Calcolo lunghezza e spessore barra

Salve a tutti

Come gentilmente consigliato da luca31 ( ) , posto qui questo argomento.

Mi chiedevo come fanno gli ingegneri in fase di progettazione a scegliere la lunghezza e spessore barra migliore per un determinato motore. C'e' qualche relazione tra hp di un motore e lunghezza e spessore ottimale di barra o la scelgono empiricamente?

Grazie a tutti

Fiskar ha scritto: Per esempio, perche' per un 50cc scelgono una barra da 40-45cm ma non da 70cm? E' una scelta empirica dopo aver fatto prove di taglio e realizzato che quella e' la barra ottimale o calcolano a priori la lunghezza e spessore con qualche formula?

Per tutte le motoseghe viene suggerita la misura consigliata e poi il min e max accettabile.
Le variabili da considerare sono principalmente 2: potenza motore e portata pompa olio.
Un 50cc da 2.5-2,8 Kw non può funzionare in modo efficiente con una barra da 70 cm. Il motore soffre. Contemporaneamente la portata olio catena sarà scarsa per tutta la lunghezza barra.
Hai mai lavorato per qualche ora con una barra da 70 cm?
Pensa alle discutibili scelte motoristiche su tante automobili. Motori piccoli su carrozzerie grandi e pesanti.
Condizionatore che assorbe il 3-4% della potenza del motore.
6a marcia "lunga" che, a fronte di minimo risparmio di carburante a velocità costante autostradale, si "siede" di fronte alla minima pendenza e devi scalare marcia.

Falcetto,

grazie della risposta  

La mia domanda nasceva proprio dal fatto che hai menzionato tu: un motore da 50cc non puo' funzionare in modo efficiente con una barra da 70cm.

Quindi, le scelte delle barre nascono da esperienze fatte sul campo o da un calcolo che rapporta gli hp di un motore ad una determinata lunghezza e spessore della catena o da entrambe le cose?
Era questo che mi chiedevo
Io progetto un motore e poi devo scegliere la barra. Che faccio? Costruisco 5 barre di lunghezza e spessore diverse a caso e poi scelgo quella che sento meglio per il motore o prima di costruirle, prendo i miei calcoli e vedo quello che esce fuori dai calcoli e poi le costruisco? Ovviamente credo la seconda e mi chiedevo se, a grandi linee, qualcuno era a conoscenza di questi calcoli.  

La potenza assorbita si calcola in base alla sezione di truciolo, resistenza del materiale da lavorare (N/mmq), velocità di taglio, numero di denti in presa e rendimento della macchina, rendimento dell’apparato di taglio in questo caso. Se vuoi ti dico dove puoi trovare le formule per la fresatura, per le motoseghe non so ma sarà in linea teorica molto simile. Teniamo sempre presente che chi deve montare barre lunghe stralunghe, mette una maglia in più tra i due denti, a parità di denti le maglie motrici sono il doppio, perché oltre a potenza e lubrificazione si pone anche un altro problema, l’evacuazione dei trucioli.

Moottorisaha grazie mille per la risposta

Si, se non ti disturba, mi piacerebbe vedere queste formule per la fresatura.
Mi piacerebbe vedere come sono combinate insieme tutte le possibili variabili.

Grazie mille

Cercando lavorazione per asportazione di truciolo (legno) si trova un sacco di roba.
Le formule sono il frutto di prove sperimentali.
I costruttori di utensili per meccanica indicano le velocità di taglio e lo spessore del truciolo.(avanzmento)
Il resto dipende dalle caratteristiche della macchina ed è estremamente variabile.

Belcanto,

grazie mille del suggerimento

in effetti, mettendolo su google ho gia' trovato cose interessanti, come il modello Piispanen. Seguendo questo, ho gia' scaricato un paio di articoli molto interessanti

Grazie ancora

La potenza si calcola con la formula P=(ae*AP*Vf*Kc)/(60*10^6) dove P=Kw; ae in questo caso è la profondità del tassello limitatore mm; AP è la larghezza del dente mm; Vf velocità di discesa della barra mm/min. (questo è impossibile da calcolare essendo un utensile a mano); Kc forza di taglio specifica N/mmq (anche questo è difficile da stabilire sul legno). Potenza riferita a un solo dente che va moltiplicata per il numero di denti in presa, variabili a seconda del diametro. Questa formula si usa con le macchine utensili per metalli, il legno non è un materiale isotropico ma morfotropico, che cambia la resistenza a seconda della direzione in cui lo lavori quindi, le variabili sono molte, non ho idea di che calcolo si faccia per le motoseghe ma sicuramente c’è.

