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Bomba cavidad progresiva - MuchoCATIA

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Bomba cavidad progresiva

Está Vd en: Ejercicios>>CinemáticaKinematics>> Bomba de cavidad progresiva.

 

Joint: Planar, Roll Curve

Ejer-Kin-93_Bomba cavidad progresiva. Relación: 2:1

 

1.- El diseño Original. Relación 2:1
2.- Cómo diseñarlo en CATIA V5. Relación 2:1
2.1.    El conjunto.
2.2.   La cinemática.
2.3.   Prueba de Colisión.

 

  La bomba de cavidad progresiva de Moineau tiene dos partes que giran entre sí con un movimiento excéntrico. Las formas, en una sección transversal axial, están en el diseño original basado en hipocicloides.

1.- El diseño Original. Relación 2:1

 

  En este tipo, que fue el inicial, la relación entre los radios de los círculos C2: C1 es de 2:1 y la hipocicloide, que se genera por el punto P, al ser arrastrado, es una recta.

Rela2:1

  El círculo C1 rueda por dentro del C2 y el punto P desliza hacia delante y hacia atrás recorriendo el diámetro H2 y arrastrando al Rotor. En la imagen de la derecha, P y H2 con un círculo de radio de Offset, de valor libre.

      

  La imagen es una sección horizontal de la bomba y las áreas a cada lado del rotor son secciones de dos cámaras de la bomba.

2.- Cómo diseñarlo en CATIA V5. Relación 2:1

 

  Ahora vamos a ver cómo dibujar esto en CATIA. Recordemos lo importante:
  El comando New permite crear Part’s y Product, así como Drawing. Lo ideal es que tengamos bien configuradas las Options que les afecta, que son las siguientes:
  Para el Part, que tengamos puesta la opción de External Reference: Mantener Link y que nos lo pregunte si queremos hacerlo.

►  Que tengamos activada la opción “Create an axis system”
►  Que al dar al comando New, aparezca el panel para preguntar por el nombre del Part o del Product.
►  Que NO permitaHybrid design” (donde en el árbol de especificaciones se mezclan elementos sólidos (Pad, Hole, etc.) con elementos alámbricos (Line, Point, etc.) Recordar que el Sketch se “cuela” en ambos sitios.

 

 

 

2.1.  El conjunto.

 

  Empezaremos por la relación 2:1, que yo llamo “coliso” por su forma.

►  Damos a New y seleccionamos de la lista Product. Aparece el panel preguntando por el Part Number y tecleamos “BombaProgrColiso_8-4”.

 

  Vamos a crear, antes que nada, los Parámetros que se van a compartir, para lo cual vamos al módulo Knowledge Advisor que nos permite crear parámetros y más cosas.

►     Damos a “Add Set of Parameters” y a “Add Set of Relations”.
►      Vamos dando a la “lupita” (Parameters Explorer) y seleccionamos el nodo “Parameters” y creando estos parámetros:
  D   Diámetro del EJE, que puede tener cualquier valor.
  C2r:   Radio del circulo C2
  Lon:  Longitud total de las piezas.
  tol:  Valor de la tolerancia.

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►  Creamos un parámetro más (si es que nos gusta) para tener controlado el radio de C1
►  Y le damos fórmula C1r=C2r /2
►  Damos al icono de insertar un Part. CATIA se queda esperando que hagas clic en cual Product lo quieres insertar (a pesar que sólo existe uno J).
►  Al nuevo Part, le damos de nombre “BombaProgrColiso_8-4-BASE”. Y presionamos el icono del “ancla” (Fix) para dejarlo fijo.
►  Damos doble clic sobre el Part que hemos insertado (NO en la “instancia del Part”) para empezar a dibujar en él. Ver:

 https://www.muchocatia.es/nivel0/094-donde-estoy.html
 https://www.muchocatia.es/nivel0/man0004-ent-instancias.html

►   Nos aseguramos que hemos cambiado al módulo del Generative Shape Design. Y damos a “Insert flechaGeometrical Set”  (NO a “Order Geometrical set) y creamos uno con el nombre “DATOS” por ejemplo.
►    Damos al icono Point y creamos un punto por coordenadas z= C1r, seleccionando el parámetro del Product. Nos saldrá esta pregunta a la que decimos SI.

 

 

►   Y quedara un nodo llamado “External Parameters” y dentro un parámetro con link al del Conjunto, de forma que si se cambia en el conjunto se cambia en todas las piezas del mismo a las que afecte.
►   Haciendo centro en ese punto, dibujamos el círculo C1, de radio = C1r.

