MECCANICA e DINTORNI

Questo è un argomento che ho già trattato nel gennaio 2013 nel mio topic "modifiche ad un vecchio tornio". Ritorno su questo argomento dato che nel frattempo ho modificato parecchio quel misuratore, e siccome sono al punto di dover misurare la potenza di un motore a vapore che ho quasi ultimato, mi pare che vale la pena parlarne dato che era previsto solo per motori elettrici.
La modifica più importante , ho sostituito il freno a tamburo con un freno a disco, poi ho messo solo la possibilità di variare il braccio in 2 posizioni per misurare piccole potenze e grandi potenze. Ho cambiato il tachimetro . Alcune foto, e discussione aperta.

Se posti uno schema sarà tutto più chiaro : mi sembra di capire che misuri la compressione di una molla per misurare la coppia.....

si misura la compressione di un liquido, misuri i bar e poi in base alla tabella sullo strumento trasformi nella misura che ritieni più idonea, è uno strumento che veniva usato al terzo anno periti elettrotecnici, il freno a disco non c'era si usava una specie di freno a strisciamento su un volano ma è la stessa cosa il freno a disco è molto più bello complimenti mafa!

Complimenti anche da parte mia ...

Mi sono sempre chiesto se la dissipazione di potenza per l'attrito falsa la misurazione ...

Mi pare che per evitare (o limitare) il fenomeno , si usino elettro-freni ...

dipende dalla potenza del motore, il sistema di misurazione è indipendente dal sistema di frenatura, si tratta di rallentare il motore fino a fermarlo o ad arrivare ad un numero di giri che si ritiene il limite sotto cui non andare però va fatto gradualmente scaricando la forza contrastante la spinta del motore su qualcosa che ne permetta la misura il fatto che il freno si riscaldi è ininfluente, la forza misurata non ne risente basta sottrarre ad essa l 'eventuale peso iniziale del sistema di frenatura a motore fermo, un elettrofreno permette di mantenere il motore sotto sforzo a lungo per verificare altre cose oltre alla sola potenza ma penso che quello che vuole misurare mafa è quanto " spinge " il motore non se regge per ore

Flosi ha già risposto. Ho fatto un pistone diam. 25,24 mm che ha una superficie di 5 cmq, su quel pistone scarico la coppia che riceve il freno e con la giusta misura del braccio diventa semplificato il calcolo per ottenere i Watt prodotti dal motore che conduce il disco. La formula è scritta sotto il manometro. Questo aggeggio l'avevo fatto per risolvere una questione che era nata sul dubbio che non fossero esatti i cavalli dichiarati sulle targhe dei motori elettrici.

io facevo banchi prova motori..
quel sistema e' un giocattolo ma vabbe' qualcosa misuri ,cella di carico o bilancia e contagiri, per 'frenare' si usano freni a correnti parassite o elettrodinamici, ci sono anche gli inerziali, una volta si usavan sistemi idraulici e alla fine dell'800 freni ad aria con eliche passo variabile.
comunque visto il costo elevato di un semplice correnti parassite va bene il freno a disco

Mentre scrivevo ha già mandato un messaggio. Comunque io con quell'aggeggio, piazzo il motore e comincio a frenare sino a raggiungere grosso modo il giri dichiarati in targa e leggendo la coppia si calcola la potenza erogata, sarebbe bene (e dovrò farlo) mettere anche un amperometro in modo da vedere che non si superi la corrente di targa. Ricordo che avevamo notato notevoli differenze tra varie marche.
P.S.
x lelef, sarebbe utile avere consigli per eventuali modifiche atte migliorare e possibilmente semplificare i lavori, figurati che sono partito facendo anche questi.

be' il principio e' quello, con motori elettrici e potenze di pochi hp non avrai problemi.
Coi motori a combustione interna e' tutto molto piu' complicato l'energia e il calore da smaltire sono enormi e le misurazioni molto piu' difficili poi ci sono una serie di paramentri ambientali e relative correzioni che con gli elettrici non c'e'..be' un conduttore che scalda rende meno qualche cosa da calcolare ci sara' anche li, almeno penso
una cosa da tenere in considerazione per le tue prove e' la corrente che arriva dalla rete, che in funzione del carico sulla rete credo cambi.
quando 30 anni fa' usavo una vecchia saldatrice 'classica'avevo notato che se saldavo a notte fonda la saldatrice sembrava piu' potente,probabilmente con meno carico sulla rete qualcosa cambiava.

se vuoi approfondire riguardo al freno a correnti parassite cerca 'correnti di Foucault' o Eddy current in pratica e' stesso principio dei rallentatori per mezzi pesanti e treni anche se alquanto grezzi

bella l'evoluzione del vecchio.