E' stato veramente molto gentile!

Ho gia' trovato articoli interessanti su quello che mi chiedevo e si, nelle formule ho trovato anche il Vf

Come mi ha detto precedentemente, e' molto molto importante la fuoriscita del truciolo durante il taglio. In un articolo che ho letto poco fa, hanno stimato che, nel peggiore dei casi, la lama e' a contatto col legno, solo per il 6% del tempo operativo!!!
E dipende molto dal Kc, che viene stimata intorno ai 110-160N durante il normale utilizzo.

Un'altra cosa che mi ha un po' confuso e' che la velocita' di rotazione della lama non sempre e' buona cosa ai fini dell'efficiena di taglio, proprio per il fatto dei trucioli di cui mi parlava.

Sto nel mezzo della lettura di un altro interessante articolo: magari le faccio sapere quello che trovo e mi dice se si trova d'accordo.

Sono argomenti che affronto nell’ambito della lavorazione del metallo ma il principio è sempre lo stesso. Le prime cose a cui tutti pensano sono la sezione di truciolo e la velocità di taglio ma nessuno pensa all’evacuazione dei trucioli e, se non si scarica il truciolo c’è assorbimento di potenza notevole ma non c’è taglio. Nelle frese si sente proprio lo sforzo della macchina e poi la rottura dell’utensile.
Contento di essere stato d’aiuto, mi faccia sapere.

Salve Moottorisaha

dopo aver letto vari articoli sull'argomento, quello che ho trovato interessante sono i seguenti punti:

* in un esperimento su un tronco di abete Douglas SENZA nodi, la distribuzione della
  forza di taglio parallela alla barra durante il taglio segue perfettamente una     gaussiana, con picco centrato ad una forza di 44N. Quando l'ho vista sono rimasto molto sorpreso.  
Con un tronco nodoso, la gaussiana e' positivamente asimmetrica.

* il comportamento bilineare della forza della catena vs la profondita' di taglio:
 una regione fino a 0.45mm ed un'altra da 0.45mm. Questo comportamento bilineare
 non si trova se si confronta forza vs umidita', forza vs densita' e forza vs
 velocita' di taglio: una semplice relazione lineare basta a descrivere questi
 ultimi casi. Il comportamento bilineare viene ipoteticamente attribuito ai trucioli: con
 l'aumento della profondita' di taglio, aumenta il volume di trucioli nello spazio dello  spessore della barra, aumentando quindi le forze a lavoro.
 Per descrivere il comportamento bilineare di forza vs profondita' di taglio, viene
 impiegata equazione di regressione a 8 termini. Qui mi chiedevo se nel suo campo,
 viene impiegata la stessa teoria. Dall'esame dei segni dei coefficienti di regressione,
 si evince che all'aumentare di umidita' e velocita' di taglio, le forze diminuiscono
 mentre all'aumentare di densita' e profondita' di taglio, le forze aumentano.

* non c'e' alcun collegamento significativo tra profondita' di taglio e velocita' di taglio
 mentre le relazioni umidita'-profondita' di taglio e densita'-profondita' di taglio sono quelle che hanno piu' importanza ai fini dell'efficienza di taglio

                  efficienza= 1000 (Vf L)/(Fch Vc)

 dove Vc e' la velocita' di taglio, Vf e' la velocita' con cui affonda la barra nel legno, Fch e' la forza applicata alla catena dal pignone e L la lunghezza del taglio. Da notare come la velocita' di taglio sia al denominatore. Il rapporto Vf/Vc puo' essere riscritto come delta/P S, dove delta e' profondita' di taglio, P il pitch della catena e S il numero di rivetti tra due lame dello stesso orientamento.
 Plottando i vari dati, dal grafico si vede come l'efficienza di taglio raggiunge il suo massimo per un delta= 0.5mm e un peso della motosega di quasi 60N.

