Diseño y construcción de un banco de potencia con mesa de

ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA (ICAI)
GRADO EN INGENIERÍA ELECTROMECÁNICA
Especialidad Mecánica
Diseño y construcción de un banco de
potencia con mesa de elevación
independiente
Autor: Alvaro Gómez Asensio
Director: Estuardo Rodas
Madrid
Junio 2016
AUTORIZACIÓN PARA LA DIGITALIZACIÓN, DEPÓSITO Y DIVULGACIÓN EN RED DE
PROYECTOS FIN DE GRADO, FIN DE MÁSTER, TESINAS O MEMORIAS DE
BACHILLERATO
1º. Declaración de la autoría y acreditación de la misma.
El autor D.Álvaro Gómez Asensio como estudiante de la UNIVERSIDAD PONTIFICIA
COMILLAS DECLARA ser el titular de los derechos de propiedad intelectual de la obra:
PROYECTO DE FIN DE GRADO DEL DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN BANCO DE
POTENCIA CON MESA DE ELEVACION INDEPENDIENTE, que ésta es una obra original, y
que ostenta la condición de autor en el sentido que otorga la Ley de Propiedad Intelectual.
2º. Objeto y fines de la cesión.
Con el fin de dar la máxima difusión a la obra citada a través del Repositorio institucional de la
Universidad, el autor CEDE a la Universidad Pontificia Comillas, de forma gratuita y no exclusiva,
por el máximo plazo legal y con ámbito universal, los derechos de digitalización, de archivo, de
reproducción, de distribución y de comunicación pública, incluido el derecho de puesta a disposición
electrónica, tal y como se describen en la Ley de Propiedad Intelectual. El derecho de transformación
se cede a los únicos efectos de lo dispuesto en la letra a) del apartado siguiente.
3º. Condiciones de la cesión y acceso
Sin perjuicio de la titularidad de la obra, que sigue correspondiendo a su autor, la cesión de
derechos contemplada en esta licencia habilita para:
a) Transformarla con el fin de adaptarla a cualquier tecnología que permita incorporarla a
internet y hacerla accesible; incorporar metadatos para realizar el registro de la obra e
incorporar “marcas de agua” o cualquier otro sistema de seguridad o de protección.
b) Reproducirla en un soporte digital para su incorporación a una base de datos electrónica,
incluyendo el derecho de reproducir y almacenar la obra en servidores, a los efectos de
garantizar su seguridad, conservación y preservar el formato.
c) Comunicarla, por defecto, a través de un archivo institucional abierto, accesible de modo
libre y gratuito a través de internet.
d) Cualquier otra forma de acceso (restringido, embargado, cerrado) deberá solicitarse
expresamente y obedecer a causas justificadas.
e) Asignar por defecto a estos trabajos una licencia Creative Commons.
f) Asignar por defecto a estos trabajos un HANDLE (URL persistente).
4º. Derechos del autor.
El autor, en tanto que titular de una obra tiene derecho a:
a) Que la Universidad identifique claramente su nombre como autor de la misma
b) Comunicar y dar publicidad a la obra en la versión que ceda y en otras posteriores a través
de cualquier medio.
c) Solicitar la retirada de la obra del repositorio por causa justificada.
d) Recibir notificación fehaciente de cualquier reclamación que puedan formular terceras
personas en relación con la obra y, en particular, de reclamaciones relativas a los derechos
de propiedad intelectual sobre ella.
5º. Deberes del autor.
El autor se compromete a:
a) Garantizar que el compromiso que adquiere mediante el presente escrito no infringe ningún
derecho de terceros, ya sean de propiedad industrial, intelectual o cualquier otro.
b) Garantizar que el contenido de las obras no atenta contra los derechos al honor, a la
intimidad y a la imagen de terceros.
c) Asumir toda reclamación o responsabilidad, incluyendo las indemnizaciones por daños, que
pudieran ejercitarse contra la Universidad por terceros que vieran infringidos sus derechos e
DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN BANCO DE POTENCIA CON MESA
DE ELEVACIÓN INDEPENDIENTE
Autor: Gómez Asensio, Álvaro
Directores: Rodas Urzúa, Estuardo
Entidad Colaboradora: The Cooper Union
INTRODUCCIÓN
En la universidad de Cooper Union, la asociación de alumnos Cooper Motorsports llevan ya
unos años presentándose a la competición entre universidades que organiza la SAE (Society of
Automotive Engineers) llamada Formula SAE en Michigan y Montreal. En esta competició n
gana el equipo que más puntos consiga en dos apartados: rendimiento y diseño. En el apartado
de diseño gana puntos el equipo con un mejor trabajo previo y que premia a los que le hayan
dedicado más tiempo a hacer un buen diseño aunque luego la ejecución no haya sido la mejor.
Aun así el apartado con más importancia al final es el de ser el más rápido. Para ello la
Universidad de Cooper Union se encontraba en desventaja, aunque pudiera hacer un diseño
excelente no podía llevar a la práctica lo diseñado creando muchas posibilidades de que algunas
cosas puedan salir mal. Al no tener una pista cerca por estar situado en el centro de Manhattan
y tener que desplazarse a muchos kilómetros (después de organiza r el viaje para llevarse a un
equipo entero a hacer pruebas), al no tener todo el equipo necesario ni el ambiente ideal para
realizar arreglos y calibraciones se tiene que volver al taller perdiendo mucho tiempo en el
proceso.
El objetivo principal del proyecto del banco de potencia es precisamente conseguir mejorar en
los puntos de diseño así como en los puntos de rendimiento. Al tener en un mismo espacio los
dinamómetros de chasis y de motor y los talleres para realizar cómodamente los arreglos
necesarios se puede ahorrar mucho tiempo y en consecuencia mejorar mucho en poco tiempo.
Se hace mucho énfasis en el tiempo ya que es un factor fundamental. Al ser un equipo de
universidad, los miembros tienen otras tareas a las que dedicarse y no le pueden dedicar su
100% con lo que al final muchos proyectos se retrasan y los arreglos en el diseño se suelen
hacer los últimos días, donde no se puede perder ni un minuto.
Otro tema a solventar es el del espacio dentro del laboratorio donde iría instalado el banco
dinamométrico. Otro factor a tener en cuenta es que al necesitar de un sistema de extracción
de humos, el banco sólo se puede instalar en una parte del laboratorio con este sistema. Este
espacio en el laboratorio de Cooper Union está ya muy ocupado por otras máquinas como
dinamómetros de motores y zonas de pintura. Por esta razón se necesitaba una máquina
modular que se pudiera separar y que se le pudiera dar utilidad en otra parte de la universidad
así como ser trasladada con facilidad por los alumnos.
Por supuesto otro tema que no se puede olvidar (sobre todo en el ambiente de la enseñanza) es
el de la seguridad de los alumnos. Un sistema de seguridad tiene que ser instalado con las
capacidades de ocuparse de sustentar el aparato en caso de que algo salga mal o se haga un mal
uso de ella.
METODOLOGÍA DE TRABAJO
Primero se empezó por diseñar las rodillos sobre los que se colocan los neumáticos, una vez
conocido el peso de estos se debía diseñar la estructura sobre la que se asentarían los
rodamientos. Se hizo un análisis de elementos finitos para comprobar que ésta cumplía los
requisitos de rigidez estructural para la carga que iba a experimentar en su vida. Por otra parte
se pensaba en la mejor manera de crear una mesa que fuera móvil a la vez que sencilla de
construir y que pudiera cambiar en altura.
Por último una vez estuvo comprado el dinamómetro se diseñó la estructura para que este no
se pudiera mover debido al par resultante.
El proceso de construcción se desarrolló de la siguiente manera:
Se empezó por construir la estructura que soporta los rodillos, se soldó y así se hizo también
con la parte inferior de la mesa y después con la superior. Para construir la estructura de la
mesa hace falta cortar los tubos que se compraron todos en longitudes de 6 y 8 pies de largo al
largo determinado por los planos de las piezas para después ser mecanizadas con la fresadora
y las herramientas de mano necesarias para prepararlas para la soldadura. Por último se
compraron los materiales necesarios para la construcción y realización del equilibrado de los
rodillos. Para ello se utilizó la fresadora con control numérico. El centrado del agujero y la
cilindricidad y circunferencia exteriores de los discos exteriores tenía que ser perfecto para
poder tener el mejor equilibrio a priori del equilibrado.
El diseño final sería cambiado varias veces para acomodarse a los materiales y máquina s
disponibles en la universidad Cooper Union. Por ejemplo, en un principio se pensó en hacer
carriles en los rodillos para mejorar la tracción de los neumáticos pero su realización resultó
ser muy complicada con la maquinaria de la universidad con lo que se cambió por una pintura
adherente en el exterior del rodillo. Así como la forma de la estructura para los rodillos, la cual
tuvo que ser alargada ya que debido a un error de cálculo dejaba parte de la rueda colgando
fuera del rodillo con la consiguiente pérdida de tracción y por tanto deterioro de los resultados
de las pruebas.
RESULTADOS
En estos momentos quedan muchas partes todavía de la máquina sin terminar, los rodillos no
se han equilibrado, el sistema de elevación de la mesa no se ha construido y no se han
atornillado al suelo las estructuras de los rodillos y del dinamómetro. Tampoco se ha soldado
la estructura del dinamómetro.
Aun así el resultado final ha sido satisfactorio en cuanto a la seguridad y reparabilidad de la
máquina. Cada parte que pueda romperse, se ha diseñado de tal manera que pueda cambiarse
fácilmente y que ésta al romperse no rompa otras partes más importantes cercanas a ella. Por
ejemplo, al unir los dos rodillos con un acoplamiento se cerciora que si por alguna razón hay
una parada en seco de un rodillo, esta fuerza se traslade al acoplamiento y que éste se rompa,
deteniendo el avance de la energía, este fenómeno se da también en la cadena o correa que se
usa para conectar el eje de los rodillos al dinamómetro.
En el apartado de la seguridad, la mesa de elevación cuenta con unas palancas que los alumno s
deben mantener pulsadas mientras se está elevando o descendiendo la mesa y si algún alumno
ve que algo está yendo mal debe soltar inmediatamente la palanca y la mesa se dejará de mover.
Estas palancas mueven un cable que tira de un pin que comprime un muelle a la vez que sale
de un agujero de los practicados en diferentes puntos de las patas de la mesa lo que permite a
la parte superior moverse verticalmente.
CONCLUSIÓN
El banco de potencia es un dispositivo que conseguirá que el equipo de la universidad consiga
mejores resultados en la competición con lo que a su vez conseguirá que más gente se apunte
al proyecto, reduciendo esto a su vez el tiempo necesario para la construcción y diseño de un
nuevo coche. Este proceso es lo que comúnmente se conoce como la pescadilla que se muerde
la cola, cuanto mejor haga el equipo más motivación habrá por parte de los estudiantes para
participar en el proyecto, mejores patrocinadores conseguirán y por tanto mejor coche
conseguirán construir lo que le hará sacar un mejor puesto que años anteriores.
Otro logro importante es el aprovechamiento del espacio del laboratorio ya que la mesa también
servirá para dar clase a los alumnos del programa STEM durante el verano.
DESIGN AND CONSTRUCTION OF A CHASSIS DYNAMOMETER WITH
AN INDEPENDENT LIFTING TABLE
Author: Gómez Asensio, Álvaro
Directors: Rodas Urzúa, Estuardo
Collaborating Entity: Cooper Union
INTRODUCTION
In the university Cooper Union, the student organization Cooper Motorsport has been going
for a couple of years to the competition organized by the SAE, Formula SAE in Montreal and
Michigan. In this competition the team that gains the most points is the one that wins. These
points can be achieved in two different categories: design and performance. In the design
category, points are achieved for the work that is done before the competition itself event tough
in the actual race, the execution is not as neatly done. The most important part in the
competition is the performance, and this part is the one in which Cooper Union was lagging
behind. This is due to the fact that even tough Cooper’s designs could be very good, if after
building the car, the team cannot go and test it, it cannot make sure that everything is right. The
main cause of this problem is the localization of the university, being in Manhattan the tam had
to travel long distances to get to the nearest racetrack which requires a lot of organization in
getting everyone to go and even then, when something is discovered or something breaks if
there is no way to fix it on site, the team has to come back to the shop to fix it.
To solve this, the chassis dynamometer is the perfect answer. The team can now make changes
to the car from inside the building and this way make more points in both parts of the
competition, design and performance. One of the things that allowed the team to make this is
the fact that the laboratory is equipped with smoke extractors that can be attached to the
vehicles exhaust system to prevent the people from inside from dying of intoxication.
A lot of emphasis is made in the management of time mostly because the members of the team
are students that have more things to worry about than Formula SAE. Also, the more time there
is to make a better car, the better the team will do in competitions thus making the team more
attractive for students to join. The more students that join, the more things can be done in the
same time and a better car will come as a result. This process is a vicious cycle.