Se il principio è quello di misurare la coppia torcente tramite frenatura con disco frenante (e quindi forza di reazione su pinza freno e sue pastiglie/materiale d’attrito), la misura che ne consegue sarà legata al coefficiente d’attrito della pastiglia frenante sul disco. Questo valore è fortemente dipendente soprattutto da temperatura sulle superfici (pastiglia e disco), dalla velocità di rotazione del disco e dalla pressione di contatto pastiglia sul disco. Ogni produttore di materiali d’attrito metallici sinterizzati (da 15-20 anni la stragrande maggioranza ), ha almeno 4-5 mix di materiali (con diverse caratteristiche rispetto ai parametri sopra) che si scelgono in fase di sviluppo. Quello che man mano che la temp sale, “frena” di più a parità di carico sulla leva, quello che “frena” di più ad alte velocità, quello che frena di più (percentualmente) per piccoli carichi e di meno per carichi maggiori ecc.
Tutto per dire che il legame “forza sulla leva” / “coppia frenante” è fortemente non lineare (ed è uno dei motivi per cui si usano i freni a correnti parassite nei banchi prova motori “normali”). Avendo la curva di coppia precisa di un motore campione e caratterizzando il banco, si potrebbe provare a costruire la “funzione di trasferimento” per punti, ma il fatto che la temperatura delle superfici influenzi la stessa, rende difficile la cosa.

Ciao Robys, credo che quello che stò misurando sia a prescindere da quello che giustamente tu dici. Il mio ragionamento è questo: ho un motore che gira, tento di fermarlo frenandolo,pertanto più lo freno più lui produce una coppia grande che io posso misurare con il sistema descritto, se nel contempo misuro anche i giri ho le due grandezze che mi permettono di calcolare la potenza. Cioè "OMEGA e C". Chiaramente mentre eseguo questa operazione consumo dell'energia che devo dissipare, e allora entra in gioco il tuo ragionamento. Certo si potrebbe fare il tutto con altri sistemi , es. fare trascinare una dinamo e applicargli un carico. Ho fatto quello ritenendolo il più semplice alla mia portata. Però se ne esistono altri più semplici ben vengano, siamo quì per quello.

Eccellente idea Mafa quella di lanciare un concorso per il sistema piu' "semplice" per misurare la potenza meccanica di un albero motore, mi piacerebbe concorrere con un progetto, senza la realizzazione. Ma nel bando di concorso vedo un sacco di complicazioni nel definire il significato di semplice. A parte i giochi di parole onestamente bisognerebbe definire un sacco di parametri: il tempo massimo della prova (e' dura dissipare economicamente tanta potenza a lungo, rimangono l'acqua corrente e l'aria), il tempo di risposta, la precisione della misura, solo motori asincroni trifase?, ecc.
Se per semplice si intende economico con componenti nuovi ed elementari direi comunque che dovrebbe svilupparsi intorno a un microcontrollore tipo arduino che acquisisce tutta la sensoristica, acquisizione e analisi risultati, e come freno un elica/turbina in aria, demoltiplicata, e a passo variabile.

...effettivamente, volendo evitare il freno a correnti parassite, una soluzione che può essere "caratterizzabile" più semplicemente del sistema con freno a disco (correggendo solo con temperatura e umidità dell'aria), potrebbe forse essere quella con freno ad aria (ad esempio usando un'elica a passo variabile, variabile in tempo reale, come proposto).
Non per niente dovendo "rodare" o fare prove di durata su motori a combustione interna, anche di una decina di cavalli, un sistema semplice (e molto economico) e anche per non impegnare inutilmente banchi prova motore dedicati allo sviluppo, è quello di frenare il motore (ovviamente a un regime fisso, prefissato) con un freno ad aria (ad esempio con una sorta di testina da decespugliatore con fili di nylon di lunghezza appropriata..).
Usando un'elica a passo variabile durante la prova, si potrebbe frenare con coppie variabili (entro certi limiti).

Secondo mè il sistema attuale, cioè freno a disco è il più economico e funzionale per lo scopo che si vuole ottenere, tutti gli altri prevedono un impegno in costruzioni che anche se non eccessivamente complesse non giustificano l' utilizzo più che saltuario dell' apparecchio un conto è se devo misurare 10 motori al giorno e un' altro se misuro un motore ogni tre mesi e nemmeno pretendo di arrivare al centesimo di cavallo; questo quando non mi serve lo metto sotto il tavolo o su uno scaffale, se pesa di più o ingombra di più già crea un problema, un professionista ha altre esigenze un hobbista deve scendere a compromessi