Come calcolare la compressione di due molle in serie

braudo1982

Utente poco attivo
Professione: Progettista
Software: Solid Works
Regione: Emilia Romagna
Buongiorno a tutti,
per un progetto su una distribuzione idraulica mi trovo a dovermi confrontare con sistema con due molle in serie.
In sostanza, ho una molla che spinge due spole.
Tra queste due spole vi è un'ulteriore molle che mi serve come ritardo sull'ultimo circuito che dovrà aprire il sistema.
Vorrei sapere di quanto si comprimono le due molle quando agiscono in serie, in modo da sapere la posizione della spola che dovrà aprire il circuito,
In rete ho trovato solo formule che parlano del k equivalente, e della somma dell freccie delle molle, ma nessuna che mi restituisse la compressione del sistema.

Qualcuno riuscirebbe ad aiutarmi?

Grazie.
 

TECNOMODEL

Utente Senior
Professione: Progettista/Disegnatore
Software: Cimatron E/Inventor/Creo Direct Modeling
Regione: Emilia Romagna
Buongiorno a tutti,
per un progetto su una distribuzione idraulica mi trovo a dovermi confrontare con sistema con due molle in serie.
In sostanza, ho una molla che spinge due spole.
Tra queste due spole vi è un'ulteriore molle che mi serve come ritardo sull'ultimo circuito che dovrà aprire il sistema.
Vorrei sapere di quanto si comprimono le due molle quando agiscono in serie, in modo da sapere la posizione della spola che dovrà aprire il circuito,
In rete ho trovato solo formule che parlano del k equivalente, e della somma dell freccie delle molle, ma nessuna che mi restituisse la compressione del sistema.

Qualcuno riuscirebbe ad aiutarmi?

Grazie.
Puoi postare uno schema?
Ho usato questi sistemi nel mio precedente lavoro, ma non sono sicuro di aver capito bene l'applicazione.
 

braudo1982

Utente poco attivo
Professione: Progettista
Software: Solid Works
Regione: Emilia Romagna
Certo.
Ho provato a schematizzare al massimo il funzionamento.

Grazie per l'aiuto.
 

Allegati

TECNOMODEL

Utente Senior
Professione: Progettista/Disegnatore
Software: Cimatron E/Inventor/Creo Direct Modeling
Regione: Emilia Romagna
Lìho guardato di fretta, oggi ho poco tempo. Continua però a non essermi chiaro il funzionamento e cosa chiedi?
Spero sia la fretta, perchè se no vuol dire che mi sto rinc.......:cry:
 

SMIRRO

Utente standard
Professione: Progettista meccanico
Software: Solidworks, Solid Edge, Top Solid
Regione: Toscana
Credo di non aver capito bene lo schema, le 2 molle essendo in serie hanno in comune la forza, non la deformazione x che hai indicato.
Ovvero, sottoponendo la catena di molle ad una forza P ognuna avrà una forza F1=P, F2=P... Fn=P, ed una deformazione che invece sarà diversa per ogni molla (X1, X2,...Xn) e proporzionale alla forza secondo la costante elastica (K1, K2,...Kn) di ogni molla.
Quindi, ci sono solo 2 strade per conoscere la deformazione di ogni molla: o si conoscono le costanti Ki delle singole molle in questione, e la forza che si sta applicando, quindi si trovano le singole deformazioni come Xi=Fi/Ki, oppure se non si è in possesso di questo dato, non resta che misurare direttamente questa deformazione in base alla forza, trovando empiricamente le Ki.
La deformazione totale sarà pari alla somma delle deformazioni.
Forse non ho capito bene il problema e sto prendendo un granchio.
 
Ultima modifica:

Stan9411

Utente Junior
Professione: System Engineer
Software: PTC Creo parametric, Matlab
Regione: Lombardia
La k equivalente si ottiene con la stessa formula delle resistenze in parallelo..
 

Calender

Utente attivo
Professione: Impiegato tecnico
Software: Inventor
Regione: Friuli Venezia Giulia
Ciao,forse non ho ben capito sinceramente...comunque,vuoi conoscere di quanto si deformano le due molle (diverse) e di quanto si spostano le due "spole",con l'applicazione della forza esterna? In modo da conoscere la posizione dei due elementi che bloccano il passaggio del fluido/aria ? In quel caso,se consoci la costante elastica è abbastanza semplice...considera il principio di azione e reazione..la forza si propaga su tutti gli elementi...la "spola" sotto M1 si sposta in funzione della costante elastica K1 ed ottieni X1 (spostamento spola 1).. la sola sotto M2 si sposta di X1 + X2 ed X2 lo trovi sulla base della deformazione della molla di costante K2..non so se mi sono spiegato .. se non hai capito piu tardi magari posto uno schema...ovviamente il tutto prescinde dagli attriti interni (che comunque ci sono)
 

meccanicamg

Utente Senior
Professione: Mechanical engineer manager
Software: SolidWorks, FreeCAD, NanoCAD5, Me10, Excel, LibreOffice
Regione: Lombardia
Ti allego i miei appunti sulle molle a passo variabile. In sostanza sono due molle in serie con caratteristiche differenti.
Guarda le corse sul diagramma che sono abbastanza semplici da capire.