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  Y dibujamos el círculo C2, creando antes un punto de coordenadas 0; 0; 0. El radio se lo ponemos con fórmula respecto el parámetro C2r del Product. Queda así:

  Salvamos la pieza y el Conjunto, desde el FileflechaSave Management. Y cerramos todo.

•   Podemos hacer un New From.. el fichero BASE, cambiándole el nombre por “BombaProgrColiso_8-4-EJE” y lo salvamos.
Abrimos de nuevo el Product e insertamos el fichero nuevo, con lo que tenemos la mitad del trabajo hecho.

  Seguimos “Diseñando en Contexto” (poniendo activo un Part, pero viendo el resto).

•   Activamos la “BASE” (podemos ocultar el “EJE”) y hacemos un Sketch en el plano ZX y dibujamos el contorno exterior y un coliso, cuyos extremos coincide con el diámetro de circulo C2 y su radio es la mitad del parámetro (del Product) “D”:

 

   

•     Damos doble clic sobre el G. Set del “EJE” y dibujamos un Circle de diámetro “D” en el origen del Part. A este círculo, le aplicamos una reducción igual a la mitad del parámetro “tol(tolerancia).
  Y hacemos un sólido de longitud igual al parámetro “Lon”.

  

2.2.  La cinemática.

  

  Este es nuestro conjunto:
►  Cambiamos al módulo de Kinematic. Y damos al icono “Fixed Part”. Sale un mensaje para crear un nuevo Mecanismo:
    Le damos de nombre “Coliso
     Y seleccionamos una geometría del “BASE”.
Queda así:

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►    Añadimos un Joint “Planar”, y seleccionamos, en el árbol, los planos ZX de cada uno de los Part’s.
►    Y añadimos el Joint “Roll Curve”, seleccionado el Circulo “C1” del “EJE” y el círculo “C2” de la “BASE” y activamos la opción “Length driven”.

Eureca   Hemos hecho un “truco”, porque en la “BASE”, en vez de crear un solo Circle, hemos creado doscomplementarios”, haciendo que “pasen por un punto” y sus ángulos se complementen, uniéndolos, posteriormente, en un Join, llamado “C2”, que es el que se usa en la Kinematic. Esto sirve para que el comando empiece en CERO.

 

►     Sólo queda ponerle una fórmula al comando al que renombramos a gusto.
    Seleccionamos el comando y damos al icono Formula. Damos al botón [Add Formula].
   En el cuadro que sale, seleccionamos en el árbol el nodo del “Mechanisms” y sale un cuadro donde hacemos clic en el cuadro “Members of All”, en “Coliso\KINTime”. Esto es el parámetro de tiempo de simulación, que va aumentado en cada segundo de la simulación.
    Escribimos esta relación: ( Coliso\KINTime /1s ) * 1 mm
    Que significa que por cada segundo de simulación el círculo avance, rodando, un milímetro.

  Con esto, ya podemos usar el comando “Simulation whit Laws”. Debemos cambiar el límite final que, por defecto, siempre pone 10 segundos, Podemos poner la longitud de C2= 50.26548246 … pero sin unidades, claro!

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2.3.     Prueba de Colisión.

 

  Para asegurarnos que no existe colisión, durante su movimiento, debemos añadir una Colisión. Vemos cómo:

►   En el mismo módulo, damos al icono, de la paleta “DMU Space Analysis”, “Clash”. Y en el cuadro que sale, podemos dar a al valor por defecto “Contact + Clash” y “Between all components”. En el cuadro final, si damos a [Apply] deberemos obtener que No existen conflictos.

 

   Ahora debemos simular, usando la opción “Simulation whit Laws” y activando la opción “Activate sensors”.

►  Dejamos activa la pestaña “Instantaneous values”, y simulamos. Veremos que, como hemos dado una tolerancia de 0.1mm entre ambas piezas (mitad en cada lado) No existe ni contacto. Podemos probar reduciendo la tolerancia.

 

Danger He cambiado la tolerancia a 0.02mm y ya da “Contact”, valor 0 + Relevant.

  Pero si en el cuadro “Sensors” ponemos que se pare cuando exista Clash (penetración) eso no ocurre, luego está bien diseñado.

El plano:
plano

 

Ver vídeo al respecto: CATIA_V5-Lecc_Kin-Ejer-BombaProgrColiso.mp4

Dado, por el Juanri, en Sevilla a 14/04/2024

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