B19 Curva de Compressão e Energia de Molas Helicoidais e GR

Tudo sobre a CBC deverá ser postado aqui.

B19 Curva de Compressão e Energia de Molas Helicoidais e GR

Mensagempor Mandarim » 06/08/2014 - 21:29:02

Este tópico foi baseado no livro The Airgun From Trigger To Muzzle escrito por Cardew, G.V. et all; 1976

viewtopic.php?f=4&t=16124&p=172049#p172049

Uma vez concluída a confecção do dispositivo para medir a força de compressão de gás ram e molas helicoidais, finalmente vamos utilizá-lo para confrontar a energia potencial elástica na mola comprimida e também no Gás RAM versus a energia cinética liberada na boca do cano.

Nota do autor: embora a metodologia de cálculo tenha respaldo nas leis da física, os valores aqui obtidos não são absolutos pois contém uma série de incertezas e imprecisões nas medidas visto que foram obtidos com o uso de um dispositivo caseiro.

Detalhes construtivos do dispositivo podem ser vistos no seguinte tópico:

viewtopic.php?f=18&t=16681

Imagem

Para o teste inicial, escolhemos a mola helicoidal original de uma carabina BAM XS B19-14 recém adquirida e que foi utilizada em duas carabinas BAM XS B19-14, no mini review no tópico abaixo:

viewtopic.php?f=30&t=16486

A primeira BAM XS B19-14 adquirida em 13/02/2013 na CABANA Sport está com as seguintes modificações:

- polimento da câmara de compressão com lixa d'água 1200
- polimento do cilindro no trecho do rasgo de encaixe da sapata da biela, até o final
- pintura do cilindro no no trecho do rasgo de encaixe da sapata da biela, até o final, com verniz anti-atrito Molykote D-321R Spray
- "cone de forçamento" na culatra com bisel de 45º
- "lead-in" e "lead-out" do "transfer port" ligeiramente retificados em ângulo de bisel de 45º.

Com a mola original, com poucos tiros a energia cinética ficou em 22 Joules aproximadamente.

A segunda BAM XS B19-14 adquirida em 08/07/2014 na DIspropil Extreme foi mantida original, apenas limpeza para retirada do excesso da lubrificação original e uso de pasta G na bucha, no êmbolo e no cilindro e Molykote BR2 plus na mola helicoidal, "top hat" e guia de mola traseiro.

Com a mola original, com poucos tiros a energia cinética ficou em 21 Joules aproximadamente.

A mola helicoidal original da BAM XS B19-14 em questão possui 254 mm de comprimento 36 elos com arame de 3,1 mm de diâmetro. Diâmetro externo de 18,7 mm e diâmetro interno de 12,5 mm

Imagem

O primeiro passo é medir a compressão final e a pré compressão da mola helicoidal.

Medida da compressão final

A medida da compressão final da mola helicoidal corresponde ao curso do êmbolo

Posição do êmbolo com a carabina desengatilhada
Imagem

Posição do êmbolo com a carabina engatilhada
Imagem

Medida da compressão final resultou em 96 mm
Imagem

Medida da pré compressão

A medida da pré compressão resultou em 40 mm
Imagem

Antes de começar a medir a força necessária para comprimir a mola, temos que obter os pesos a serem descontados no valor observado.

Peso da sapata de compressão 458 gramas
Imagem

Peso do Top Hat 30 gramas
Imagem

Peso do "guia de mola" 49 gramas
Imagem

Peso do "cilindro" de PVC 95 gramas
Imagem

Peso da mola helicoidal 105 gramas
Imagem

Peso Total a ser debitado 737 gramas (0,737 kgf)

Abaixo a curva de compressão não corrigida para a mola helicoidal da BAM XS B19-14 em função do número de voltas
Imagem

Curva de compressão não corrigida para a mola helicoidal da BAM XS B19-14 em função do deslocamento em mm.
Imagem

Os valores em azul e vermelho correspondem a pré compressão e a compressão útil (40 + 96) e foram obtidos através da equação da reta ajustada à curva y = 0,6954 x - 18,2863 onde x corresponde ao deslocamento em mm ao comprimir a mola e y a Força em kgf.

