Curva Força x Deslocamento de Molas Helicoidais e a Gás

Curva Força x Deslocamento de Molas Helicoidais e a Gás

Mensagempor Mandarim » 04/10/2015 - 20:55:36

Em julho de 2014, iniciei alguns estudos para elaborar um dispositivo para obter a Curva Força x Descolamento de molas (helicoidais ou a gás), com o objetivo de obter alguns parâmetros para melhor compreender a balística interna de carabinas de ar acionadas por ação de molas.

Recomendo a leitura do tópico abaixo, aos que tiverem dúvidas quanto ao embasamento teórico formal sobre o assunto.

Link do Tópico - Dispositivo para medir a força de compressão de Gás RAM e Molas

viewtopic.php?f=41&t=16681

Após alguns ensaios, com relativo sucesso, devido às limitações impostas pelos tipos de balança e "compressor de molas" utlizado, o estudo ficou em "estado de hibernação".

De volta a prancha de desenhos, e com o upgrade de equipamentos mais adequados, estamos de volta:

Nota do autor: este dispositivo caseiro, tem por objetivo auxiliar, através de modo comparativo, o comportamento das molas de ação, não se tratando portanto de verdade absoluta e principalmente por ser encarado como um hobby.

Dispositivo para medir a força de compressão de Gás RAM e Molas - Nova versão

Equipamentos utilizados:

Dinamômetro DD300 - 100 kgf

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Macaco elétrico automotivo 1500 kgf acionado por bateria automotiva 12 volts

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Paquímetro Digital 150mm de fibra

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Adicionalmente foram "desenvolvidos" novos acessórios para conter e centralizar as molas, durante o processo de compressão, descompressão

Molas Helicoidais

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Tubos de PVC roscáveis - externo de 1 polegada (simulando o cilindro da carabina) e interno de 3/4 de polegada (simulando o êmbolo), suportados por um CAP soldável de 50mm e mantidos centralizador por 4 parafusos allen 6mm. Para alguns modelos de carabina, é possível utilizar o êmbolo original, como será visto mais tarde no ensaio da B19S.

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Na foto abaixo, o setup utilizado no ensaio da mola helicoidal original da carabina CBC B19S com o contra peso (top hat) e o guia de mola traseiro.
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Êmbolo original da carabina CBC B19S (o retentor usado é maior para prover melhor centralização) buscando uma maior similaridade com a situação real (embora o diâmetro interno do tubo de PVC de 1 polegada seja ligeiramente superior ao diâmetro do tubo da carabina)
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Para comprimir a mola helicoidal foi utilizada uma mola a gás sem pressão
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Fotos do dispositivo configurado para molas a gás

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Curva Força x Deslocamento - Mola Helicoidal CBC B19S Original

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Equação do ciclo de compressão

Força (kgf) = 0,7051 . Deslocamento (mm) - 0,9555

Curva Força x Deslocamento - Mola a gás QUICKShot 270mm 35 kgf

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Equação do ciclo de compressão

Força (kgf) = 0,1181 . Deslocamento (mm) + 37,612

Curva Força x Deslocamento - Mola a gás QUICKShot 270mm 40 kgf

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Equação do ciclo de compressão

Força (kgf) = 0,113 . Deslocamento (mm) + 41,631

Curva Força x Deslocamento - Mola a gás QUICKShot 270mm 45 kgf

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Equação do ciclo de compressão


Força (kgf) = 0,157 . Deslocamento (mm) + 48,589

Curva Força x Deslocamento - Mola a gás QUICKShot 270mm 50 kgf

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Equação do ciclo de compressão

Força (kgf) = 0,1663 . Deslocamento (mm) + 53,987


Uma vez obtida a Curva Força x Deslocamento para cada mola, podemos determinar a Curva de Energia Potencial Elástica de cada mola, para uma determinada carabina.

Necessitamos dois valores: a medida da pré compressão de cada mola e o curso do êmbolo da carabina em questão.

A Energia Potencial Elástica será a área do trapézio compreendida entre as coordenadas da pré compressão e da pré compressão somado ao curso do êmbolo.