Another problem to solve is the lack of space inside the laboratory where the chassis dyno is
going to be placed and the dyno needing the extraction system, that laboratory was the only
placement possible. The problem was that the laboratory was already being used by the
students to make engine tests and as a painting room.
This problem was solved by separating the lifting table from the rollers and the absorber and
making the table mobile by installing casters on the underside.
METHODOLOGY
First, the design of the rollers was made followed by the design of the frame that would hold
them and the car that would be placed on top. Then, a FEA analysis was done to make sure the
structure would fail in the lifetime of the machine. Once this was done, am absorber was chosen
and the lifting table was designed. The next thing to do was the design of the lifting table and
its security and lifting systems. Last but not least the frame for the absorber was designed once
the amount of torque it would need to withstand was known.
The construction process was as follows:
The first thing to be done was the frame for the rollers; the square tubes were cut, the
preparation was done for the welding and then it was welded together. The next part to be made
was he table, both top and base parts were made by cutting the tubes, machining the holes in
the milling machine and it was welded together. After this, the pin system was machined with
the lathe and the milling machine. Last but not least the plates and the rollers were put in the
CNC milling machine to fix the form they were bought with. They needed to be make circular
and cylindrical. This process needed to be made in the CNC machine because of its higher
accuracy. The better this was done, the less balancing work needed to be done afterwards.
The final design has changed a couple of times since it was first done. For example, at first it
was thought that the rollers were going to have grooves in its exterior to improve traction and
make the experiment more accurate and safe, but then due to time constraints and the lack of
tools needed to make the job, the outer surface was thought to have a non-slip paint layer.
Another big change that was made to the design of the roller frame. A mistake in the
calculations of the width of the frame were made and that made the wheels of the vehicle to
hang out from the sides, so a tube was attached to one of the sides of the frame and the bearing
was changed to attach to it.
RESULTS
Right now there are many parts of the machine unfinished, the rollers have not been not
calibrated yet, the lifting mechanism has not been done yet and the frames have not been bolted
to the ground and installed properly. The absorber frame has not been welded yet either.
Keeping this in mind, the final result has been satisfactory in the safety and repairability
department of the machine. Each part that can break has been designed to be easily replaced
and that when it breaks (if it ever breaks) that it doesn’t break the adjacent parts. For example,
the shaft coupler for the rollers has been designed to be a weak point in case it breaks so that it
can be then easily repaired or replaced. This happens also with the connection between the
roller shaft and the absorber, made of a chain or belt that is very cheap and very easily
replaceable. This is especially important due to the high cost of the eddy current absorber.
In the security department, the lifting table has one handle for each student operating the
machine. These handles make a cables pull pins that get out of holes made in the posts at the
corners of the table which frees its vertical movement.
CONCLUSION
The chassis dynamometer is a device that will allow the university team to achieve better results
in the competition and at the same time will get more people to join the team which, as
previously stated, will reduce the time it takes to build the competition car. A better use of the
space will be achieved due to the fact that the table will also be used (with some modificatio ns )
to teach class to the STEM program students during summer.
ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA (ICAI)
GRADO EN INGENIERÍA ELECTROMECÁNICA
Especialidad Mecánica
Diseño y construcción de un banco de
potencia con mesa de elevación
independiente
Autor: Alvaro Gómez Asensio
Director: Estuardo Rodas
Madrid
Junio 2016
ÍNDICE
Índice de ilustraciones ................................................................................................................... ii
Índice de ecuaciones..................................................................................................................... iv
Índice de tablas ............................................................................................................................ vi
1.
Introducción ......................................................................................................................... 1
2.
Estado del arte...................................................................................................................... 1
2.1 Historia de los bancos de potencia...........................................................................................................................1
2.2 Para qué sirve un banco de inercia ..........................................................................................................................3
2.3 Tipos de bancos de potencia .....................................................................................................................................4
2.4 Cómo funciona un dinamómetro de corrientes parásitas ..................................................................................7
2.5 Ventajas y desventajas de cada tipo de dinamómetro........................................................................................8
2.6 Cómo medir la velocidad de giro del eje .............................................................................................................. 10
2.7 Cómo medir la potencia y par con un dinamómetro ........................................................................................ 13
3.
Motivaciones ...................................................................................................................... 17
3.1 Formula SAE ............................................................................................................................................................... 17
3.2 Cooper Union y su situación en Nueva York ....................................................................................................... 18
4.
Descripción de la máquina ................................................................................................... 21
4.1 Tipos de pruebas que se pueden hacer con un dinamómetro de chasis ...................................................... 21
4.2 Cómo funciona el sistema de elevación de la mesa .......................................................................................... 21
4.3 El sistema de seguridad ........................................................................................................................................... 22
4.4 Las rampas .................................................................................................................................................................. 23
5.
Diseño de la máquina .......................................................................................................... 25
5.1 Diseño de la estructura de la mesa ....................................................................................................................... 25
5.2 Diseño de la estructura de los rodillos ................................................................................................................. 27
5.3 Diseño del sistema de elevación de la mesa ....................................................................................................... 28
5.4 Comparación con otras mesas de elevación del mercado ............................................................................... 31
5.5 Diseño del sistema de seguridad de la mesa ...................................................................................................... 35
5.6 Diseño de los rodillos para asegur ar una correcta copia de la carretera...................................................... 35
5.7 Análisis del acoplamiento de los rodillos ............................................................................................................. 39
5.8 Escoger el dinamómetro adecu ado....................................................................................................................... 40
5.9 Diseño de la estructura para el dinam ómetro.................................................................................................... 43
5.10 Análisis por elementos finitos de las estructuras ............................................................................................ 44
5.11 Diseño del sistema electrónico necesario ......................................................................................................... 50
6.
Recursos utilizados .............................................................................................................. 53
7.
Construcción y problemas en el camino................................................................................. 55
7.1 Selección de los elementos a com prar ................................................................................................................. 55
7.2 Corte de los tubos y soldadura............................................................................................................................... 55
7.3 Mecanizado de los agujeros de los tubos ............................................................................................................ 56
7.4 Mecanizado de los elementos del sistema de seguridad ................................................................................ 57
7.5 Mecanización de los discos laterales de los rodillos y de los tambores ........................................................ 59
7.6 Construcción de las sujeciones de los rodillos para hacer el balanceo ......................................................... 61
7.7 Construcción de la estructura para el dinamómetro ........................................................................................ 62
7.8 Calibr ación de los rodillos ....................................................................................................................................... 64
8.
Comparación con otras máquinas del mercado ...................................................................... 67
9.
Presupuesto ....................................................................................................................... 71
10.
Conclusión ...................................................................................................................... 75
Bibliografía ................................................................................................................................. 77
i
Índice de ilustraciones
Ilustración 1: Freno de Prony ..................................................................................................... 2
Ilustración 2: Patente de dinamómetro de corrientes parásitas............................................... 3
Ilustración 3: Esquema del funcionamiento de un dinamómetro de chasis ............................. 3
Ilustración 4: Ejemplo de dinamómetro inercial ....................................................................... 5
Ilustración 5: Dinamómetro de corrientes parásitas ................................................................. 6
Ilustración 6:Funcionamiento de freno de corrientes parásitas ............................................... 7
Ilustración 7:Funcionamiento de un sensor de efecto Hall ..................................................... 10
Ilustración 8: Ejemplo de sensor de velocidad diodo-fototransistor. ..................................... 12
Ilustración 9: Funcionamiento de un circuito comparador. .................................................... 12
Ilustración 10: Representación de diagrama de cuerpo libre dinamómetro .......................... 13
Ilustración 11: Galga extensiométrica ..................................................................................... 13
Ilustración 12: Puente Wheatstone ......................................................................................... 14
Ilustración 13:Circuito RC......................................................................................................... 14
Ilustración 14: Torque transducer ........................................................................................... 15
Ilustración 15: Ejemplos de configuraciones de las galgas ...................................................... 16
Ilustración 16: Esquema de un sensor de par.......................................................................... 16
Ilustración 17:Cartel de la competición Formula SAE.............................................................. 17
Ilustración 18: Gato de tijera ................................................................................................... 21
Ilustración 19: Sistema de seguridad ....................................................................................... 23
Ilustración 20:Primera opción de rampa ................................................................................. 24
Ilustración 21: Segunda opción de rampa ............................................................................... 24
Ilustración 22: Vista completa de la mesa montada................................................................ 25
Ilustración 23: Vista de la barra con ranura para la manivela ................................................. 26
Ilustración 24: Vista del funcionamiento del sistema de seguridad ........................................ 26
Ilustración 25: Rueda con freno para la mesa ......................................................................... 27
Ilustración 26: Estructura de los rodillos ................................................................................. 27
Ilustración 27: Solución ANSYS (deformación y esfuerzo) ....................................................... 28
Ilustración 28:Vista del primer diseño en 3D........................................................................... 28
Ilustración 29: Ejemplo de mesa de elevación con un gato en cada esquina ......................... 29
Ilustración 30: Gato de tornillo sinfín ...................................................................................... 29
Ilustración 31: Diseño final de sistema de elevación............................................................... 30
Ilustración 32: Rotary lift SM14 ............................................................................................... 32
Ilustración 33: Power-ramp ..................................................................................................... 33
Ilustración 34: Vista en 3D de la mesa de Bolzani Uramo ....................................................... 35
Ilustración 35: Un rodillo grande ............................................................................................. 36
Ilustración 36: Dos rodillos pequeños...................................................................................... 37
Ilustración 37: Diseño escogido ............................................................................................... 37
Ilustración 38: Patente del rodillo Salvisberg .......................................................................... 38
Ilustración 39: Vista del acoplamiento .................................................................................... 39
Ilustración 40: Acoplamiento separado ................................................................................... 40
Ilustración 41: Par y Potencia vs velocidad.............................................................................. 40
Ilustración 42: Relación rueda-rodillo...................................................................................... 41
Ilustración 43: Relación rodillo-dinamómetro ......................................................................... 42
Ilustración 44: Par y potencia vs velocidad dependiendo de la marcha ................................. 42
Ilustración 45: Envelope del dinamómetro ............................................................................. 43
ii
Ilustración 46: 4 cuadrantes del dinamómetro ....................................................................... 43
Ilustración 47: Deformación total ............................................................................................ 45
Ilustración 48: VIsta detallada de la deformación ................................................................... 45
Ilustración 49: Tensión, deformación y zona con mayores concentraciones de tensión........ 45
Ilustración 50: Alargamiento total. .......................................................................................... 46
Ilustración 51: Deformación, tensión y zona de concentración de tensiones ........................ 47
Ilustración 52: Alargamiento.................................................................................................... 48
Ilustración 53: Tensión, deformación y vista inferior .............................................................. 48
Ilustración 54: Alargamiento.................................................................................................... 49
Ilustración 55: Tensión, deformación y detalle de la concentración de tensiones ................. 49
Ilustración 56: Alargamiento.................................................................................................... 50
Ilustración 57: Deformación y tensión en la zona de concentración de tensiones ................. 50
Ilustración 58: Instalación de base de mando ......................................................................... 51
Ilustración 59: Captura de pantalla de MD Dyno Controller ................................................... 51
Ilustración 60: Sierra horizontal ............................................................................................... 55
Ilustración 61: Mecanización de barras una vez cortadas ....................................................... 56
Ilustración 62: Tabla de brocas. ............................................................................................... 57
Ilustración 63: Sistema de seguridad ....................................................................................... 57
Ilustración 64: Eje para el carrusel ........................................................................................... 58
Ilustración 65: Pines ................................................................................................................. 58
Ilustración 66: Rodillo, platos laterales y eje sin mecanizar .................................................... 59
Ilustración 67: Rodillo y eje mecanizado ................................................................................. 60
Ilustración 68: Platos laterales mecanizados ........................................................................... 60
Ilustración 69: Primer diseño del apoyo para el balanceo de los rodillos ............................... 61
Ilustración 70: Diseño final del apoyo para el balanceo de los rodillos .................................. 61
Ilustración 71: Rodamiento...................................................................................................... 62
Ilustración 72: Vista lateral de la estructura para el dinamómetro ........................................ 63
Ilustración 73: Vista superior de la estructura para el dinamómetro ..................................... 63
Ilustración 74: Balanceo estático ............................................................................................. 64
Ilustración 75:Balanceo dinámico ............................................................................................ 64
Ilustración 76: Preparación para balancear los rodillos .......................................................... 65
Ilustración 77: Esquema y foto del dinamómetro del 224LC .................................................. 68
Ilustración 78: Dynomite Dynamometer ................................................................................. 69
Ilustración 79: Gráfico comparación proporciones gasto........................................................ 74
iii
Índice de ecuaciones
Ecuación 1: Formula de la potencia según el freno de Prony ................................................... 2
Ecuación 2: Formula del par....................................................................................................... 4
Ecuación 3: Fórmula del momento de inercia ........................................................................... 4
Ecuación 4: Fórmula de la potencia en HP ................................................................................ 4
Ecuación 5: Ecuación de la potencia .......................................................................................... 8
Ecuación 6: Ecuación de la frecuencia de corte....................................................................... 15
Ecuación 7: Funcionamiento de un sistema de palanca .......................................................... 22
Ecuación 8: Ecuación de funcionamiento de un sistema de palanca 2. .................................. 22
Ecuación 9: Cálculo de la velocidad del rodillo ........................................................................ 41
Ecuación 10: Cálculo de la velocidad angular del dinamómetro ............................................. 42
iv
v
Índice de tablas
Tabla 1: Excel con datos para rodillo ....................................................................................... 37
Tabla 2: Excel con leyenda ....................................................................................................... 38
Tabla 3: Relación de transmisión de cada marcha .................................................................. 40
Tabla 4: Características de la malla del primer análisis ........................................................... 46
Tabla 5: Características de la malla del segundo análisis ........................................................ 47
Tabla 6: Características de la malla del tercer análisis ............................................................ 48
Tabla 7: Características de la malla del tercer análisis ............................................................ 49
Tabla 8: Características de la malla del cuarto análisis............................................................ 50
Tabla 9: Coste de los materiales .............................................................................................. 71
Tabla 10: Coste derivado del uso de las máquinas .................................................................. 71
Tabla 11: Datos para cálculos del coste de máquina ............................................................... 72
Tabla 12: Costes mano de obra por categoría ......................................................................... 72
Tabla 13: Categoría de operario de cada máquina .................................................................. 72
Tabla 14: Presupuesto.............................................................................................................. 73
Tabla 15: Datos para presupuesto ........................................................................................... 74
vi
vii
Universidad Pontificia Comillas
Junio 2016
1. Introducción
En la universidad de Cooper Union, la asociación de alumnos Cooper Motorsports llevan unos
años presentándose a la competición entre universidades que organiza SAE (Society of
Automotive Engineers) llamada Formula SAE.