Curva de Resposta da Balança WiSO
Imagem
A partir da equação da curva ajustada, temos condições de calcular a deflexão da balança para a força aplicada em cada passo. Isto posto, temos a tabela abaixo:

Imagem

Falta agora descontar os 0,737 kgf no valor registrado pela balança, em cada observação, o que nos fornece a seguinte tabela e curva corrigida

Imagem


Vamos converter as unidades para o Sistema Imperial (libras força - lbf e pés - ft)

Imagem


Os valores em azul e vermelho correspondem a pré compressão (0,1312 ft) e a compressão final (0,4462 ft) e foram obtidos através da equação da reta ajustada à curva y = 476,09 x - 42,62 onde x corresponde ao deslocamento em pés ao comprimir a mola e y a Força em libras força.

Notem que o produto ft . lbf corresponde ao trabalho necessário para comprimir a mola e também a Energia Potencial Elástica da Mola Helicoidal.

Assim sendo, a energia potencial elástica disponível na carabina engatilhada será a área do trapézio compreendida entre as coordenadas (0,1312 ; 19,9) e (0,4462 ; 169,8)

A área do trapézio é a sua base média multiplicada pela sua altura.

- altura = (0,4462 - 0,1312)

- base média = (169,8 + 19,9) /2

Energia potencial = 29,9 ft . lbf

ou, convertendo-se para Joules, temos para a energia

Energia potencial = 40,5 Joules

Imagem

Vamos agora calcular a Eficiência das duas Carabinas BAM XS B19-14 com a mola helicoidal.

Primeira BAM XS B19-14 adquirida em 13/02/2013, cujos testes realizados com o cronógrafo, resultaram que a Energia Cinética na boca do cano foi de 22 Joules

Assim a Eficiência será:

Eficiência (%) = (Trabalho produzido / Trabalho empregado) x 100

Trabalho produzido = Energia cinética na boca do cano = 22 Joules

Trabalho empregado = Energia potencial elástica = 40,5 Joules

Eficiência (%) = (22 / 40,5) x 100 = 54,3 %


Segunda BAM XS B19-14 adquirida em 08/07/2014, cujos testes realizados com o cronógrafo, resultaram que a Energia Cinética na boca do cano foi de 21 Joules

Assim a Eficiência será:

Eficiência (%) = (Trabalho produzido / Trabalho empregado) x 100

Trabalho produzido = Energia cinética na boca do cano = 21 Joules

Trabalho empregado = Energia potencial elástica = 40,5 Joules

Eficiência (%) = (21 / 40,5) x 100 = 51,9 %


Vamos submeter ao mesmo procedimento, o Gás RAM 7446 45 kgf da Elite Airguns (usado com mais de 4000 tiros) instalado com Kit PA cuja Energia Cinética resultou em 13,95 / 13,98 Joules no modo normal (haste dentro do êmbolo) e 15,65 / 15,85 Joules (câmara dentro do êmbolo)

viewtopic.php?f=30&t=16486

Imagem

Medida da pré compressão GR instalado de modo invertido (câmara dentro do êmbolo)

Imagem
pré compressão de 6mm

Medida da pré compressão GR instalado de modo normal (haste dentro do êmbolo)

Imagem
pré compressão de 5mm

A medida da compressão final é característica da carabina e também do êmbolo utilizado e corresponde ao seu curso de engatilhamento, neste caso, um PA Elite Airguns com bucha de PU aberta (vermelha)

Imagem

Imagem
A medida da compressão final resultou em 98 mm para o PA utilizado

Peso debitado do valor registrado pela balança WiSO durante os passos de compressão

Imagem

Tabela e Curva de Compressão corrigida GR 7446 usado com mais de 4000 tiros

Imagem

Vamos converter as unidades para o Sistema Imperial (libras força - lbf e pés - ft)

Imagem

Notem que o produto ft . lbf corresponde ao trabalho necessário para comprimir o GR e também a Energia Potencial Elástica do GR.

Assim sendo, a energia potencial elástica disponível na carabina engatilhada será a área do trapézio compreendida entre as coordenadas (0,0164 ; 94,8) e (0,3379 ; 122,9)

Imagem

A área do trapézio é a sua base média multiplicada pela sua altura.

- altura = (0,3379 - 0,0164)

- base média = (122,9 + 94,8) /2

Energia potencial = 35,0 ft . lbf

ou, convertendo-se para Joules, temos para a energia

Energia potencial = 47,5 Joules

Vamos agora calcular a Eficiência da Carabina BAM XS B19-14 com o GR 7446 .

