2. Quan vam començar aquesta assignatura, no ens va
costar gaire decidir-nos pel tipus de projecte a fer.
Crèiem que era el més adient fer una excavadora
perquè amb dos braços i una pala teníem tres
moviments distints, cosa que dóna molt de joc a l’hora
de fer els càlculs. Seguint recomanacions dels
professors, vam procurar que la cabina no pogués
rotar sobre sí mateixa, és a dir, que tots els moviments
fossin sobre un sol pla. En quant al tipus
d’excavadora, ens vam decidir per la CATERPILLAR
330 CL, ja que no tenia una geometria massa
complexa d’implementar al Solid Works.
3. A la mencionada excavadora
es controla tot (els dos
braços, la pala i el
desplaçament propi de
l’excavadora) des de la
cabina, situada a la part
esquerra. La part mòbil està
articulada a la part davantera
del xassís i cadascuna de les
seves parts estan accionades
per cilindres hidràulics.
L’excavadora està dissenyada
per ser usada a la
construcció, principalment.
4. Com a referència per prendre mesures, vam
escollir les següents fotografies:
5. Imatge 1 (Google)
Ens ha estat útil per estimar les
dimensions dels dos braços i
dels cilindres hidràulics.
6. Imatge 2 (Google)
Amb aquesta imatge hem
pogut dimensionar d’ una
manera aproximada la nostra
pala i l’enganxament , el qual és
accionat pel cilindre hidràulic
amb la finalitat de poder moure
la pala.
7. Imatge 3 (Google)
Aquí hem extret informació
sobre a quin lloc assentar el
braç que surt del xassís de
l’excavadora i les dimensions
dels cilindres hidràulics que
l’accionen. Amb aquesta
imatge hem realitzat el disseny
del eix del braç principal.
8. Imatge 4 (Google)
Aquesta imatge es va emprar
per saber a quina alçària
col·locar el xassís, la forma i
també altres relacions útils com
les dimensions del braç gran en
comparació amb l’altre braç i el
xassís. En aquesta il·lustració es
poden apreciar molt les
dimensions de cada
component.
9. Imatges del disseny
mecànic
Vista axonomètrica del conjunt
mecànic dissenyat amb el
programa Solid Works. En
aquesta imatge hi apareix el
conjunt amb tots els
components dissenyats.
14. Xassís
Els enganxaments de la
plataforma superior serveixen
com a eix de gir per al braç
principal i els seus cilindres
hidràulics.
Aquí no es veu , però hi trobem
un mascle per ajuntar la
plataforma de les rodes amb la
que subjecta la carrosseria.
15. Carrosseria
En aquest conjunt podem
trobar la carrosseria
(groc), cabina i el tub
d’escapament (negre). Dintre
de la carrosseria trobaríem el
motor, els sistemes
elèctrics, etc. Aquesta part no
afecta al funcionament del
nostre mecanisme.
16. Cabina
Des d’aquí es governa el nostre
mecanisme, tant el moviment
de les rodes com el dels braços i
la pala.
17. Xassís - Braç
En estirar-se i recollir-se, el
cilindre hidràulic fa girar el braç
al voltant de l’eix d’unió entre
ell i la plataforma del xassís.
18. Braç-Pala
En aquesta imatge veiem
l’accionament del braç corbat
amb el braç recte mitjançant un
cilindre hidràulic i el braç recte
amb l’enganxament a la pala a
traves d’un altre cilindre
hidràulic.
19. Enganxament - Pala
El cilindre hidràulic (gris)
acciona l’enganxament i aquest
fa girar la pala al voltant de l’eix
d’unió entre el braç i la pala.
20.
21. Aquest link (cal anar allà on diu “Exterior”)
ens va ser molt útil per calcular les
dimensions de la part negra de darrera que
conté un tub, i de la part que fa rodar
l’excavadora
http://www.cat.com/equipment/hydraulic-
excavators/large-hydraulic-excavators
22. Quan vam passar el mecanisme al
Proengineer, l’enganxament entre la pala i el
cilindre hidràulic davanter no transmetia el
moviment entre aquests dos sòlids. Després
de treure-ho, vam unir directament el cilindre
hidràulic amb la pala, sense cap cargol (ja
que, al posar-ho com a pin, quedava solidari).
23. Un cop resolt això, hi havia col·lisions entre
els dos sòlids. La solució aplicada va ser fer
més petit l’extrem del cilindre hidràulic per
evitar xocs entre aquest i la pala en girar un
sobre l’altre. A continuació podem veure com
quedava aquesta unió abans i després del
problema.
24.
25. Un cop sol·lucionat aquest problema van
aparèixer interferències a la mateixa
connexió entre sòlids. Segons el personal
docent aquest cas mereixia un estudi a part i
no hi havia que donar-li importància.
26. L’última cosa a modificar va ser la unió entre
el xassís i la carrosseria, que va passar a ser de
rectangular a rodona, ja que era l’única forma
de que pogués girar sobre sí mateixa. El
personal docent ens va informar de que havia
de girar el xassís sobre sí mateix, pero no la
carrosseria, ja que la composició de
moviments dels braços hagués estat força
complexa de fer.
27. El material triat per la nostra excavadora és
acer. Hem seleccionat un material únic, ja que
a algunes peces hi havia vàries parts que
requerien de més d’un material, i al ser l’acer
majoria, doncs hem seleccionat aquest
material per totes les peces. A banda
d’això, altres raons per elegir aquest material
han estat la resistència o el grau de
sol·licitació que té aquest material a la
indústria.
28.
29. Punt d’ estudi: D
(unió cilindre
hidràulic amb braç
davanter)
Temps: 0 segons
33. Els resultats obtinguts per a la posició inicial
són, segons els gràfics, 81,5 mm/s i 2,75
mm/s^2. Segons els càlculs, 118,66 m/s i 17
m/s^2. Aquests errors grans mereixen un
estudi especial. Tenim comentaris dels errors
a les diapositives a continuació.
34. 1-.Els errors són deguts a les aproximacions de mesures
preses al programa Proengineer. Per exemple, per mesurar
una distància entre dos punts, mesurarem entre dos cargols.
Doncs bé, la distància entre els seus extrems no està
exactament en un pla perpendicular a l’horitzontal (per
tant, la seva projecció sobre el pla horitzontal no serà la
projecció sobre la coordenada horitzontal, ‘x’). S’ha mirat
d’afinar el màxim possible en aquest tema, però creiem no es
podia millorar molt més les mesures amb les eines que ens
proporciona el programa.
35. 2-. A banda del primer problema (ja de per sí important),
s’han arrodonit els cosinus i sinus de tots els angles a quatre
o cinc xifres decimals, cosa que comporta també cert error,
encara que creiem que aquest serà més petit. Les velocitats i
acceleracions angulars que s’han anat calculant també han
estat arrodonides a una cert nombre de xifres decimals. Als
càlculs grans, on es calculaven les diferents parts per separat,
també s’agafaven un cert nombre de xifres decimals (en
aquest cas inclòs dues o tres).
36. Tot plegat, unit a que els càlculs són força complexos (no ha
estat gaire difícil trobar equivocacions en signes o
introducció de valors), fa que obtinguem uns valors que no
s’ajusten als que diuen els gràfics. Però el fet de que hi hagi
un error de poques unitats vol dir que els càlculs entren
dintre de la lògica, no surten nombres fora del comú, com
podrien ser nombres de l’ordre de milers o més grans.