La competición la gana el equipo que pueda conseguir más puntos en las categorías de
rendimiento y diseño.
Cooper, al estar situado en el centro de Manhattan, se encuentra en una desventaja
considerable con respecto al resto de equipos: no dispone de una pista cerrada cerca con la
que probar cambios introducidos en el coche antes de la competición. Para poder hacerlo es
necesario desplazarse a muchos kilómetros, organizar a un equipo entero y si una vez allí
descubren que hay un problema, al no tener todas las herramientas necesarias ni el ambiente
ideal para realizar arreglos y calibraciones se tiene que volver al taller de la universidad,
perdiendo mucho tiempo. Al no poder corroborar sus diseños en el mundo real, el equipo
puede perder muchos puntos de diseño y de rendimiento.
Además de esto, al ser un equipo de alumnos de universidad, los miembros tienen muchas
otras tareas a las que dedicarse y no le pueden dedicar su 100% con lo que al final los objetivos
de tiempo no se cumplen. El resultado es que los últimos días, tiempo perfecto para realizar
calibraciones y pequeñas mejoras, son dedicados a terminar de construir el coche, perdiendo
así valiosos puntos de rendimiento.
Para solventar esto es para lo que viene el banco de potencia, para conseguir mejorar en los
puntos de diseño así como en los puntos de rendimiento.
2. Estado del arte
2.1 Historia de los bancos de potencia
El dinamómetro fue inventado por George Graham aunque fue también mencionado en los
escritos de John Desagulier en 1719. Desagulier modificó el diseño de los primeros
dinamómetros por lo que los primeros dinamómetros fueron llamados de GrahamDesaguliers.
El dinamómetro de Regnier fue inventado en 1798 por Edme Regnier, un ingeniero francés.
En 1821 Gaspard de Prony inventó el fr eno de Prony. El método consiste en frenar por fricción
el eje del motor, cubriéndolo con una abrazadera a la que se le añade un brazo como
extensión al final del cual se añaden pesos. Cuantos más pesos hubiera en el freno mayor era
la potencia del motor. La potencia calculada del motor dependerá del peso de la báscula y la
velocidad del eje (medido con un tacómetro). La curva potencia-velocidad y par-velocidad del
eje se calculará haciendo el experimento varias veces, cada una con una velocidad diferente.
Esto es debido a que el par o potencia del motor no tiene una relación linear con la velocidad
del eje.
1
Universidad Pontificia Comillas
Junio 2016
El método mostrado en la imagen calcula el par aplicado por el motor dependiendo de la
distancia L, el peso W y el diámetro del eje.
Ilustración 1: Freno de Prony
Fuente: ztfnews.files.wordpress.com/2014/07/nsrw_prony_brake.png
La fórmula que se usa para calcular la potencia transmitida es la siguiente.
𝑃 = 2𝜋𝐿𝑊𝜔
Ecuación 1: Formula de la potencia según el freno de Prony
Siendo L la distancia entre el centro del eje de salida del motor en metros, W la fuerza de los
pesos en Newton y 𝜔 la velocidad en revoluciones por segundo.
De esta forma de medir la potencia de los motores sale el término horsepower (Hp) tan usado
en el mundo del motor anglosajón. La unidad fue creada para comparar la potencia que tenían
los motores de vapor del siglo XVIII, ya que hasta el momento la manera de mover un carro
era con caballos. Entonces había muchas ideas diferentes sobre la potencia que un caballo
podía desarrollar. La idea que acabó convirtiéndose en la definición de horsepower fue la de
James Watt. Él decía que un caballo podía mover una rueda de molino de 12 pies de radio
144 veces por hora (2,4 veces por minuto) con una fuerza de 180 libras. Esto sería equivalente
a una fuerza de 32572 ft-lbf/min (se redondearía después a 33000). Aunque esta sea la
definición actual de Hp mucha gente opina que la fuerza calculada por Watt era muy optimista
y que la mayoría de caballos no puede mantener ese nivel de carga durante tanto tiempo.
Cuando se hace referencia a brake horsepower, se habla de la potencia medida en el eje del
motor. El término usado en Europa de CV (caballo de vapor) es diferente.
Los dinamómetros de chasis miden la potencia en las ruedas, que es la potencia “real” de un
coche ya que incluye las pérdidas en la transmisión y demás fricciones internas (en
rodamientos, etc).
William Froude inventa en 1877 el dinamómetro hidráulico. Los primeros dinamómetros
comerciales fueron producidos en 1881 por la compañía Heenan & Froude.
En 1928 la compañía Carl Schenck Eisengießerei & Waagenfabrik crea el primer dinamómetro
con el diseño moderno de los actuales.
El dinamómetro Eddy current fue inventado por Martin y Anthony Winther en 1931, pero los
dinamómetros eléctricos generadores o de corriente continua ya existían con anterioridad.
Dynamatic es la empresa que los produjo hasta el año 2002 hasta que fue comprada por Dyne
Systems.
2
Universidad Pontificia Comillas
Junio 2016
Ilustración 2: Patente de dinamómetro de corrientes parásitas
FUENTE:
www.google.ch/patents/US2220007?dq=ininventor:%22Martin+P+Winther%22&hl=en&sa=X&ved=0ahUKEwiu5tvz1anNAh
VJzRQKHQmeCCA4FBDoAQhMMAc
Patente de los hermanos Winther de 1940 en el que explica el funcionamiento de un freno
electromagnético.
2.2 Para qué sirve un banco de inercia
Ilustración 3: Esquema del funcionamiento de un dinamómetro de chasis
Un dinamómetro es un dispositivo para medir la potencia y par producida por un motor. Un
ejemplo de uso de un dinamómetro es para medir las emisiones de un coche en condiciones
controlables. La EPA (Environmental Protection Agency) utiliza bancos dinamométricos para
comprobar que los coches en el mercado cumplen con sus normas de emisiones. Al tener que
medir estas emisiones a la salida del tubo de escape se tiene que usar un banco de pruebas
en vez de un dinamómetro solo para el motor, ya que en las emisiones de NOx por ejemplo
tiene mucha importancia cuanto se quede atrapado en el catalizador al final del tubo de
escape. Además, si se midieran las emisiones a la salida del escape del motor funcionando
sólo, se estarían obviando las pérdidas producidas por los sistemas eléctricos del coche
(producidos por el alternador que crea resistencia), los rozamientos internos de la
transmisión y el rozamiento de los neumáticos con la carretera. Un dinamómetro de chasis
permite mantener al coche quieto (imprescindible para tener una correcta medición de los
3
Universidad Pontificia Comillas
Junio 2016
gases que salen del escape y también permite ajustar de manera muy precisa la cantidad de
par y de potencia que produce el motor en un momento determinado de la prueba.
El par y la potencia se miden de la siguiente manera:
𝐽𝑚 ∗ 𝜔
𝑃𝑎𝑟 =
9.551
Ecuación 2: Formula del par
Siendo Jm el momento de inercia en unidades británicas (libras por pies cuadrados) y  la
velocidad angular de la rueda en revoluciones por segundo.
𝑊 ∗ 𝑟2
𝐽𝑚 =
16.08
Ecuación 3: Fórmula del momento de inercia
W es el peso del conjunto en libras y r el radio de rotación en pies.
La potencia se calcula a través del dato de par con esta fórmula:
𝑃𝑎𝑟 ∗ 𝜔
𝑃=
5252
Ecuación 4: Fórmula de la potencia en HP
La potencia P se expresa en caballos de vapor (Hp) y la velocidad angular 𝜔 tiene unidades
de revoluciones por minuto.
2.3 Tipos de bancos de potencia
-
Según el número de ejes motrices: Existen bancos de potencia para vehículos con
tracción a dos ruedas o a 4 ruedas. Los dinamómetros para vehículos de tracción a las
4 ruedas deben ser más complejos ya que se deben amoldar a la forma y dimensiones
de los muchos tipos de vehículos disponibles.
-
Según la situación (bajo tierra o en el suelo): Los bancos de potencia que se
encuentran bajo tierra suelen estar situados en talleres o en sitios donde cumplen una
función fundamental en el espacio. Estos espacios están pensados desde el principio
para tener un dinamómetro instalado. Los bancos dinamométricos que se encuentran
en el exterior suelen ser bancos de potencia que tienen el dinamómetro incorporado
dentro de la estructura donde van los rodillos y unas rampas para poder posicionar las
ruedas delanteras de los coches en ellas. No suelen tener la parte de la mesa en la que
apoyar el resto del coche.
-
Según si tienen mesa o no: Los dinamómetros que están diseñados para estar al
exterior o los de menor potencia están compuestos sólo de la parte con los rodillos,
el dinamómetro y unas rampas para poder posicionar las ruedas del coche en ellos (no
tiene una mesa de elevación que permita que el coche entero esté a una determinada
altura). Los bancos de potencia que tienen la estructura enterrada dentro del suelo no
cuentan con mesa, porque obviamente usan el suelo como soporte para el peso del
coche y para mantenerlo horizontal.
4
Universidad Pontificia Comillas
-
Junio 2016
Según el tipo de dinamómetro: Existen 2 tipos principales de dinamómetros: de freno
(eléctricos generadores de CA o CC, de corrientes parásitas (Eddy current), hidráulicos
de aceite, de agua y de aire) e inerciales.
Los dinamómetros de inercia son los dinamómetros que se valen solo de ejercer una
gran inercia mediante unos rodillos de gran tamaño y peso para detener el motor del
coche. La prueba se suele realizar con la caja de cambios en la marcha más directa
posible (es decir, con la desmultiplicación más pequeña posible). Lo que se hace es
poner el coche con el motor al ralentí y esperar a que el aceite y refrigerante coja la
temperatura correcta, entonces se acelera con la mayor carga de acelerador posible
(es decir, con la mariposa abierta casi al 100%) hasta que se llega al límite de
revoluciones y entonces se deja en punto muerto y se espera a que el coche a través
de las pérdidas en la cadena cinemática se detenga por sí solo. De esta manera se
pueden observar las pérdidas de una manera muy sencilla y la potencia de una manera
también sencilla. Si se suman las pérdidas y la potencia en las ruedas se puede hallar
la potencia del motor.
Este tipo de pruebas son útiles para comprobar si existen fallos graves en la cadena
cinemática o en el motor, si las pérdidas son mayores del 25% quiere decir que alguna
parte del motor se ha roto y está creando esas pérdidas tan grandes.
Este tipo de dinamómetros también son útiles para comparar dos vehículos idénticos
menos en alguna pieza como el filtro de admisión o turbos, por ejemplo.
Ilustración 4: Ejemplo de dinamómetro inercial
Fuente:
image.hotrod.com/f/27831718+w660+h495+cr1/hrdp_0405_11_z%2Bchassis_dyno_
guide%2B.jpg
Los dinamómetros de freno son unas piezas que se añaden a los bancos de potencia
inerciales para poder aumentar la complejidad de las pruebas a realizar. Con este tipo
de bancos de potencia se puede probar el coche en puntos que no sean los de máxima
carga de acelerador.