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Fator de conversão: 1 kgf = 9,80665 N (Newton)

Curva de Energia Potencial Elástica - Mola Helicoidal CBC B19S Original

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Curva de Energia Potencial Elástica B19S com Mola a gás QUICKShot 270mm 35 kgf

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Curva de Energia Potencial Elástica B19S com Mola a gás QUICKShot 270mm 40 kgf

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Curva de Energia Potencial Elástica B19S com Mola a gás QUICKShot 270mm 45 kgf

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Curva de Energia Potencial Elástica B19S com Mola a gás QUICKShot 270mm 50 kgf

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Cálculo da Eficiência do conjunto CBC B19S, molas (helicoidais e a gás) e projéteis utilizados

O embasamento teórico formal pode ser lido no Tópico - The Airgun From Trigger to Muzzle - Tradução Parte III

viewtopic.php?f=4&t=16281

Capítulo 9 – Eficiência

"A eficiência mecânica de toda a máquina é a razão entre o trabalho útil obtido, em comparação com o trabalho introduzido, a saber, e o trabalho gasto para o funcionamento da máquina. Esta proporção é normalmente expressa como uma percentagem, da seguinte forma:

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

Neste livro temos considerado o trabalho empregado em um rifle de ar, como sendo a quantidade de energia que está contida na mola depois a arma foi engatilhada, e não a energia que é necessária para comprimir a mola na posição engatilhada. Esta energia é maior do que a da mola, uma vez que existe sempre uma perda por atrito no eixo e nas superfícies que estão em contato entre si. Não fizemos um estudo das perdas no sistema de ligação mecânica, tais como alavancas e travas, uma vez que os vários fabricantes empregam mecanismos ligeiramente diferentes entre si, e, por conseguinte, a eficiência mecânica varia de acordo com o modelo.

O trabalho produzido é igual à quantidade de energia contida pelo projétil quando sai pela boca do cano (energia cinética). Isso é chamado de "energia na boca do cano", e assim como a energia da mola é medido em ft.lbf (pés.libra-força) no sistema internacional, é medida em N.m (Newton.metros – conhecida também como Joule)."


Uma vez determinadas as curvas de Força x Deslocamento e efetuados as medições de velocidade em cronógrafo, temos condições de calcular a eficiência do conjunto utilizado.

Os resultados obtidos em cronógrafo podem ser vistos no Tópico - CBC B19S 4,5mm - Mola a Gás QUICKShot Chrony Test

viewtopic.php?f=30&t=19106

Resultados

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GAMO Big CAT 1000 4,5mm

Curva Força x Deslocamento - Mola Helicoidal Gamo Big CAT 1000 Original 4,5mm

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Curva de Energia Potencial Elástica - Mola Helicoidal Gamo Big Cat 1000 Original

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Cálculo da Eficiência do conjunto Gamo Big Cat 1000 - Mola Helicoidal Original e projéteis utilizados

Chumbos Diabolo
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Chumbos Wad Cut
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Eficiência

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Editado pela última vez por Mandarim em 10/10/2015 - 23:58:41, num total de 1 vezes
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Re: Curva Força x Deslocamento de Molas Helicoidais e a Gás

Mensagempor Andre luis Santana » 05/10/2015 - 07:45:49

Show de bola! Parabéns pelo excelente trabalho.
Gamo CFX 5.5 Gas Ram de 45 Elite + Gatilho Quick Shot + Sniper 4x32
B19s 4.5 Gas Ram de 45 Elite + Gatilho Quick Shot + muzzle + Kit Centralizador + Sniper 3-9x32(essa arma é um lixo)
Hatsan at44-10 + bipe + Bosile 3-9x40 + supressor + cilindro scuba s80
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Re: Curva Força x Deslocamento de Molas Helicoidais e a Gás

Mensagempor luisaurelio » 05/10/2015 - 09:54:37

Opa

Parabéns pelo excelente trabalho. {CLAP} {CLAP} {CLAP} {CLAP} {CLAP} {CLAP}
Acompanhando.
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Re: Curva Força x Deslocamento de Molas Helicoidais e a Gás