Data la quasi totale indipendenza della velocita' di taglio dalle forze di taglio, vari autori alla fine concordano sull'abilita' del motore di trasmettere COPPIA e non POTENZA alla barra di taglio come fattore primario per aumentare l'efficienza di taglio.

L'umidita' del legno ha un ruolo da protagonista nel calcolo delle forze in gioco e mi chiedevo cosa possa essere l'equivalente dell'umidita' nel suo campo.

Fiskar ha scritto: trasmettere COPPIA e non POTENZA alla barra di taglio come fattore primario per aumentare l'efficienza di taglio.

  ???

Fiskar ha scritto:  del legno ha un ruolo da protagonista nel calcolo delle forze in gioco e mi chiedevo cosa possa essere l'equivalente dell'umidita' nel suo campo.

Sul bagnato si scivola!

Belcanto

e si scivola ancora di piu' su neve e ghiaccio

beh, si, la conclusione cui arrivano su potenza e coppia in quei diversi articoli che ho letto e' quasi dettata dalla esperienza quotidiana direi, ma si sa che gli scienziati complicano tutto e piace descrivere un bicchiere di vetro in termini di forze elettrostatiche

Nel campo dei metalli non c’è umidità, c’è il lubrorefrigerante ma non viene considerato nel calcolo dell’assorbimento di potenza. Quello che conta è la sezione di truciolo e la velocità di taglio, efficienza viene inteso come il giusto compromesso tra tempi di lavorazione e durata degli utensili, più velocità corrisponde a minore tempo ma più consumo di utensili.
I dati di 0,5 mm e 60N sono grossomodo l’altezza del tassello limitatore e il peso medio di una motosega. Questo dimostra che per tagliare non serve applicare forza sulla macchina come ho visto fare tante volte, basta accompagnarla.
Ricordo che la potenza è il prodotto della coppia moltiplicata per il numero di giri, forse significa che è meglio avere un motore che spinge bene a bassi giri piuttosto che uno che ha tanta potenza ma tutta agli alti. D’altronde è incontrovertibile che più aumenta la velocità più aumentano il calore e gli attriti a scapito del rendimento.

Si, il discorso su coppia e potenza e' proprio quello: per aumentare la potenza o aumenti la coppia o i giri del motore. Da un punto di vista energetico, e' meglio lavorare a piu' bassi giri possibili anche per le ragioni che ha menzionato.

Negli articoli che ho lettto, gli autori, non avendo trovato una relazione significativa tra forze di taglio e velocita' , raggiungono poi la conclusione che e' piu' utile aumentare la coppia piuttosto che i giri del motore.

Parlandone ora, mi e' venuto il dubbio che forse l'utente belcanto non aveva chiaro questo concetto prima, mentre io pensavo stesse facendo uno scherzo sugli autori dell'articolo: mi scuso con belcanto per non aver risposto al suo dubbio, se effettivamente avesse avuto un dubbio

Fiskar ha scritto:trasmettere COPPIA e non POTENZA

Fiskar ha scritto:Si, il discorso su coppia e potenza e' proprio quello: per aumentare la potenza o aumenti la coppia o i giri del motore.
Negli articoli che ho lettto, gli autori, non avendo trovato una relazione significativa tra forze di taglio e velocita' , raggiungono poi la conclusione che e' piu' utile aumentare la coppia piuttosto che i giri del motore.

Parlandone ora, mi e' venuto il dubbio che forse l'utente belcanto non aveva chiaro questo concetto prima, mentre io pensavo stesse facendo uno scherzo sugli autori dell'articolo: mi scuso con belcanto per non aver risposto al suo dubbio, se effettivamente avesse avuto un dubbio

Si fa molta confusione,sopra si dice una cosa diversa dall'altra,il giusto è questo:

Moottorisaha ha scritto:
Ricordo che la potenza è il prodotto della coppia moltiplicata per il numero di giri,

Belcanto

grazie per la precisazione!

La mia imprecisazione e' dovuta in parte ad un incorretto uso di una parola italiana
nel tradurre dall'inglese, dall'altra al fatto che per me potenza implica il concetto
di tempo e, in quel contesto, avendo appena fatto un discorso sulla irrilevanza della
velocita' di taglio, ero chiaro nella MIA testa quello che volevo dire.

Grazie ancora