O teste da BAM XS B19-14 antiga - Kit PA + GR 7446 45 kgf e Bucha PU aberta vermelha da Elite Airguns (17/07/2014). Gás RAM instalado de modo normal (haste dentro do êmbolo) resultou em uma energia cinética na boca do cano de 13,95 Joules

Assim a Eficiência com a haste dentro do êmbolo será:

Eficiência (%) = (Trabalho produzido / Trabalho empregado) x 100

Trabalho produzido = Energia cinética na boca do cano = 13,95 Joules

Trabalho empregado = Energia potencial elástica = 47,5 Joules

Eficiência (%) = (13,95 / 47,5) x 100 = 29,4 %


O teste da BAM XS B19-14 antiga - Kit PA + GR 7446 45 kgf e Bucha PU aberta vermelha da Elite Airguns (16/07/2014). Gás RAM instalado de modo invertido (câmara dentro do êmbolo) resultou em uma energia cinética na boca do cano de 15,85 Joules

Imagem

Imagem

Imagem
Assim a Eficiência com a câmara dentro do êmbolo será:

Eficiência (%) = (Trabalho produzido / Trabalho empregado) x 100

Trabalho produzido = Energia cinética na boca do cano = 15,85 Joules

Trabalho empregado = Energia potencial elástica = 47,6 Joules

Eficiência (%) = (15,85 / 47,6) x 100 = 33 %



Vamos submeter ao mesmo procedimento, o Gás RAM 7446 45 kgf da Elite Airguns (novo "Zero Bala") instalado com Kit PA cuja Energia Cinética resultou em 18,53 Joules (câmara dentro do êmbolo)

Tabela e Curva de Compressão corrigida GR 7446 novo "Zero Bala"

Imagem

Vamos converter as unidades para o Sistema Imperial (libras força - lbf e pés - ft)

Imagem

Notem que o produto ft . lbf corresponde ao trabalho necessário para comprimir o GR e também a Energia Potencial Elástica do GR.

Assim sendo, a energia potencial elástica disponível na carabina engatilhada será a área do trapézio compreendida entre as coordenadas (0,0197 ; 132,2) e (0,3412 ; 154,1)

Imagem

A área do trapézio é a sua base média multiplicada pela sua altura.

- altura = (0,3412 - 0,0197)

- base média = (154,1 + 132,2) /2

Energia potencial = 46,0 ft . lbf

ou, convertendo-se para Joules, temos para a energia

Energia potencial = 62,4 Joules

Vamos agora calcular a Eficiência da Carabina BAM XS B19-14 com o GR 7446 "Zero bala".

O teste da BAM XS B19-14 nova - Kit PA + GR 7446 45 kgf e Bucha PU aberta vermelha da Elite Airguns (18/07/2014). Gás RAM 7446 "Zero Bala" instalado de modo invertido (câmara dentro do êmbolo) resultou em uma energia cinética na boca do cano de 18,53 Joules.

Assim a Eficiência com a câmara dentro do êmbolo será:

Eficiência (%) = (Trabalho produzido / Trabalho empregado) x 100

Trabalho produzido = Energia cinética na boca do cano = 18,53 Joules

Trabalho empregado = Energia potencial elástica = 62,4 Joules

Eficiência (%) = (18,53 / 62,4) x 100 = 29,7 %


Comparação entre os dois GR 7446 Elite Airgus (Old versus New)

Imagem
Nota: no gráfico acima, as curvas de compressão não estão corrigidas.

Imagem

Próximo ensaio GR7446 45 kgf versus GR 7443 40 kgf ambos "Zero Bala"
(o GR 7443 40 kgf foi adquirido no Mundo da Carabina utilizando o vale compras recebido como prêmio, pelo Tópico BAM XS B19-14 4,5mm Mola Helicoidal x Tunning - Mini Review . Meus agradecimentos aos administradores e ao patrocinador Mundo da Carabina)


Imagem

Peso debitado do valor registrado pela balança WiSO durante os passos de compressão (0,778 kgf)

Imagem
Este gás ram, creio ser ainda dos antigos pois possui a haste em cromo duro. Os mais recentes possuem a haste nitretada (cor escura)


Medida da pré compressão GR instalado de modo invertido (câmara dentro do êmbolo)

Imagem
pré compressão de 8mm

A medida da compressão final é característica da carabina e também do êmbolo utilizado e corresponde ao seu curso de engatilhamento, neste caso, um PA Elite Airguns com bucha de PU aberta (vermelha), o valor é idêntico aos testes anteriores - 98 mm.

Tabela e Curva de Compressão corrigida GR 7443 "Zero bala"

Imagem

Vamos converter as unidades para o Sistema Imperial (libras força - lbf e pés - ft)

Imagem

Notem que o produto ft . lbf corresponde ao trabalho necessário para comprimir o GR e também a Energia Potencial Elástica do GR.