Screenshot_20200715_202611.jpg
 

TECNOMODEL

Utente Senior
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Buongiorno a tutti,
per un progetto su una distribuzione idraulica mi trovo a dovermi confrontare con sistema con due molle in serie.
In sostanza, ho una molla che spinge due spole.
Tra queste due spole vi è un'ulteriore molle che mi serve come ritardo sull'ultimo circuito che dovrà aprire il sistema.
Vorrei sapere di quanto si comprimono le due molle quando agiscono in serie, in modo da sapere la posizione della spola che dovrà aprire il circuito,
In rete ho trovato solo formule che parlano del k equivalente, e della somma dell freccie delle molle, ma nessuna che mi restituisse la compressione del sistema.

Qualcuno riuscirebbe ad aiutarmi?

Grazie.
Continua a non essermi chiaro il funzionamento.
La molla a cui ti riferisci, che spinge 2 spole, è quella chiamata P nello schema?
Nella fase a riposo indichi F1: 5 daN. Da dove arriva quella forza?
 

braudo1982

Utente poco attivo
Professione: Progettista
Software: Solid Works
Regione: Emilia Romagna
Buongiorno a tutti,
intanto grazie mille per i diversi commenti. Ammetto che spiegare il sistema non è la cosa più semplice del mondo ma cercherò di essere più dettagliato.

Considerando:
P : pressione
U : utilizzi
T : scarico
ML1 : molla precaricata
ML2 : molla libera. Mi da la posizione della "spola 2"
K molle : nota

Fase 1:
il puntone è a riposo.
La molla ML1 ha un precarico, in modo che mi generi un Pressione istantanea (rapportato al diametro della spola), appena la spola mi apre sugli utilizzi U.
1594891453884.png

Fase 2:
il puntone spinge il sistema, fino ad aprire U2.
Il valore X in sostanza è una Corsa Morta per portarmi U2 in apertura.
La forza della ML1 e ML2 cominciano a generare pressione.
Da questo momento in poi la spola 2 è "bloccata" in quella posizione.

1594891472257.png

Fase 3:
Continuando a premere il puntone, la spola 2 e bloccata dalla pressione che si sta alzando,
mentre la molla centrale raggiunge lo stesso carico della molla precaricata.

1594891498376.png

Fase 4:
spingendo ancora il puntone, avrò che le due molle lavorano in serie fino all'apertura di U1.
Il valore di quanto si sono compresse le molle, mi servirà per stabilire di quanto ho spinto il puntone, durante la fase in cui le molle lavoravano in serie.
1594891515804.png


Spero di essere stato il più esaustivo possibile.
Ad ogni modo cercherò di approfondire i diversi dubbi in modo d'arrivare alla soluzione.
 

braudo1982

Utente poco attivo
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Software: Solid Works
Regione: Emilia Romagna
Continua a non essermi chiaro il funzionamento.
La molla a cui ti riferisci, che spinge 2 spole, è quella chiamata P nello schema?
Nella fase a riposo indichi F1: 5 daN. Da dove arriva quella forza?
No non è quella chiamata P. Volevo intendere che avevo una contro-pressione P, che mi bloccava la spola 2. Forse era un pò forviante.

La F1 : 5 daN è la molla precaricata di quel valore. Mi serve per generare un pressione pronta sugli utilizzi appena apro.
 

braudo1982

Utente poco attivo
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Regione: Emilia Romagna
Ti allego i miei appunti sulle molle a passo variabile. In sostanza sono due molle in serie con caratteristiche differenti.
Guarda le corse sul diagramma che sono abbastanza semplici da capire.

Vedi l'allegato 58726
come ricavare il k equivalente mi è chiaro.
Non mi è chiaro quanto si comprimono le due molle, mentre lavorano in serie.
Nel tuo schema come ricavi la corsa con Keq?

Grazie
 

TECNOMODEL

Utente Senior
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Software: Cimatron E/Inventor/Creo Direct Modeling
Regione: Emilia Romagna
Buongiorno a tutti,
intanto grazie mille per i diversi commenti. Ammetto che spiegare il sistema non è la cosa più semplice del mondo ma cercherò di essere più dettagliato.

Considerando:
P : pressione
U : utilizzi
T : scarico
ML1 : molla precaricata
ML2 : molla libera. Mi da la posizione della "spola 2"
K molle : nota

Fase 1:
il puntone è a riposo.
La molla ML1 ha un precarico, in modo che mi generi un Pressione istantanea (rapportato al diametro della spola), appena la spola mi apre sugli utilizzi U.
Vedi l'allegato 58751

Fase 2:
il puntone spinge il sistema, fino ad aprire U2.
Il valore X in sostanza è una Corsa Morta per portarmi U2 in apertura.
La forza della ML1 e ML2 cominciano a generare pressione.
Da questo momento in poi la spola 2 è "bloccata" in quella posizione.