Existen varios tipos de dinamómetros de freno: eléctricos, de agua, hidráulicos de
aceite y de aire.
Los dinamómetros eléctricos generadores y de corrientes parásitas frenan el motor
gracias a las fuerzas electromagnéticas producidas por corrientes eléctricas que
recorren bobinas eléctricas en la parte llamada estator.
5
Universidad Pontificia Comillas
Junio 2016
La diferencia entre el generador y el de corrientes parásitas es la forma en la que
evacuan la energía absorbida. El generador cuenta con otras bobinas en la parte que
está unida al eje que se llama rotor, estos absorben la energía producida por el campo
magnético y lo transforma en corriente alterna o continua que se transporta fuera del
dinamómetro. El dinamómetro de corrientes parásitas cuenta con un núcleo
ferromagnético en el rotor que simplemente transforma esa energía en calor.
Ilustración 5: Dinamómetro de corrientes parásitas
Fuente: Dynomite dynamometer
Los dinamómetros hidráulicos de aceite crean la resistencia haciendo mover un fluido
viscoso como el aceite con una bomba de desplazamiento positivo girada por el eje
de donde viene la potencia a medir y un orificio regulable por el usuario. Necesitan de
una gran reducción de velocidad, lo cual reduce la ventaja de la menor inercia en
comparación con los de corrientes parásitas y generadores. A bajas revoluciones el
freno es muy pequeño. La potencia del eje se convierte en calor que calienta el fluido
movido. Este fluido es descargado a algún intercambiador de calor y es vuelto a
introducir en el dinamómetro.
Los dinamómetros de agua: Cuando se requieren costes reducidos, baja inercia,
límites altos de rpm y alta capacidad de potencia, la mejor opción es la de freno de
agua. Estas bombas tienen uno o más rotores de paletas que giran entre cubiertas
embolsadas del estator. La carga se controla al variar el nivel de agua en el freno por
medio de orificios ajustables de entrada y/o salida. Al elevarse el nivel de agua,
aumenta el arrastre giratorio del rotor de la bomba, lo cual aplica más resistencia al
motor que lo hace girar. Debido a que el agua caliente descargada está limpia, se
puede permitir que salga o se puede enfriar y hacer que vuelva a circular.
Los frenos de agua modernos, tienen el peso y la inercia lo bastante bajos como para
montarlos directamente sobre el eje de salida del motor del kart. El montaje directo
elimina inercias añadidas por los elementos reductores como cadenas y engrana jes.
Los dinamómetros de aire son básicamente iguales que los dinamómetros hidráulicos
y de agua, en lo único en lo que se diferencian es en que la resistencia viene de la
resistencia aerodinámica en vez de de la viscosidad (aceite) o de la resistencia de unas
palas al chocar con el agua.
6
Universidad Pontificia Comillas
-
Junio 2016
Según como se calcula la potencia
Los dinamómetros de freno aplican una potencia variable con la potencia de salida del
motor y lo que se mide es la capacidad del motor de mantener la velocidad en relación
a la cantidad de “freno” que se esté aplicando en ese momento.
Los dinamómetros de inercia someten al motor a una determinada inercia constante
y se mide la capacidad del motor de acelerar la masa. Normalmente se prueba el
motor desde el reposo hasta su velocidad máxima.
Los dinamómetros de motor son parecidos a los dinamómetros de freno pero añaden
la posibilidad de añadir potencia al experimento. Su uso es necesario cuando se
quieren hacer experimentos de un motor en una situación de bajada de pendiente o
situaciones en las que haya alguna fuerza externa que ayude al movimiento.
2.4 Cómo funciona un dinamómetro de corrientes parásitas
La manera en la que los dinamómetros de corrientes parásitas producen resistencia al
movimiento es haciendo mover un núcleo de algún metal ferromagnético (normalmente se
usa hierro) alrededor de un campo magnético producido por electricidad que se hace pasar
por unas bobinas. A estas partes diferenciadas también se las puede llamar estator y rotor.
En la superficie conductora del rotor, se crean unas corrientes internas llamadas corrientes
parásitas provocadas por la ley de Faraday de la inducción. Según la ley de Lenz, éstas
corrientes parásitas crearán su propio campo magnético, opuesto al creado por el estator.
Esto provoca que se cree una fuerza opuesta al movimiento del rotor. Esta fuerza es
proporcional a la velocidad, lo cual quiere decir que en reposo no existe ninguna resistencia
al movimiento, al contrario que un freno de disco como los que se usan en los automóviles
convencionales. Como ejemplo, este tipo de tecnología se usa para frenar trenes de alta
velocidad.
La energía eléctrica creada por estas corrientes es disipada en forma de calor, debido a la
resistencia eléctrica del material del rotor. La ventaja de este tipo de frenos es la ausencia de
desgaste de las pastillas normal de los frenos de disco, pudiéndose reducir los costes de
sustitución de pastillas después de una cierta cantidad de kilómetros o uso.
Ilustración 6:Funcionamiento de freno de corrientes parásitas
Fuente: en.wikipedia.org/wiki/Eddy_current_brake#/media/File:Uzu-brake.JPG
La potencia que se mide es calculada con la siguiente fórmula:
7
Universidad Pontificia Comillas
Junio 2016
𝜋 2 𝐵𝑃2 𝑑2 𝑓2
𝑃=
6𝑘𝜌𝐷
Ecuación 5: Ecuación de la potencia
Donde P es la potencia en W/kg, Bp es el pico de la magnitud del campo magnético en Teslas,
d es el diámetro del eje en metros, f la frecuencia en Hz , 𝜌 es la resistividad del material en
Ωm y D la densidad del material en kilogramos por metro cúbico.
La constante K depende del tipo de freno. Si se trata de una placa es 1 y si se trata de una
forma cilíndrica es de 2.
El principio de funcionamiento consiste en lo siguiente:
Un imán conduce unas corrientes circulares en el metal moviéndose con respecto a él. Cómo
el metal se mueve con respecto a la bobina que lo crea, el campo magnético atravesando el
metal cambia. En la parte de metal que se mueve en dirección al campo magnético producido
por la bobina, el gradiente será positivo
, esto debido a la ley de Faraday de inducción
crea una corriente eléctrica que gira en sentido contrario a las agujas del reloj alrededor de
las líneas del campo magnético. En el lado que se está alejando de las bobinas el sentido será
el contrario.
Debido a la ley de Ampere, estas corrientes creadas, a su vez crean un campo contrario al
campo creado por las bobinas, provocando una fuerza contraria al movimiento del eje.
La energía cinética del movimiento del eje es traducida en energía térmica de la resistencia
del material a las corrientes en su interior.
En este tipo de máquinas estas corrientes son beneficiosas porque son el principio de
funcionamiento de la misma, pero también hay ocasiones en las que estas corrientes implican
pérdidas en la transmisión de energía como es el caso de los transformadores de tensión. En
estos casos lo que se hace es laminar el núcleo de hierro para evitar la aparición de estas
corrientes.
Lo que ocurre en realidad es que la energía cinética proveniente del eje es transformada en
calor y por tanto este calor es mayor cuanta más potencia tenga la fuente de energía. Debido
a esto, la refrigeración es un apartado a tener en cuenta.
2.5 Ventajas y desventajas de cada tipo de dinamómetro
Dinamómetros de corrientes parásitas
La ventaja de usar un dinamómetro eléctrico en vez de uno de inercia es que se puede regular
la carga de manera instantánea y así mantener una velocidad a cargas muy dispares.
Desventajas:
 Momento de inercia demasiado alto: Esta elevada inercia quiere decir que mucha
energía almacenada sería devuelta en el caso de bajar la carga. Esto hace que sean
poco prácticos en condiciones transitorias de aceleración alta.
8
Universidad Pontificia Comillas




Junio 2016
Se necesita una reducción de engranajes para bajar la velocidad proveniente del eje
en algo que pueda soportar el dinamómetro lo que aporta complejidad y coste al
sistema.
Se produce mucho calor que tiene que ser disipado. Existen dinamómetros
refrigerados por agua, aunque son muy costosos y añaden complejidad.
Si el dinamómetro es refrigerado por aire, el tiempo de uso a máxima potencia es muy
limitado.
El freno electromagnético no funciona en el caso en el que el eje no esté girando, ya
que ahí no habría variación del campo magnético creado por las bobinas del estator.
Esto quiere decir que no se puede parar por completo el giro del eje o evitar que se
mueva con un dinamómetro de corrientes parásitas.
Dinamómetros de freno
Desventajas:
 A pesar de ser la herramienta perfecta para modificar la gestión electrónica del motor,
para que los bancos de frenos funcionen correctamente es necesario calibrarlos a
menudo. Los resultados de la medición de potencia son menos precisos que en los
bancos de inercia, ya que los primeros son más complejos y tienen muchas más piezas
móviles.
 Otra de las desventajas que tiene la utilización de los bancos de freno es que debido
a la carga que se aplica sobre el vehículo, usar un banco de freno es mucho más duro
para los motores, no siendo nada raro que durante las pruebas se rompan motores si
no se controlan los parámetros de forma estricta (temperaturas de refrigerante,
presión de aceite, etc).
Según cada tipo de dinamómetro de freno cada uno tiene las siguientes ventajas e
inconvenientes:
Dinamómetros Hidráulicos (de agua y aceite)
 Ventajas: Tamaño reducido, baja inercia y solo lo limita la capacidad de extracción de
calor.
 Desventajas: Bajo par de frenado a bajas revoluciones, sistema costoso, desgaste
elevado debido a la cavitación.
Dinamómetros Eléctricos de AC o DC
 Ventajas: Menor inercia que los de corrientes parásitas y posibilidad de usarlos
también como motor.
 Desventajas: coste elevado, mayor inercia que uno hidráulico y sólo disponible para
potencias reducidas.
Dinamómetros Inerciales
Ventajas:
 Bajo coste, simplicidad y bajo mantenimiento.
 Capacidad de medir las pérdidas.
 Gran variedad de motores que se pueden probar sin tener que cambiar las
características del dinamómetro.
9
Universidad Pontificia Comillas
Junio 2016
Desventajas:
 No se pueden usar en estado estacionario
 La carga depende de la aceleración (poco controlables)
 Mucha influencia de factores externos como rozamientos e inercias (rodamientos,
correas, volantes del motor etc)
 Elevado peso
 Al no poder variar la carga que experimenta el motor del coche, no se pueden realizar
experimentos como el de escalón, el de rampa u otros.
 El factor de corrección que hay que aplicar a los resultados obtenidos con este tipo de
bancos de potencia complica las pruebas. La temperatura, la humedad y la presión
barométrica cambian estos factores de corrección.
 Se necesita realizar las mediciones con grandes cargas de acelerador (mariposa de
admisión abierta al 100% o cerca), ya que no son capaces de medir la potencia a
regímenes de giro constantes.
 Por tanto, elaborar o modificar mapas de inyección para su optimización se hace muy
complicado ya que no se es capaz de apreciar el comportamiento del motor a un
determinado régimen de giro o carga más que en un brevísimo período de tiempo.
2.6 Cómo medir la velocidad de giro del eje
La velocidad de giro del eje (para calcular la potencia también) se mide a través de sensores
que miden el cambio de características en diferentes partes de una pieza llamada encoder el
cual presenta diferentes formas, lo cual da al sensor información de en qué posición se
encuentra en ese momento el eje. Existen dos tipos de sensores: de tipo Hall (los cuales se
basan en campos magnéticos) y los sensores de tipo diodo emisor-fototransistor (estos se
basan en la emisión y captación de luz).
FUNCIONAMIENTO DEL SENSOR DE EFECTO HALL
La velocidad (que multiplicada por el par mide la potencia) se mide a través de un sensor
muy simple, como un sensor del efecto Hall como el que se muestra en la imagen 7. Este
sensor mide el cambio de campo magnético cuando los dientes de un engranaje se mueven
relativo a él.
Ilustración 7:Funcionamiento de un sensor de efecto Hall
Fuente:
media.licdn.com/mpr/mpr/shrinknp_800_800/AAEAAQAAAAAAAAKdAAAAJDZlM2Vm
NzY5LWU0NWYtNDBiOS05ODY4LWFkNTE3MjI2NTRjYQ.jpg
10
Universidad Pontificia Comillas
Junio 2016
El efecto Hall aparece cuando un material metálico por el cual está pasando una corriente
eléctrica se encuentra dentro de un campo magnético. Lo que ocurre es que las cargas dentro
del material conductor se desplazan a un lado de la pieza de metal. La dirección de la corriente
es perpendicular a la corriente y al campo magnético al mismo tiempo. De esta forma se crea
una diferencia de potencial en el material conductor que se puede medir. El campo eléctrico
creado se llama campo Hall (Em) y ligada a él aparece la tensión de Hall.
Este efecto puede ser usado para conocer de qué signo son los portadores de carga del
material por el que pasa el campo magnético.