Assim sendo, a energia potencial elástica disponível na carabina engatilhada será a área do trapézio compreendida entre as coordenadas (0,0262 ; 78,6) e (0,3478 ; 105,8)

Imagem

A área do trapézio é a sua base média multiplicada pela sua altura.

- altura = (0,3478 - 0,0262)

- base média = (105,8 + 78,6) /2

Energia potencial = 29,6 ft . lbf

ou, convertendo-se para Joules, temos para a energia

Energia potencial = 40,2 Joules

BAM XS B19-14 antiga - Kit PA + GR 7443 40 kgf "zero bala" e Bucha PU aberta vermelha da Elite Airguns (23/08/2014).
Gás RAM instalado de modo invertido (câmara dentro do êmbolo).

Chumbo Snyper 4,5mm 7,44 grains (média das amostras)

Velocidade em m/s
190,3 -> Minima
193,5
204,5 -> Máxima
196,8
198,5
194,8
197,9
194,6
193,2
194,0
Média = 195,8 m/s Energia Cinética = 9,24 Joules - Spread = 14,26 m/s - Desvio Padrão = 3,91 m/s

Assim a Eficiência com a câmara dentro do êmbolo será:

Eficiência (%) = (Trabalho produzido / Trabalho empregado) x 100

Trabalho produzido = Energia cinética na boca do cano = 9,24 Joules

Trabalho empregado = Energia potencial elástica = 40,2 Joules

Eficiência (%) = (9,24 / 40,2) x 100 = 23 %
Editado pela última vez por Mandarim em 23/08/2014 - 18:53:40, no total de 34 vez
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Re: B19 Curva de Compressão e Energia de Molas Helicoidais e

Mensagempor Guilherme Torrezani » 09/08/2014 - 16:51:48

Amigo, que excelente experimento, parabéns! Apesar do pouco recurso, se tiver um erro deve ser mínimo.

Esperando o próximo...
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Re: B19 Curva de Compressão e Energia de Molas Helicoidais e

Mensagempor Mandarim » 11/08/2014 - 23:08:55

Guilherme Torrezani escreveu:Amigo, que excelente experimento, parabéns! Apesar do pouco recurso, se tiver um erro deve ser mínimo.

Esperando o próximo...


Novo ensaio.

Curva de compressão do GR Elite Airguns 7446 45 kgf (Usado versus Novo)
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Re: B19 Curva de Compressão e Energia de Molas Helicoidais e

Mensagempor luisaurelio » 12/08/2014 - 09:07:12

Opa.

Muito bom.

Interessante nos testes com a mola helicoidal é observar a eficiência maior da carabina que passou por algumas modificações comprovando que as indicações de Cardew et all realmente funcionam.

Também vale o registro da melhor eficiência do GR mais usado.

Excelente trabalho.

Abs
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Re: B19 Curva de Compressão e Energia de Molas Helicoidais e

Mensagempor Pedro spolidoro » 12/08/2014 - 11:15:46

Muito interessante também é a maior potência do gr novo. Apesar dos fabricantes falarem que os gr não perdem potência o experimento diz tudo. Se o teste pudesse ser feito no futuro depois de uns 1000 tiros para verificar se a potência é realmente a mesma seria interessante. Assim seria mais certo por se tratar do mesmo gr.
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Re: B19 Curva de Compressão e Energia de Molas Helicoidais e

Mensagempor Guilherme Torrezani » 12/08/2014 - 18:27:45

Será que um GR de 50 ficaria mais próximo da potência da mola, por isso, o recomendado pelos fabricantes ser o Gr de 50 para carabinas média potência?

Muito interessante ver a queda na potência no GR com mais de 4000 tiros, sendo que já li que o GR duraria mais de 100mil tiros sem perda! Mais uma propaganda enganosa! kkk

Muito bom esse tópico. No aguardo do próximo...

Bons tiros!!
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Re: B19 Curva de Compressão e Energia de Molas Helicoidais e

Mensagempor Mandarim » 17/08/2014 - 17:00:56

luisaurelio escreveu:Opa.

Muito bom.

Interessante nos testes com a mola helicoidal é observar a eficiência maior da carabina que passou por algumas modificações comprovando que as indicações de Cardew et all realmente funcionam.

Também vale o registro da melhor eficiência do GR mais usado.

Excelente trabalho.