Vedi l'allegato 58752

Fase 3:
Continuando a premere il puntone, la spola 2 e bloccata dalla pressione che si sta alzando,
mentre la molla centrale raggiunge lo stesso carico della molla precaricata.

Vedi l'allegato 58753

Fase 4:
spingendo ancora il puntone, avrò che le due molle lavorano in serie fino all'apertura di U1.
Il valore di quanto si sono compresse le molle, mi servirà per stabilire di quanto ho spinto il puntone, durante la fase in cui le molle lavoravano in serie.
Vedi l'allegato 58754


Spero di essere stato il più esaustivo possibile.
Ad ogni modo cercherò di approfondire i diversi dubbi in modo d'arrivare alla soluzione.
Facciamo un passo alla volta.
Fase 1: Ammesso che il puntone sia mantenuto in posizione meccanicamente dici che hai un precarico sulla molla 1 e la molla 2 scarica. Non mi sembra possibile, la molla 1 con il suo precarico andrà a "spingere" la spola 1 verso la molla 2 generando un precarico anche in questa. In più questa somma di forze andrà a spostare anche la spola 2 verso dx, a meno che non ci sia un qualcosa che impedisce questo movimento. Questo perchè sia la spola 1 che la 2 hanno la luce di scarico aperta, quindi gli utilizzi non generano pressione che possa contrastare questi spostamenti.

P.S. nel tuo schema entrambi gli utilizzi sono U2, immagino che quello di sx, sulla spola 1 sia U1
 

braudo1982

Utente poco attivo
Professione: Progettista
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Regione: Emilia Romagna
Fase 1: Ammesso che il puntone sia mantenuto in posizione meccanicamente dici che hai un precarico sulla molla 1 e la molla 2 scarica. Non mi sembra possibile, la molla 1 con il suo precarico andrà a "spingere" la spola 1 verso la molla 2 generando un precarico anche in questa.
per la tua prima domanda ti allego come è schematicamente
1594904507501.png
La molla è tenuta precaricata da una vite, come in figura

Il sistema viene mantenuto a contatto con la molla pre-caricata, tramite una mollettina sul fondo
1594904866164.png

P.S. nel tuo schema entrambi gli utilizzi sono U2, immagino che quello di sx, sulla spola 1 sia U1
Si, errore mio.

Spero di essere stato più completo.
 

Allegati

Stan9411

Utente Junior
Professione: System Engineer
Software: PTC Creo parametric, Matlab
Regione: Lombardia
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Lezione 1 di dinamica dei sistemi.
 

Stan9411

Utente Junior
Professione: System Engineer
Software: PTC Creo parametric, Matlab
Regione: Lombardia
Assolutamente no.
È una notazione matriciale.
La matrice che correla gli spostamenti x1 e x2 al vettore delle forzanti [ F , 0 ] è quella che ti ho scritto.
Per ottenere gli spostamenti devi invertire la matrice K.

Nel nostro caso viene questo risultato:

image.jpg
 

braudo1982

Utente poco attivo
Professione: Progettista
Software: Solid Works
Regione: Emilia Romagna
Assolutamente no.
È una notazione matriciale.
La matrice che correla gli spostamenti x1 e x2 al vettore delle forzanti [ F , 0 ] è quella che ti ho scritto.
Per ottenere gli spostamenti devi invertire la matrice K.

Nel nostro caso viene questo risultato:

Vedi l'allegato 58761
Fantastico ti ringrazio.
Scusami ma queste nozioni di matematica a parte essere abbastanza ostiche non le ricordo più tanto bene.

In sostanza, la F che andrò applicare al sistema delle molle in serie partirà dal valore con cui la ML2 avrà raggiunto il valore della ML1 giusto?
 

braudo1982

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Regione: Emilia Romagna
Non si capisce fisicamente cosa questa frase voglia dire in italiano.
Provo ad essere più "italiano" usando i numeri come esempio:
1 - il pre-carico ML1 è 5 daN
2 - il pre-carico di ML2 è 0 daN
3 - spingendo sul puntone, il sistema si sposterà fino ad aprire su U2, e la pressione sarà la risultante della F sul puntone, rapportata all' A della spola.
4 - aumentando F sul puntone fino al valore di 5 daN (valore di pre-carica della ML1), la ML2 si comprimerà di quel valore, cioè fino al valore del pre-carico di ML1
5 - da 5,1 daN di F sul puntone in poi le due molle lavoreranno in serie

Quindi la domanda era appunto :
è corretto dire che le molle cominceranno ad agire in serie, quando la F sul puntone avrà lo stesso valore della carico su ML1 e ML2?

Scusami ma non è semplice spiegarsi a parole.