Los sensores de Hall son usados comúnmente para medir la velocidad de ruedas, ejes, en
motores de combustión interna para medir el tiempo de encendido y para medir el giro de
las ruedas en los sistemas de antibloqueo de los frenos. También son usados en muchos
motores de corriente continua para detectar la posición del imán permanente.
Una sonda Hall contiene un cristal semiconductor de indio encima de una placa de aluminio.
El plano del cristal es perpendicular al de la empuñadura de la sonda. Cuando la sonda es
mantenida cerca de un campo magnético, de tal manera que las líneas de dicho campo sean
perpendiculares al sensor de la sonda, se podrá leer la densidad de campo magnético (B). La
empuñadura no perturba el campo magnético ya que es de un material no férrico. Estas
sondas requieren calibración con una zona con un valor de campo magnético conocido.
Los sensores de Hall tienen la desventaja de tener una precisión mucho menor que los
magnetómetros de puerta de flujo (fluxgate magnetometers), además los sensores de efecto
Hall necesitan ser calibrados cada poco tiempo.
Tienen la ventaja de no ser afectados por las condiciones del ambiente pues el sensor se
encuentra en un entorno cerrado. El sensor tampoco se vería afectado por la acumulación de
polvo, aceite u otras sustancias que sí que podrían bloquear el paso de la luz lo cual haría que
otros sensores como los diodos-fototransistores dejaran de funcionar.
Los sensores de efecto Hall también tienen el problema de que los cambios de temperatura
afectan mucho a los resultados, pero como para medir la velocidad sólo se tienen en cuenta
los saltos de valores no el valor en sí, esta característica no afecta tanto a la utilidad que se le
va a dar.
Este tipo de sensores necesita de un amplificador y de un operacional parecido a los que se
van a comentar en el siguiente apartado del diodo-fototransistor.
FUNCIONAMIENTO DEL SENSOR DIODO-FOTOTRANSISTOR
Otra manera de medir la velocidad es con un conjunto diodo emisor-transistor. Estos sensores
forman parte del conjunto de sensores llamados ópticos y son usados frecuentemente para
detectar presencia.
El diodo emisor, como su propio nombre indica, emite una cantidad de luz infrarroja que el
fototransistor después convierte en energía eléctrica. Así hasta que un objeto obstaculice esa
11
Universidad Pontificia Comillas
Junio 2016
emisión de luz. La diferencia entre estos estados es lo que hace que se pueda calcular la
velocidad. Cuando el sensor está recibiendo luz la señal enviada es un 1 y cuando no, es un 0.
El objeto que se encarga de interrumpir el paso de la luz al sensor se llama encoder y se puede
diferenciar en encoder relativos y absolutos. Los encoder relativos muestran la posición en
relación al anterior y con los absolutos se puede saber la posición angular exacta del eje
girando. Para medir la velocidad lo mejor y más sencillo son los encoder relativos ya que solo
queremos saber la rapidez con la que se tapa y destapa la luz, y consiguiendo que esos pasos
sean iguales reduce la dificultad y crea una señal más limpia.
Idealmente el valor del estado 1 del sensor es el mismo que el voltaje usado para emitir la
señal en el diodo emisor y el estado 0 sería idealmente 0. Pero en la realidad no es así .
Ilustración 8: Ejemplo de sensor de velocidad diodo-fototransistor.
En la imagen de arriba se puede ver un ejemplo del resultado de medir la velocidad usando
un diodo-fototransistor. En la parte de la izquierda de la imagen se puede observar el estado
alto (1) y el estado bajo (0) del sensor.
Al recibir la información de cualquiera de los dos sensores hay que transformarla para que se
pueda computar y calcular la velocidad angular.
Después de tener la señal del sensor, hay que modificarla para amplificarla y quitar ruidos.
Lo primero que se hace es usar un amplificador comparador el cual hace que si la señal está
por encima o por debajo de un número determinado VT, la salida sea igual a las
alimentaciones del operacional (+15 y -15 en el ejemplo de la imagen 9). El funcionamiento
de este circuito se puede observar en la imagen de más abajo.
Ilustración 9: Funcionamiento de un circuito comparador.
Fuente: Electrónica Unicrom
Existen convertidores frecuencia-voltaje que convierten la frecuencia de la señal de entrada
por un voltaje determinado. A mayor frecuencia mayor voltaje, posteriormente esa diferencia
de voltaje puede ser leída por un ordenador para calcular la velocidad.
12
Universidad Pontificia Comillas
Junio 2016
2.7 Cómo medir la potencia y par con un dinamómetro
Una manera de medir el par de una máquina como un freno de corrientes parásitas es
mediante la instalación de un brazo sobre el cual se instala una célula de carga en su extremo.
Ésta se encarga de evitar que el dinamómetro vuelque debido al par producido por los campos
magnéticos de frenado producidos por las corrientes parásitas o de Eddy.
CELDA DE CARGA
Ilustración 10: Representación de diagrama de cuerpo libre dinamómetro
Del rotor proviene la potencia del motor transmitida de las ruedas a los rodillos y de ahí con
un sistema de cadenas al dinamómetro amortiguador. El campo magnético creado por las
bobinas situadas en el estator crea un par contrario al del rotor. Este par contrario es el que
se mide a través de una fuerza equivalente y la distancia a la que se encuentra la célula de
carga que mide esta fuerza.
La celda de carga funciona con el principio de galgas extensiométricas .
Funcionamiento de las galgas extensiométricas:
Según Kelvin, al aplicar fuerza sobre un cable se reduce su resistencia eléctrica. Este principio
es el usado para medir la fuerza sobre el dinamómetro que al juntarlo con la distancia al
centro del eje se puede calcular además el par.
La configuración más común para una celda de carga extensiométrica es la de una base
delgada de un material aislante y flexible sobre el cual va adherido un hilo conductor muy fino
y con terminales grandes en sus extremos. Un ejemplo es el que se puede obs ervar en la
siguiente imagen:
Ilustración 11: Galga extensiométrica
Fuente: www.unet.edu.ve/~ielectro/GALGAS1.HTM
13
Universidad Pontificia Comillas
Junio 2016
Para medir la fuerza, la galga se une a la superficie de un elemento elástico que cumpla el
efecto de Poisson, el cual transmite la fuerza a la galga. Las células de carga que se encuentran
en los dinamómetros se suelen encontrar en forma de puente de Wheatstone (Wheatstone
bridge) el cual proporciona una sensibilidad mayor y por lo tanto mediciones con mayor
exactitud y precisión. La señal eléctrica a la salida es en general muy pequeña (del orden de
los milivoltios) y por tanto necesitará de un amplificador
Ilustración 12: Puente Wheatstone
Fuente: www.unet.edu.ve/~ielectro/GALGAS1.HTM
Lo siguiente a resolver es la amplificación de la señal.
La manera óptima de amplificar una señal pequeña y diferencial como la resultante de las
galgas, es utilizar un amplificador de instrumentación. El amplificador de instrumentación
está formado por un conjunto de tres amplificadores operacionales. La primera etapa
formada por los dos primeros amplificadores es una etapa de pre-amplificación a la señal de
entrada, mientras que el tercer amplificador constituye la etapa diferencial del arreglo.
Hay cuatro características que convierten al amplificador de instrumentación en
indispensable para las tareas de acondicionamiento de señales.


Una impedancia de entrada muy alta, que ayuda a que su ganancia no se vea afectada
por la impedancia de la fuente de alimentación.
Una impedancia de salida muy baja, que ayuda a que su ganancia no se vea afectada
por la carga que se conecta a su salida.
El siguiente y último paso es reducir el ruido a la salida.
El método más común para reducir el ruido de las señales (inherente a cualquier tipo de
señal) es usar un filtrado RC.
Ilustración 13:Circuito RC
Fuente: Wikipedia. Circuito RC.
14
Universidad Pontificia Comillas
Junio 2016
Se sabe que el ruido se presenta con una mayor frecuencia que la señal de interés, por tanto
estaremos interesados en la construcción de un filtro de paso bajo. Éste reduce la magnitud
de las señales de una frecuencia superior a un determinado valor llamado frecuencia de
corte. La cual se puede calcular de la siguiente manera:
1
𝐹𝑐 =
2𝜋𝑅𝐶
Ecuación 6: Ecuación de la frecuencia de corte
Lo último que falta es acoplar esta señal de salida a un aparato convertidor analógico digital
de adquisición de datos (DAQ).
SENSOR DE PAR
También existen aparatos que se colocan directamente en el eje de rotación y pueden medir
el par transmitido en movimiento. Esto es un poco más complicado que el anterior método
pero sigue el mismo principio ya que también usa galgas extensiométricas.
Estos aparatos se llaman torque transducer en inglés y un ejemplo de un sensor de par se
puede encontrar en la siguiente imagen de la empresa datum-electronics.
Ilustración 14: Torque transducer
Fuente: www.datum-electronics.co.uk/products/torque-transducers-and-sensors/m420rotary-torque-transducers/
Las ventajas de usar este tipo de sensores en vez de los colocados a una distancia determinada
del eje son las siguientes:
 Inmune a vibraciones y otro tipo de ruido en la señal al no tener contacto nunca con
el eje de movimiento.
 Una precisión del 0.1%
 Baja manutención necesaria.
 Calibración sencilla
 Capaz de medir el par en parado como en movimiento.
En los sensores de par con rotación también tienen dispuestos las galgas en forma de puente
de Wheatstone.
Las posibles configuraciones que se podrían encontrar con frecuencia en estos sensores
dependen de la forma en la que se colocan los sensores y de la forma del eje en el que se
colocan. Unos ejemplos pueden ser: Ejes circulares sólidos, circulares huecos, cuadrados
sólidos, con forma de cruz o incluso hay una forma en el que se le practica un corte al eje
dejando una superficie plana donde colocar la galga.
15
Universidad Pontificia Comillas
Junio 2016
Ilustración 15: Ejemplos de configuraciones de las galgas
Fuente: PCB Piezotronics. Torque sensors.
Un esquema de un sensor de par se puede ver en la siguiente imagen de la empresa PCB
piezotronics.
Ilustración 16: Esquema de un sensor de par
Fuente: PCB Piezotronics. Torque sensors.
16
Universidad Pontificia Comillas
Junio 2016
3. Motivaciones
3.1 Formula SAE
Este proyecto fue creado pensando en la competición entre universidades llamada Formula
SAE (Society of Automotive Engineers).
Cooper Union participa en la competición que se hará en Michigan y en Montreal. Formula
SAE es, en realidad, un conjunto de competiciones entre las que también hay competiciones
de coches híbridos y eléctricos. La asociación de alumnos que compite por la universidad se
llama Cooper Motorsports y asume la mayoría del gasto que conlleva crear un coche de estas
características. Gracias a los patrocinadores la asociación es capaz de asumir el presupuesto
de 40000 dólares para toda la competición contando con sólo 5000 dólares del bolsillo de la
universidad.
Esto demuestra la iniciativa y autonomía de los estudiantes, temas muy importantes en el
mundo laboral al que se incorporan después.
Ilustración 17:Cartel de la competición Formula SAE
Fuente: Society of Automotive Engineers
En Formula SAE, gana el equipo que más puntos consiga. Estos puntos se conceden
dependiendo del rendimiento en estas dos áreas: rendimiento y diseño.
El apartado de rendimiento consiste, como su propio nombre indica, en conseguir que el
coche sea lo más rápido posible en pista. Para ello, el equipo necesita ajustar todos los
parámetros posibles del motor y demás partes para adecuarse lo mejor posible a las
características del diseño.
En el apartado de diseño, se consiguen puntos dependiendo de la calidad del diseño detrás
de un gran coche. Un coche puede haberse diseñado muy bien pero luego el día de la
competición falla un componente entre miles y el coche se comporta peor de lo que debería,
por eso SAE valora también el trabajo de antes del día de la competición.
En el desarrollo de la etapa de construcción del coche, pueden ocurrir accidentes y hay que
cambiar el diseño de alguna parte del coche por una mejor. Para comparar el rendimiento del
coche con las dos piezas, un banco de potencia es ideal. El banco dinamométrico es la mejor
manera de validar esos cambios en el diseño del coche.
17
Universidad Pontificia Comillas
Junio 2016
Las partes del motor que se pueden mejorar con este tipo de pruebas son el tiempo de
encendido, el tiempo de apertura de válvulas y la relación de transmisión.
3.2 Cooper Union y su situación en Nueva York
Cooper Union es una universidad que al estar en Manhattan no dispone de espacio para
probar el coche que luego competirá en Formula SAE. Esto supone una desventaja
competitiva con respecto a otras universidades de estado (State Universities) como la
universidad de Texas o la universidad de Oregon donde al disponer de un campus mucho más
grande es más probable que tengan una pista de carreras a su disposición.