Abs



Pois é ... Tava encucado com a baixa eficiência quando utilizando GR e descobri o meu erro (cut & paste ___ ), tava calculando as coordenadas do trapézio da energia usando a pré compressão de 40 mm da mola helicoidal ( 5 e 6 mm para o GR 7446) e a compressão final do engatilhamento com a medida 96 mm tomada com o êmbolo original (98 mm para o PA Elite Airgun que estou usando).

Agora os valores de Eficência com GR estão mais aceitáveis. :grin:

Tópico corrigido e atualizado com GR 7443 40 kgf
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#HUNTERN. Caçada de pomba avoante: https://www.youtube.com/playlist?list=P ... cfVDELoxyQ
fiim
07/07/2019 - 22:40:42
Boa noite. Para aqueles que estão com problema para postar fotos no fórum, esse site para hospedar as fotos me pareceu excelente. Segue o link. https://vgy.me/
zefabricio
23/06/2019 - 21:30:27
Ai galera mais uma caçadinha de final de semana deixem la o like se gostarem https://youtu.be/3kJ9UpiBt7o
fiim
06/06/2019 - 14:13:12
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João Estevam
04/06/2019 - 15:03:37
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ederred
27/05/2019 - 19:35:32
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26/05/2019 - 22:28:20
fiim
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LEAOJOSE
16/05/2019 - 13:58:57
Ola, existe alguma outra forma de eniar imagem para o site que nao seja pelo imageshack ?
jrps2007
16/05/2019 - 00:03:58
Moro em São Paulo - SP, Alguém conhece locais para treino ? tenho uma Rossi 4,5mm
everaldo153
14/05/2019 - 13:56:05
Boa noite, onde consigo silenciador da s200? Grato
thiagonunes88
10/05/2019 - 19:56:11
cilindro e regulador da s200, onde consigo? boa tarde
thiagonunes88
10/05/2019 - 16:37:23
O CANO 6.35MM QUAL MENOR PREÇO? COMO FAÇO PRA COMPRAR?
topoeng
07/05/2019 - 17:00:12
São paulo
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03/05/2019 - 05:47:06
Bom Dia Caros Amigos do Site! Mais uma vez trazendo uma Case Exclusiva importada direto dos EUA: viewtopic.php?f=3&t=26211
Davi_Ogata
29/04/2019 - 09:33:50
Boa noite, hw 97 só 3000 reais, viewtopic.php?f=3&t=26191
thiagonunes88
24/04/2019 - 18:32:00
meu zap 19 991551087
NGO
22/04/2019 - 09:19:50
bom dia senhores,região de campinas,alguma carabina mola em 5,5 a venda(abaixo de 1500,00),preferencia que suporte bem luneta(sem muita força)
NGO
22/04/2019 - 09:19:40
Daisy
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18/04/2019 - 00:29:03
Daisy
hidden
18/04/2019 - 00:28:33
Continua a venda a Tokyo Marui Detonics 45 gbb airsoft 6mm ver no link Compra e Venda e Equipamentos e Acessórios
João Estevam
16/04/2019 - 10:00:11
Aí galera, se alguém tiver interessado em aumentar a potência da Pistola Beeman P17 segue o link, https://www.youtube.com/watch?v=xWpeBSz0xvc .. só compartilhando com os colegas do tiro! Valeu!
caricadmm
09/04/2019 - 02:33:50
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jose luiz
24/03/2019 - 13:32:23
COMO FAÇO PRA ANUNCIAR AQUI ?
fabiano pires
20/03/2019 - 09:31:15
Boa noite! Estou buscando mais informações sobre o equipamento scatt de treinamento laser alguém saberia me passar algum Review algo do tipo
Raphael
17/03/2019 - 18:36:51
Quem tem uma Cometa 50 ? Criança chorando ! Compro .
mazinhowaldemar
24/02/2019 - 09:31:15
Qual a especificação da luneta?
ERIVALDO
18/09/2018 - 22:31:31
A saxon vem com o adaptador de recarga, o certificado e a faca que vem junto de fabrica?
ERIVALDO
18/09/2018 - 22:31:11
me manda mensagem no pv
maskote
13/09/2018 - 15:04:04
eu tenho fabiano pires
maskote
13/09/2018 - 15:03:52
Alguem vendendo luneta de visão noturna?
fabiano pires
11/09/2018 - 08:03:56
Cricket a venda ainda amigo
LucasCJ
08/09/2018 - 09:59:34
Crickey a venda ainda amigo
LucasCJ
08/09/2018 - 09:58:51
Boa noite Já vendeu a cricket amigo ?
clayrton
07/09/2018 - 20:33:31
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