis Farias e o Bozza vão modificar o conjunto para corrigir os erros.
Já é possível testar o chute rasteiro. Para isso deverá ser enrolado um solenóide e o êmbolo precisa ser usinado. O Luis Farias disse que tem um tarugo de aço 1020 do baja na medida certa e vai usinar no torno do lab.

#13 Updated by Yugo Nihari almost 2 years ago

Major, estamos querendo fazer a placa de chute impressa mas teríamos que usar um inserto para M6.
Também poderíamos usar inserto para M3 em outras partes como nas hastes da eletrônica/ guias impressas por exemplo.
O problema é que não encontramos pra comprar no varejo. Entrei em contato com a Spirol e a menor caixa deles é de 20.000 unidades. O que podemos fazer?

#14 Updated by Yugo Nihari almost 2 years ago

Na sexta passada não deu tempo de ir à Imbel pedir a usinagem dos pistões.

Eu e Bozza conseguimos usinar no torno da se4 o pistão com o aço 8620.

Pistão usinado.jpeg

#15 Updated by Yugo Nihari almost 2 years ago

Modifiquei o conjunto para corrigir alguns problemas.
Coloquei uma porca M6 no interior da placa de chute rasteiro e duas no chute alto. A ideia é fazer a placa do chute rasteiro impressa com o Titan X (o abs aprimorado) e cortar a placa do chute alto no corte d'água e fazer a furação usando um gabarito.
porca-chutes.JPG

A seguir estão as vistas em corte da montagem. Deixei a placa de chute rasteiro vazada para ter espaço para a placa do chute alto.
Montagem-corte.JPG
Montagem-corte-superior.JPG

Posicionei guias para o sistema de chute rasteiro. Passei 3 parafusos em cada para garantir que elas vão ficar bem retas. A guia do chute alto será o corte no chassi.
Guias-sistema-chute.JPG

Foi necessário cortar o chassi para caber o solenóide do chute alto. Deixei a geometria da placa de chute alto conforme imagem a seguir para que o chassi não ficasse completamente cortado
Corte-solenoide.JPG

Sobre a usinagem do aço 4320 e do teste com os dois pistões (4320 e 8620): o Bozza vai fazer isso essa semana.

#16 Updated by Luiz Renault Leite Rodrigues almost 2 years ago

Yugo Nihari escreveu:

Major, estamos querendo fazer a placa de chute impressa mas teríamos que usar um inserto para M6.
Também poderíamos usar inserto para M3 em outras partes como nas hastes da eletrônica/ guias impressas por exemplo.
O problema é que não encontramos pra comprar no varejo. Entrei em contato com a Spirol e a menor caixa deles é de 20.000 unidades. O que podemos fazer?

Verifiquem o que temos no estoque.

#17 Updated by Anonymous almost 2 years ago

Após os comentários anteriores, vários testes foram executados e as melhorias cabíveis foram executadas e retestadas.
Os itens a seguir descreverão as atividades realizadas:
1) Usinagem de pistões em aço 1020 e teste com solenoides de várias bitolas:
-A usinagem dos pistões com 9 mm e 11 mm de diâmetro foi executada no torno do laboratório de robótica;
-Foram testadas diversas bitolas de fio para solenoides de diâmetro externo de 28 mm e diâmetro interno de 15mm (do fio de cobre);
-Durante o enrolamento dos solenoides no torno do laboratório foi percebida uma fragilidade nos solenoides impressos que foi resolvida com filetes maiores;
-Após testes de chute com bitolas de 21, 22, 24 e 26 (valores de AWG menor não foram testados pela resistência muito baixa), foi percebido que o fio de melhor desempenho era o AWG 21;
-Os testes ainda revelaram um desempenho ligeiramente superior no pistão de 11mm.

2) Usinagem e teste dos pistões em aço 4320 e 8620:
-A usinagem dos pistões com 11mm de diâmetro foi executada nos tornos da SE/4 no IME;
-Foram realizados testes comparando a força dos chutes com pistões em aço 1020, 4320 e 8620. Nesses testes foram executados chutes e gravados em câmera lenta com uma fita métrica como referência comprando o desempenho das ligas. O resultado foi um valor superior de velocidade para o pistão em 1020 (aproximadamente 4,5 m/s contra 3,5 m/s das outras ligas);

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-Com base nesse resultado, mantivemos os pistões dos chutes rasteiro e alto na liga 1020;
3) Teste do chute alto e do chute rasteiro montado no Robô:
-Foi executada uma otimização dos espaços internos do Robô de forma a conseguir um maior espaço para o solenoide do chute alto que agora está com 31,6 mm de diâmetro externo;
-Foram executados chutes com o chute alto, completamente montado, e utilizando o solenoide de 28 mm de diâmetro externo e pistão de 9mm de aço 1020. Foi utilizado o pistão de 9mm para redução de massa;
-Essa configuração do chute alto levou a um chute capaz de chutar a bola a 2m de distância (no ar) e com um ângulo capaz de passar sobre um adversário a 9 cm do centro da bola.
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-Os testes do chute rasteiro com pistão de 11mm e solenoide de 31,6 mm levaram a um resultado superior aos realizados anteriormente, de forma a obter velocidades superiores a 5m/s. No entanto, como a rosca no pistão de 11 mm usinado no laboratório não ficou com o eixo paralelo ao do pistão, o chute teve que ser executado sem as guias gerando, certamente, uma redução na velocidade do chute;
-Ainda foram realizados testes com o solenoide e com o pistão da versão 2018 no chute rasteiro, porém as velocidades obtidas eram da ordem de 4m/s;
4) Conclusões sobre a geometria:
Ponderando os resultados dos dois chutes em conjunto, a equipe da mecânica chegou à conclusão de que a melhor combinação geométrica dos chutes é a seguinte:
-Chute rasteiro: Solenoide de diâmetro externo de 31,6mm e pistão de 11 mm em aço 1020;
-Chute alto: Solenoide de diâmetro externo de 28 mm e pistão de 9 mm em aço 1020;
5) Considerações sobre a resistência das peças:
-Foi executada uma sequência de 100 chutes rasteiros, alternando entre 10 chutes com bola e 10 chutes sem bola (maior impacto), sem mola;
-Após a execução desse teste, foi observada uma integridade completa das peças impressas em ABS na impressora do Nihari;
-Mesmo assim, ainda foi executado em reforço no CAD dos suportes frontal e traseiro;
-Ainda foram executados 10 chutes contra um obstáculo imóvel para testar a resistência da placa de chute rasteiro. Esse teste demonstrou uma excelente resistência da peça em ABS;
-Todas as roscas das peças a serem impressas foram substituídas por porcas para maior durabilidade das peças;
-Assim, conclui-se que os suportes e placas do sistema de chute podem ser impressas em ABS, gerando redução de peso, gastos e trabalho de usinagem.

#18 Updated by Luiz Renault Leite Rodrigues almost 2 years ago

Excelente trabalho, pessoal! Parabéns!

#19 Updated by Yugo Nihari 4 months ago

  • Status changed from Em andamento to Resolvida

#20 Updated by Yugo Nihari 3 months ago

  • Status changed from Resolvida to Fechada

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