Siguiendo el ejemplo de Oregon (cuyo coche se puede ver en la imagen número 17, esta
universidad cuenta con el apoyo económico y de experiencia de un equipo tan importante en
el mundo del deporte de motor como Porsche Motorsport. La ayuda de Porsche permite al
equipo de Oregon disponer de dispositivos tan sofisticados como actuadores hidráulicos en
los alerones y demás piezas de carrocería para adecuar la aerodinámica a las condiciones de
la carretera y carrera. Esta tecnología fue implementada hace muy poco tiempo en la Fórmula
1 (máximo exponente tecnológico del mundo del motor) y está siendo gradualmente
implementada en coches de lujo como el Mclaren P1 o Ferrari Laferrari. Además de tener este
apoyo económico y tecnológico, disponen de un circuito donde probar el coche dentro de la
universidad. Es por esta gran desventaja que se decidió hacer este proyecto.
El tener una pista de carreras tan lejos significa que cada vez que se quiere hacer correr el
coche para comprobar un componente nuevo es necesario organizar al equipo entero de
personas necesarias, montar el coche en el camión que lo trasladará ahí, etc. Una vez allí, si
al usar el coche, se tiene una avería grave que no se pueda solucionar con las herramientas
que se pueda haber llevado el equipo a la pista, hay que volver al taller y regresar en otro
momento a la pista con la consiguiente pérdida de tiempo. El tiempo es un tema muy
importante ya que éste siempre suele faltar y suele provocar los mayores quebraderos de
cabeza. Al ser un equipo pequeño, se tarda más de lo normal en construir el coche lo que deja
muy poco tiempo para probar el coche, con ese poco tiempo si se le suma el tiempo necesario
para ir a probar el coche a una pista de carreras es normal que el equipo lo haga peor que
otros en mejores condiciones.
A donde se quiere llegar con esto es que el banco de potencia conseguiría un mejor tiempo
con el poco tiempo disponible para hacer calibraciones. Un mejor coche permitiría obtener
un mejor resultado en la competición, esto animaría a nuevas personas a apuntarse al equipo.
Cuantas más personas estén en el equipo, menos se tardará en diseñar y construir el nuevo
coche, dejando más tiempo al equipo para mejorar el diseño y calibrar el motor y así conseguir
mejor puntuación en la competición lo que volvería a aumentar la participación en el
proyecto.
Otro factor a tener en cuenta es que en esta situación en comparación con un equipo de
competición profesional es que el tiempo disponible por los alumnos para dedicarse a la
Formula SAE es muy pequeño. Los alumnos tienen la prioridad de estudiar y aprobar
asignaturas, el tiempo sobrante después de hacer esto es el disponible para ellos.
18
Universidad Pontificia Comillas
Junio 2016
El espacio donde iba a estar guardado el aparato era pequeño, se había pensado que el mejor
lugar para dejar el banco de potencia es en la parte del laboratorio donde se prueban los
motores. Esta sala dispone de los sistemas adecuados de ventilación y cuenta con el permiso
apropiado para realizar este tipo de actividades. Esta sala es muy pequeña y normalmente
sirve de espacio para guardar el chasis del coche de Formula SAE del año anterior. Esto
imponía en el diseño un requerimiento de espacio muy específico y restrictivo.
El dinamómetro es un instrumento de elevada masa convirtiéndolo en complicado de hacer
móvil. Normalmente los dinamómetros que se usan en los talleres de reparación y en las
fábricas de automóviles están situados bajo tierra, con sólo la parte superior de los rodillos
asomando. El resto de la máquina se suele encontrar debajo de una plancha metálica
suficientemente resistente como para soportar el peso de un coche medio.
Esto es posible porque estos lugares están construidos y diseñados desde un principio con la
idea de que se va a incluir en el suelo un dinamómetro y de que éste va a ser usado
continuamente. También el dinamómetro tiene la suficiente importancia para el negocio
como para ocupar permanentemente ese lugar y no está pensado su retirada en ningún
momento. A estos lugares normalmente no se le suelen hacer cambios muy importantes de
tarea, por ejemplo: una fábrica de automóviles no suele cambiar completamente de diseño
porque eso acarrea un coste muy grande para la empresa y nuestro laboratorio de la
universidad es usado durante el año lectivo como lugar donde se guardan las máquinas como
ésta pero después en verano es usada para dar clase a niños de escuelas con el programa
STEM.
El programa STEM es un programa de la universidad Cooper Union donde niños de tempranas
edades aprenden lo que es la ingeniería y les motiva a querer convertirse en uno años
después. El programa STEM tendría más adelante un peso muy importante en la decisión de
continuar con el proyecto.
Otra de las razones por las que el dinamómetro era buena idea para construir es que éste
podría ser usado en otras asignaturas aparte de para la Formula SAE. Podría ser usado en
asignaturas que tuvieran que ver con el estudio del comportamiento de un motor en
funcionamiento en condiciones reales, no en un banco de pruebas donde solo estuviera el
motor.
El dinamómetro tiene que ser diseñado y usado por los estudiantes que forman parte del
proyecto de fórmula Cooper. Por ello tiene que ser seguro para el uso por parte de alumnos
inexpertos. Esta máquina tiene que ser diseñada de tal manera que siempre haya un doble
sistema de seguridad, para que en el caso de que falle el primero, el segundo pueda
encargarse en su lugar.
El dinamómetro está pensado para sustituir la prueba del coche en una pista de carreras, con
lo que debe de replicar las condiciones del asfalto de la mejor manera pos ible. Para ello en el
diseño se hicieron cambios de los que hablaremos posteriormente. También había que añadir
a la construcción de los rodillos un apartado de calibración precisa del centro de masas y del
momento de inercia para evitar vibraciones que hagan que las ruedas puedan perder tracción
y por tanto provocar una distorsión de los datos obtenidos.
19
Universidad Pontificia Comillas
Junio 2016
El proyecto está pensado para ser financiado por los fondos de la universidad destinados a la
asignatura de Mechanical Design y a Formula SAE. Razón por la que la austeridad fue un valor
importante en el diseño de la máquina aunque en ningún caso debía afectar a la seguridad de
los alumnos. Es obvio que la máquina iba a ser más barata de fabricar que en una industria
dedicada a ello debido al hecho de que los alumnos no cobran por el trabajo. Aun así habría
que comprobar después si el diseño al ser pasado a la producción en masa compensa los
costes laborales.
Otro punto a tener en cuenta es que cuanto más alto sea el punto al que tiene que subir el
coche desde el coche, menor sería la longitud de las rampas necesarias. Debido a la falta de
espacio este punto sería también crucial en el diseño de la mesa.
Debido al poco espacio disponible en el laboratorio, no había sitio para subir el coche con las
rampas a la mesa si estuviera cerca de donde se sitúan los rodillos, mientras que en otra parte
del laboratorio sí que se dispondría del espacio pero en esta parte no se podía colocar la
estructura con los rodillos al no tener sistema de extracción de humos.
20
Universidad Pontificia Comillas
Junio 2016
4. Descripción de la máquina
4.1 Tipos de pruebas que se pueden hacer con un dinamómetro de chasis
El dinamómetro de chasis permite conocer mucho más del coche que un dinamómetro de
motor. Las pruebas más conocidas y útiles son las siguientes:




Shakedown testing: Este tipo de prueba es la que simularía las condiciones de la
carretera, las condiciones de la competición de manera más fiable. Consiste en hacer
correr al coche a velocidades y pares bajos para asegurarse de que todos los sistemas
funcionan correctamente. Después la velocidad se va subiendo gradualmente para ir
comprobando de manera más profunda los sistemas.
Test de aceleración: Consiste en incrementar de manera brusca la velocidad máxima
del software del ordenador y poniendo el acelerador en su posición máxima de
manera muy rápida. Esto permite al equipo validar y analizar el diseño de la
transmisión. También dará una idea aproximada de cómo se comportará el coche en
la prueba de aceleración de la competición Formula SAE.
Test de estado estacionario: Se utiliza para analizar el motor y comprobar si tiene
partes defectuosas. Sobre todo se mira la forma del mapa motor. Esta prueba consiste
en mantener el acelerador en la misma posición manteniendo también una velocidad
constante.
Test de rampa: Esta prueba consiste en aumentar la velocidad del vehículo un número
determinado por segundo. Sirve para ajustar la relación aire-combustible de dentro
de la cámara de combustión del motor.
4.2 Cómo funciona el sistema de elevación de la mesa
La característica que diferencia a esta mesa del resto es la capacidad de variar en altura
incluso con mucha carga encima. Es capaz de alcanzar una altura muy pequeña de unos
centímetros para luego subir a unas 20 pulgadas de alto (altura de la estructura del
dinamómetro y después elevarse más (a una altura de mesa normal) para poder ser usada
para dar clase como cualquier otra mesa.
Ilustración 18: Gato de tijera
Este sistema funciona gracias a dos gatos de tijera con un motor eléctrico que permitiría a las
personas que quisieran levantar la mesa ocuparse de estar pendientes que todo va bien y que
21
Universidad Pontificia Comillas
Junio 2016
si el sistema se rompe, dejar de accionar la palanca que hace que se desbloquee el sistema
de seguridad para que los 4 pines en las esquinas se encajen dentro de sus posiciones dentro
de las patas de la mesa y que no ocurran accidentes.
Para que se pueda controlar la velocidad de elevación de la mesa, cabe la opción de instalar
un potenciómetro que se pueda controlar desde la mesa o un switch que cambie entre dos
resistencias para cambiar entre dos velocidades distintas, aunque la velocidad de subida de
la mesa, no es crucial y se prefiere que sea pequeña para evitar cualquier problema.
FUNCIONAMIENTO DE UN GATO DE HUSILLO O DE TIJERA
Un gato de tornillo funciona de manera muy similar a como funciona una palanca,
aprovechándose de la multiplicación de lo largo de un brazo a una fuerza pequeña en
comparación con otra fuerza mucho mayor pero de un brazo mucho más pequeño.
𝑀𝑔𝑑 = 𝑓𝐷
Ecuación 7: Funcionamiento de un sistema de palanca
La ecuación 7 se explica que la fuerza Mg (que sería el peso del coche), fuerza que hay que
vencer con una fuerza más pequeña (f) pero aplicado con un brazo D más grande. En este
caso, la magnitud d sería el paso de la rosca del husillo y D sería la longitud del perímetro de
la circunferencia que describe la punta de la manivela con la que se hace girar el tornillo del
gato de husillo.
Otra manera de ver este efecto multiplicador sería calculando coeficiente de multiplicación
mecánica. Éste se puede ver en la siguiente ecuación.
𝑀𝑔 = 𝑓
𝐷
𝑑
Ecuación 8: Ecuación de funcionamiento de un sistema de palanca 2.
El cociente D/d sería nuestro coeficiente K. Se puede explicar éste fenómeno con un ejemplo
sencillo. Si disponemos de un tornillo con un paso de rosca de 2 milímetros y una palanca de
20 cm de largo el coeficiente se puede calcular como:
2 ∗ 𝜋 ∗ 30
𝐾=
= 942,5
0.2
Se puede observar que el efecto multiplicador es muy significativo.
4.3 El sistema de seguridad
El sistema de seguridad está construido para que todo lo que el alumno vaya a poder tocar
tenga un mecanismo fail-safe. Esto quiere decir que si el alumno comete un error, siempre
haya detrás algo que se pueda romper o incluso un segundo sistema de seguridad que se haga
cargo y que evite hacer daño a nadie.
Teniendo en cuenta esto. La única parte que se va a manipular con frecuencia es la mesa, esta
es la parte que debe de tener el sistema complejo de seguridad. Tanto la estructura para los
rodillos como el absorber tienen una cubierta de metal sólida o de rejilla (en los casos en los
que se necesita ventilación).
El alumno debería hacer girar una manivela que gire un carrusel (números 4 y 5) que tire de
un cable que a su vez tira de un tornillo (número 8) a cada lado de la mesa. Al final de cada
22
Universidad Pontificia Comillas
Junio 2016
tornillo está roscado un pin (número 9) que se inserta en un agujero de los que hay
mecanizados en las patas de la mesa. Junto a ese pin se encuentra un muelle en compresión
que cuando se deja de aplicar una fuerza en la manivela se expande y hace que el pin se
introduzca en el cojinete de la pata de la mesa. Debido a la brutalidad con la que se introduce
el pin dentro del cojinete las tolerancias entre ambos deben ser de deslizamiento suave y la
superficie del exterior del pin debe ser lo más cilíndrica y suave que se pueda ya que si fuera
una superficie áspera (con muchas irregularidades) éstas acabarían desgastando el material
de los cojinetes y creando un espacio en el que el pin pueda moverse, creando la posibilidad
de un movimiento que haría que la mesa no fuera estable, comprometiendo la precisión de
la prueba del banco de potencia. En la siguiente imagen se puede ver una vista del
funcionamiento del sistema de seguridad.
Ilustración 19: Sistema de seguridad
4.4 Las rampas
Las rampas fueron diseñadas para ser pequeñas pero al mismo tiempo permitir que los coches
que se suban por ella no sufran ningún tipo de daño en su parte inferior. Las razones por las
que se quiere construir rampas para subir el coche a la mesa son la facilidad y la comodidad.