Mensagempor Antornogueira » 22/12/2015 - 10:11:23

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Retornar para Armas de Mola

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gostaria de informar que estamos fazendo manutenção em arabinas de ar aqui no rio de janeiro, posso ser encontrado nos telefones 3988322 ou 970054854 jose luiz
jose luiz
14/02/2019 - 11:41:16
Boa tarde - alguem tem ou sabe onde vende calibrador/desamassador de chumbos calibre 5.5
Geraldo Carlos
09/02/2019 - 14:16:48
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29/01/2019 - 09:39:26
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18/01/2019 - 16:20:32
Bom dia, estou vendendo uma crosman 2240 customizada viewtopic.php?f=3&t=26041
giovannilemes
16/01/2019 - 09:43:04
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fiim
15/01/2019 - 10:16:07
gostaria de saber como fica a carabina
ricardo165
14/01/2019 - 12:04:47
alguém tem at44 com as valvulas do zeca
ricardo165
14/01/2019 - 12:04:22
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ricardo165
14/01/2019 - 12:03:51
alguem sabe onde vende jsb importado que n demore tanto apara chegar no brasil
fiim
01/12/2018 - 13:47:28
o gilmar tem uma 5.5 fsb zap 019 997516792
gilmar brollo
20/11/2018 - 14:19:52
Alguém sabe de uma HW100 ou S510 à venda?
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17/11/2018 - 22:48:54
VENHO FASER UMA PEQUENA DIVULGACAO DE NOSSAS AVES ATRATIVAS SEGUE LINK viewtopic.php?f=64&t=25921&p=221706#p221706
fiim
25/10/2018 - 17:19:10
Acredito que maior area de grip melhor estabilidade...sim...
Rui Saiki
24/10/2018 - 23:35:08
alguem sabe me dizer se o trilho de 20mm é mais confiável que o de 11mm? ou depende só de qual trilho a carabina tem?
Philippidf
24/10/2018 - 16:38:18
Como faço uma mesa de tiro?
j.marcio19
21/10/2018 - 23:09:09
poxa, tava nos meus planos a m22, mas sabendo q ela é frágil, vou ter q mudar
spotter
20/10/2018 - 10:54:50
a parte interna da minha quebrou e n acho em lugar algum
fiim
18/10/2018 - 12:29:35
Deve ter fraturado o side do conjunto de gatilho...dificil achar a venda qualquer peça de reposicao delas...soldei no meu caso.
Rui Saiki
17/10/2018 - 18:10:44
boa tarde galera alguem tem o jogo de gatilho da artemis m 22 ou saiba quem tem pra venda grato
fiim
17/10/2018 - 16:16:20
Vc que pratica tiro esportivo venha faser parte de nosso grupo tambem vc e muito importante para nos poder aumentar cada vez mais o esporte Assuntos:tiro esportivo:trocas:vendas:importações de airguns e muito mais. Link do grupo abaixo https://www.facebook.com/groups/457763851389203
fiim
17/10/2018 - 16:12:29
Foi só falar em Bençãos e me chega um produto antecipado, uma Estativa Caldwell NXT para os Atiradores mais exigentes: viewtopic.php?f=3&t=25906
Davi_Ogata
11/10/2018 - 14:34:33
E pedindo a todos os nossos Companheiros as Bênçãos de Nossa Senhora Aparecida, como se diz na música Romaria: "Ilumina nessa mina escura o trem da minha Vida!"
Davi_Ogata
11/10/2018 - 09:49:46
Bom Dia Amigos do site, mais um acessório sempre interessante para auxiliar nos tiros, especialmente os de pistola: viewtopic.php?f=3&t=25903
Davi_Ogata
11/10/2018 - 09:40:55
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fiim
10/10/2018 - 13:50:55
Olá Amigos, segue o link correto: viewtopic.php?f=3&t=25892
Davi_Ogata
01/10/2018 - 11:11:18
Bom Dia Amigos do site, trago mais um Acessório diferenciado para os Amantes do Tiro Esportivo! Link: viewtopic.php?f=49&t=25891
Davi_Ogata
01/10/2018 - 11:08:05
prezados, boa tarde, como faco para enviar uma mensagem privada?
23jean
19/09/2018 - 12:42:10
Como posso visualizar fotos dela?
ERIVALDO
18/09/2018 - 22:33:47
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
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