En el caso de no tener rampas se podría usar de todas formas una grúa disponible en el
laboratorio pero su uso es engorroso y lento y se necesitan a muchas personas para operarla.
El tener una rampa significaría el tener que desplazar la mesa a una zona amplia del
laboratorio para una vez subido el coche llevarlo junto al dinamómetro. La existencia de
ruedas en la mesa elevadora permite este procedimiento. Si la rampa del diseño final
necesitara de demasiado esfuerzo para subir el coche por ellas o fueran complicadas de
construir, los inconvenientes superarían las ventajas y entonces no se construiría y se seguiría
con el método actual de elevación.
Las rampas disponibles en la mayoría de bancos de potencia en los que hace falta (los de
exteriores superficiales) son muy pequeñas y muy empinadas. Este tipo de rampas no
servirían para nuestro proyecto porque los coches de Formula SAE cuentan con un morro muy
bajo, una distancia entre ejes muy grandes (en comparación a su longitud total) y un espacio
libre al suelo muy pequeño. Si la rampa fuera empinada y por lo tanto tuviera un cambio de
pendiente al principio brusco haría que el morro del vehículo se raspara, poniendo en peligro
la integridad de sus componentes. Se han pensado en dos posibilidades:
23
Universidad Pontificia Comillas
Junio 2016
Opción 1: Consta de 2 segmentos de arco de circunferencia unidos por un segmento recto.
Ilustración 20:Primera opción de rampa
Opción 2: Consta de un segmento recto unido a un segmento de arco de circunferencia.
Ilustración 21: Segunda opción de rampa
Ambas opciones han sido diseñadas para que el radio de circunferencia y los c ambios de
pendiente permitan que el coche no roce por la parte inferior con la rampa y así no se ralle ni
rompa alguna parte importante.
Ventajas y desventajas y proceso de elección
Primera opción: Con este diseño se consigue que no se necesite una elevación del coche en
ninguna parte del proceso de subida del vehículo.
Construcción sería mucho más complicada que en el segundo caso. La rampa ocuparía mucho
espacio y cabe la posibilidad de que así se dificulte la posibilidad de subir el coche en el
laboratorio, incumpliendo el objetivo de la rampa y haciendo de ella un artículo inútil.
Segunda opción: Se necesitaría una elevación de la parte frontal del coche al aproximarse al
principio de la rampa, aunque en el caso actual de los coches de Formula SAE con varios
alumnos se puede conseguir sin mayor problema.
La construcción sería más sencilla que la primera, ya que dispone sólo de dos partes
diferenciadas y no 3.
Pero la mayor ventaja es que la longitud y el espacio que ocupa es menor que en la primera.
Con lo cual aunque el objetivo de la rampa sea la comodidad, el espacio disponible es lo que
hace que la opción preferida sea la segunda.
24
Universidad Pontificia Comillas
Junio 2016
5. Diseño de la máquina
5.1 Diseño de la estructura de la mesa
La mesa dispone de 4 partes diferenciadas. El sistema de elevación, el sistema de seguridad,
la parte superior y la parte inferior. Los sistemas de elevación y seguridad fueron explicados
anteriormente.
El tener separadas las partes superior e inferior con patas de la mesa se entiende en el
contexto de altura variable con el que se quiere trabajar. La parte superior mostrada en la
imagen se compone de varios grupos de barras agrupados según su función. Las barras
superiores tienen la función de ofrecer soporte para la plancha de metal o madera sobre la
que irá apoyado el coche y cuentan con multitud de agujeros sobre los que luego se atornillará
la plancha. En cambio, las barras que empiezan en el centro de las barras centrales y siguen
hasta el centro de las barras de los laterales sirven además para alojar el carrusel y la
manivela. A continuación se describe este tubo con más detalle. La barra de los laterales se
encuentra por debajo del resto de barras y cuenta con agujeros en los que se introducirán los
pines para soportar la mesa en posición cuando la manivela del sistema de seguridad no se
encuentra accionada.
Ilustración 22: Vista completa de la mesa montada
La barra denominada T-103 (mostrada en la ilustración 23) cuenta con una ranura y unos
agujeros concéntricos mecanizados para que el eje del carrusel vaya insertado y una manivela
tenga espacio para moverse con un rango suficiente para que el pin al otro lado del cable se
separe del agujero en las patas. En esos agujeros hay una serie de cojinetes de latón para que
el carrusel de acero se pueda mover con fluidez por ellos y no se requiera lubricación y que
no se desgasten estos agujeros y así la mesa tenga una vida útil considerable. Estos cojinetes
de latón se introducen en la construcción de la mesa con un martillo (tienen un ajuste de
apriete) mientras que éstos con el carrusel tienen un ajuste de juego (para permitir el
movimiento relativo).
25
Universidad Pontificia Comillas
Junio 2016
Ilustración 23: Vista de la barra con ranura para la manivela
La barra situada debajo de las que sujetan la plancha contiene a los pines de esta forma. Esta
barra proporciona el soporte para que el muelle se apoye y se contraiga y proporcione el
movimiento necesario para que el sistema de seguridad funcione. Dispone de dos agujeros,
uno del tamaño del tornillo y otro de 1 pulgada, que es el tamaño de la parte estrecha del pin.
Ilustración 24: Vista del funcionamiento del sistema de seguridad
La parte que permite a la mesa ser móvil son las ruedas situadas en el inferior de la mesa.
Estas ruedas cuentan con un sistema de frenos que impiden que la rueda gire, pero también
cuentan con una manera de impedir que las ruedas giren sobre el eje z. De esta manera,
cuando el coche se encuentre encima de los rodillos, las vibraciones no hagan que el conjunto
se mueva. Tiene la misma importancia que la mesa sea móvil que el que sea estable cuando
no tenga que moverse de localización.
Para poder separar las ruedas de la estructura de la mesa, se mecanizaron unas placas con
agujeros que corresponden a la disposición de agujeros de la placa de las ruedas. Estas placas
irían soldadas debajo de la mesa y luego las ruedas irían atornilladas a estas placas que se han
mecanizado. De esta manera se consigue que si una rueda se rompe o se desgasta en exceso,
ésta puede ser reemplazada por otra sólo con desatornillar los tornillos.
Una fotografía de las placas que se instalaron es la siguiente:
26
Universidad Pontificia Comillas
Junio 2016
Ilustración 25: Rueda con freno para la mesa
5.2 Diseño de la estructura de los rodillos
El conjunto del dinamómetro se compone de los rodillos y del dinamómetro en sí. Los rodillos
descansan sobre una estructura en la que se apoyan los rodamientos y el acoplador. Todo
esto está conectado al dinamómetro a través de una cadena simple de metal. El dinamómetro
también dispone de una estructura para protegerlo.
Ilustración 26: Estructura de los rodillos
La estructura dentro de la que están instalados los rodillos se ha sobredimensionado
pensando en que nunca se va a mover de la posición en la que se anclará.
Sobredimensionando la estructura se consigue un diseño más sencillo y más robusto que
pueda aguantar coches más pesados que para el cual está pensado este dinamómetro. Las
barras que componen la estructura de los rodillos son las mismas que las de la estructura de
la mesa y que las de la estructura del dinamómetro para hacer su construcción más sencilla y
la compra de los materiales más barata.
El diseño de la estructura es muy sencillo, lo cual elimina la posibilidad de que se pueda
desechar el diseño debido a la dificultad de su construcción en el taller. Por tanto lo único que
quedaba para saber si era válido era la cantidad de peso que podía soportar y la duración de
la estructura a vibraciones y demás esfuerzos que puedan provocar un desgaste por fatiga.
Para esto se usó el programa de ANSYS de análisis de elementos finitos.
27
Universidad Pontificia Comillas
Junio 2016
Ilustración 27: Solución ANSYS (deformación y esfuerzo)
El diseño de los rodillos es la parte más importante de esta área. La función principal del banco
de potencia es copiar de la manera más real la experiencia que tendría el coche en cas o de
estar rodando en pista, esto quiere decir que el motor tiene que contrarrestar la misma
inercia. La inercia de los rodillos tiene que ser lo más parecida a la del coche posible.
5.3 Diseño del sistema de elevación de la mesa
El sistema de elevación de la mesa donde iba a estar situado el coche y posteriormente donde
se iban a apoyar alumnos de la universidad y del programa STEM tenía que cumplir los
requisitos de máxima seguridad, facilidad de uso, bajo mantenimiento y austeri dad que
regían el proyecto en su totalidad.
En un principio se pensó en un sistema que constaba de un pistón neumático colocado en una
diagonal de la mesa que describía un movimiento de arco de circunferencia. Esta imagen fue
el boceto que se hizo de este sistema:
Ilustración 28:Vista del primer diseño en 3D
Este mecanismo se descartó porque para que este sistema funcionara bien, tenía que
encontrarse anclado al suelo, sin poder moverse. Esto dejaba un gran obstáculo en el
laboratorio y no era práctico. Luego se pensó en el programa STEM y en que se necesitaría
una mesa con lo que se cambió al siguiente diseño.
El siguiente diseño en el que se pensó fue el cambiar a múltiples gatos de tornillo en las
esquinas de la mesa como los mostrados en la imagen:
28
Universidad Pontificia Comillas
Junio 2016
Ilustración 29: Ejemplo de mesa de elevación con un gato en cada esquina
Funcionamiento de un gato de tornillo
Ilustración 30: Gato de tornillo sinfín
En la imagen superior se puede observar cómo funciona un gato de tornillo sinfín. Al girar el
tornillo que recibe el par para hacer subir el gato, la rosca hace girar la rueda dentada que se
encuentra en el mismo eje que el tornillo que girará y gracias a que existe una tuerca que se
encuentra estacionaria, el tornillo entero se desplaza verticalmente.
Pero este sistema fue descartado porque el precio aumentaba demasiado. Cada uno de los
gatos es más caro que los gatos de tijera con tornillo infinito. Este sistema es más estable que
el diseño final pero aumentaba el número de piezas a mecanizar y en consecuencia se
aumentaba el número de piezas que pudieran fallar y el número de horas de mecanizado y
de instalación. Los elementos adicionales que este sistema necesita son dos cajas de cambio
de la dirección de giro, las cuales se pueden ver en la imagen número 29.
Una ventaja que tienen estos gatos que no poseen los gatos de tijera es que el punto en el
que se aplica el giro de tornillo desde el motor se encuentra siempre en la misma posición, se
encuentra estacionario, mientras que en los gatos de tijera se encuentra en la diagonal del
cuadrilátero que forman las cuatro barras, la cual varia en altura al suelo cada vez que se gira
el tornillo y el gato sube. Esto crea un nivel de dificultad al diseño de los gatos de tornillo con
el que se acabó
El sistema con el que se acabó yendo es un sistema de gatos de tijera. Estos sistemas además
de ser más fiables que los hidráulicos y baratos y sencillos que los de tornillo sinfín. Un sistema
con aire o con fluido hidráulico si existe alguna fuga la mesa perdería altura o no funcionaria.
29
Universidad Pontificia Comillas
Junio 2016
Otra ventaja de usar gatos de tornillo es que en su posición más baja ocupan muy poco
espacio en vertical. Esto es crucial ya que cuanto más alto sea la mesa a la que hay que subir
el coche, más grandes serán las rampas necesarias para subirlo.
Un inconveniente de los gatos de tijera es que su funcionamiento es muy lento ya que el paso
de rosca tiene que ser muy pequeño y por tanto cada giro se convierte en la subida del gato
unos milímetros únicamente (con un efecto multiplicador de 2 debido a las dos tuercas). El
pequeño paso es necesario ya que sin él, el gato se caería con su propio peso y más aun
soportando una carga. Lo que hace que el tornillo no se gire sólo con la fuerza vertical del
peso de la carga es el rozamiento de las paredes del tornillo con las paredes de las tuercas
Los gatos se colocarían en la mitad a lo largo de la mesa y repartidos a lo ancho para que
minimizar el desplazamiento en caso de que haya mucho más esfuerzo en una esquina de la
mesa que en otra.
El problema de este sistema es que si se quiere automatizar este sistema, se requiere de un
sistema completamente nuevo y complejo que pueda encargarse de girar el tornillo a la vez
que el extremo del tornillo se desplaza vertical y horizontalmente al cambiar la estructura del
gato de forma.
Ilustración 31: Diseño final de sistema de elevación
Con lo cual lo que se ha pensado es en una manera de que hubiera un punto fijo al tornillo
que pudiera girar sobre el que pudiera proporcionar la estructura que levantara el motor
eléctrico que haría mover todo el sistema de engranajes .
La estructura cuenta con 3 partes diferenciadas: los engranajes que enlazan el movimiento
del motor con los tornillos, las barras laterales y los cojinetes que deslizan sobre estos.
Los cojinetes que se usan se llaman “Babbitt bearings” y se ha pensado en hacerlos con
moldeado por fundición. De esta forma se conseguiría que tuvieran la forma exacta que
necesitamos y del material que queremos.
El giro de los tornillos lo proporcionaría un motor eléctrico, el cual a través de una cadena
trasladaría el movimiento a los dos gatos a la vez. Se tiene que asegurar que los dos gatos se
mueven a la misma velocidad y que no se desincronizan. Cada uno de los gatos está pensado
para aguantar 3000 lbs con lo cual el peso total que aguantan es de unos 6000 lbs (mucho
mayor que el peso máximo pensado colocar encima de la mesa). La desincronización del
movimiento de los gatos podría provocar que el movimiento de la mesa se atascase, que por
30
Universidad Pontificia Comillas
Junio 2016
tanto el motor dejara de girar y que se rompiera el sistema eléctrico del motor. Esto
provocaría una pérdida de tiempo y de dinero en arreglar el fallo. Por suerte, se ha pensado
en ello y todos los componentes se hayan atornillados, con posibilidad de ser retirados y
reemplazados, que de haber estado soldados no sería así.
La velocidad de giro de los tornillos y por tanto de elevación de los gatos que elevan la mesa
no tiene especial relevancia y cuanto más lento se muevan más fácil será conseguir que los
pines queden alineados con los agujeros de las patas para asegurar la mesa en esa posición.
Al haber muy poco juego entre el pin y los cojinetes, el accionamiento del motor tiene que
ser muy preciso, por eso aunque en esta ocasión no se ha hecho, sería conveniente instalar
algún sistema electrónico que hiciera que el motor girara de manera precisa hasta uno de los
puntos y se detuviera. Unos ejemplos de cómo se podría hacer son la instalación de un diodofotosensor o de un sistema que contara los giros del eje y en el que el usuario pudiera
seleccionar la altura a la que quiere posicionar la mesa de elevación.
5.4 Comparación con otras mesas de elevación del mercado
ROTARY LIFT SM14W
Este diseño consta de dos carriles que pueden variar en altura mediante un sistema de poleas
y motores eléctricos. El peso máximo que puede elevar este sistema según el fabricante es de
14000 libras. La altura mínima es de 5 pulgadas y la máxima es de 78 pulgadas, mucho mayor
que la altura de la parte superior de la estructura de los rodillos. Cuenta con rampas que
llevan en un extremo unos cilindros o rodillos con los que se pueden deslizar por el suelo
cuando se varíe la altura de la plataforma. La plataforma sobre la que se apoya el coche
cuando está encima de la mesa de elevación consta de dos carriles formados por una sola
pieza de metal cada uno, lo que quiere decir que no hay puntos de soldadura que pueda hacer
que ésta ceda por un fallo en la creación de la unión.
31
Universidad Pontificia Comillas
Junio 2016
Ilustración 32: Rotary lift SM14
Fuente: www.rotarylift.com/LIFTS/SM14/
Las ventajas que se pueden ver en esta mesa de elevación en comparación con la del banco
de potencia de Cooper son que cuenta con unas rampas que al estar enganchadas a la parte
lateral de la mesa no tienen que ser instaladas cada vez que se tiene que subir el coche a la
mesa, cumpliendo perfectamente su función de facilitar y hacer más rápida la subida del
vehículo. Además de estar constantemente instaladas, al tener la mesa una altura máxima de
5 pulgadas por las 14 de la mesa de Cooper, la inclinación inicial de estas es mucho menor
que la de Cooper, permitiendo la subida de coches con morros más largos y coches más bajos.
Otra ventaja objetiva de la mesa es la mayor capacidad de carga. La carga máxima es de 14000
libras frente a las 6000 libras de carga máxima de los gatos de tijera instalados (a esa carga
máxima habría que restarle el peso de la parte superior de la mesa).
Entre las desventajas de esta mesa con respecto a la de Cooper está el mayor precio y la
incapacidad de moverse por el suelo al no contar con ruedas.
Pero la desventaja más importante la encontramos en la incapacidad de usar esta mesa como
un lugar para trabajar para los alumnos del programa STEM.
Esta mesa de ser instalada en el laboratorio se convertiría en un objeto muy voluminoso,
incapaz de ser trasladado a un lugar donde estorbe menos y con solo una utilidad.
DYNOJET: POWER-RAMP
La dynojet Power-ramp es otro concepto de mesa de elevación que surge de la unión entre
rampa y mesa donde aguantar el coche mientras sucede la prueba.
La Power-ramp consta de dos carriles de acero (separados en dos partes cada uno) debajo de
los cuales hay unos actuadores hidráulicos que levantan la parte más cercana al dinamómetro
cambiando la inclinación del mismo desde una posición horizontal a una paralela al seg undo
segmento del carril. De esta forma no se necesita una pieza a parte que sirva para subir el
coche a la posición más baja de la mesa.
Las ventajas principales de este sistema en comparación con la mesa de elevación de Cooper
Union son la doble funcionalidad de la mesa de ser mesa y a la vez rampa de subida del coche,
ahorrándose objetos que ocupen espacio y ahorrando tiempo al ahorrarse el tiempo de
instalación de las rampas cada vez que se sube el coche. Al mismo tiempo que esto puede ser
visto como una ventaja, en el caso analizado es un inconveniente, ya que al no contar con
espacio suficiente en el sitio donde se situaría y al no tener ruedas que permitan mover la
32
Universidad Pontificia Comillas
Junio 2016
mesa a otra parte sería imposible subir el coche. Si se fuera a usar esta mesa habría que
repensar el lugar donde iría la mesa.
El inconveniente y la razón por la que se descartó este producto/diseño es debido a que una
vez los carriles se encuentran en su posición horizontal estos no pueden variar en altura
manteniendo la inclinación horizontal, lo cual impide que la parte superior de la Power-ramp
alcance la altura requerida para su uso como una mesa para trabajar.
Otro gran inconveniente es que dado que una de las funciones de la mesa que se está
planteando es la de servir de mesa de trabajo para unos alumnos del programa STEM, el
hecho de que la parte superior esté formada por dos carriles separados y no por una
superficie homogénea y de madera (intercambiable) hace de este producto no válido para
conseguir nuestros objetivos.
El fabricante da el dato de que la Power-ramp ahorra un espacio de 8.5 pies en comparación
con la SM14 de Rotarylift. El fabricante también afirma que los actuadores hidráulicos se
pueden mover con solo pulsar un botón y que la superficie del suelo de la rampa es tá
impregnada de una pintura antideslizante.
La Power-ramp es apropiada para vehículos de cómo máximo 132 pulgadas de ancho de vía.
Las dimensiones de la Power-ramp son:
-
Longitud total: 55 pulgadas
Ancho total: 83 pulgadas
Ancho de cada carril: 26,5 pulgadas.
Mínimo ángulo de aproximación es de 8 grados
El peso máximo del vehículo es de unas 35000 libras
Peso total del conjunto: 850 libras.
Ilustración 33: Power-ramp
Fuente: www.dynojet.com/products/dynamometers/dynomodel224x/dynojetdynamometer-224x.aspx#options
33
Universidad Pontificia Comillas
Junio 2016
BOLZONI URAMO: MODELOS 1S y 1T
Estas mesas elevadoras están diseñadas para la carga de vehículos con carretillas elevadoras
o con traspaleas. Aun así también podrían servir para cumplir nuestro objetivo de una mesa
para elevar un coche ligero desde cerca del suelo a una altura de unas 20 pulgadas.
Estas mesas elevadoras están recubiertas con en su superficie superior es una chapa
lagrimada con un acabado antideslizante. Los cilindros hidráulicos son de simple efecto con
drenaje, cuentan con una válvula en cada cilindro para evitar el descenso de la plataforma. La
serie 1T cuenta con una válvula de retención mientras que en la serie 1S es una electroválvula.
En las articulaciones los casquillos son auto-lubricados lo que disminuye el mantenimiento
necesario.
Además de las válvulas mencionadas existen también válvulas de máxima presión para evitar
sobrecargas y de compensación de caudal para controlar la velocidad de descenso.
Por último todo el equipo eléctrico se encuentra protegido térmicamente y con un
transformador.
Las partes que hacen de esta opción no válida para nuestros intereses es la necesidad de
retirar los elementos de seguridad como la barandilla a un lado de la plataforma. El hecho de
que esta plataforma elevadora esté pensada para ser enterrada debajo de la tierra de tal
forma que la superficie superior quede paralela al suelo de la nave donde se fuera a instalar
quiere decir que en su diseño la altura en su posición más baja no es crucial. Esto hace que la
altura mínima de la mayoría de los modelos sea de unas 20-22 pulgadas, mucho mayor que
nuestras 14 pulgadas de altura mínima en su posición más baja.
La manera en la que funciona la variación en altura de esta mesa elevadora es a través de la
variación de la distancia entre los extremos de una X elaborada con los elementos de la
estructura de la mesa. Estas esquinas de la X se mueven gracias a unas ruedas de metal que
se deslizan por unos carriles especialmente elaborados en la mesa. La herramienta que hace
que se muevan incluso con mucho peso son unos cilindros hidráulicos que se encuentran
enganchados en un lado a una esquina de la X y al centro de ésta en el otro extremo. El
funcionamiento de este mecanismo se puede observar en estas dos imágenes que muestran
las posiciones más baja y alta de la mesa elevadora.
El hecho de la existencia de los carriles y de los cilindros hidráulicos hace de este diseño poco
práctico ya que necesitan de una mayor limpieza y mantenimiento que el diseño final de la
mesa para este dinamómetro.
El fabricante da un número determinado de horas de uso máximos admitidos al día de 20
ciclos por hora en un turno de 8 horas por día.
Una amplia gama de accesorios tipo faldón manual, hidráulico y barandillas de seguridad
están disponibles según cada exigencia de trabajo.
34
Universidad Pontificia Comillas
Junio 2016
Ilustración 34: Vista en 3D de la mesa de Bolzani Uramo
Fuente: www.bolzoni-auramo.es/Mesas-Elevadoras/La-gama/Mesa-elevadora-para-cargas-sobrevehiculos-1T/index.aspx?m=124&f=2&id=135
5.5 Diseño del sistema de seguridad de la mesa
Como se ha discutido con anterioridad, el sistema de seguridad de la mesa tiene que ser a
prueba de fallos. Esto se consigue con un sistema que haga que si, en algún momento alguna
persona que esté operando la máquina deja de hacerlo correctamente o el sistema se rompe
por algún otro motivo, habrá un segundo sistema que se pueda ocupar de las funciones del
primero permitiendo que nadie resulte herido o que se rompa el resto de la máquina.
Esto se consigue en este caso a través de un sistema de pines en el que si se rompe el gato de
tijera que está levantando la mesa estos se contraerán e introducirán en los agujeros
realizados en las patas de la mesa para parar la caída de ésta.
Ésta acción debe ser realizada por los operarios, que al ver que la mesa no sube o que cae
soltarán la barra que se debe accionar.
Este tipo de sistema se llama normalmente un sistema con dead man´s switch, que se podría
traducir al español como botón de hombre muerto, y tiene que ver más con que el operario
esté atento todo el tiempo que con que al operario le pase algo. En los trenes existen sistemas
de dead man´s switch que requieren al conductor pulsar un botón cada poco tiempo para
comprobar éste sigue despierto.
El sistema consiste en dos carruseles con palancas que son accesibles por los lados de la mesa
que al ser accionados tiran de un cable que se enrolla en el carrusel. El cable a su vez está
enganchado en sus extremos a unos tornillos que tienen una cabeza con un anillo al cual los
cables se pueden atar. Estos tornillos se encuentran enroscados en unos pines que se
encuentran dentro de las barras laterales de la mesa (las cuales están posicionadas en un
nivel inferior al resto). Estos pines se encuentran en contacto constante con unos muelles en
constante tensión, estos muelles son los que hacen que si se deja de aplicar fuerza en las
palancas, los pines se vuelvan a introducir en los agujeros.
5.6 Diseño de los rodillos para asegurar una correcta copia de la carretera
El diseño de los rodillos tenía que cumplir con las especificaciones de la SAE (Society of
Automotive Engineers) y con las capacidades de producción de Cooper Union.
35
Universidad Pontificia Comillas
Junio 2016
Hay 3 tipos de rodillos disponibles para dinamómetros de chasis:



Un rodillo largo y de gran diámetro: Sus ventajas son que al componerse de un solo
sólido, no cabe la posibilidad de diferencia de velocidad entre ambas ruedas y no
existe punto de fallo. Los inconvenientes son la imposibilidad de mecanizarlo y
fabricarlo dentro de Cooper Union con lo que habría que comprarlo a una empresa
especializada a un elevado coste. Este elevado coste es justificado dada la dificultad
para mecanizarlo pero también para balancear después una masa tan grande que
puede girar a mucha velocidad.
Dos rodillos pequeños en cada rueda: lo bueno de este diseño es que mecanizar
este tipo de rodillos es más fácil aunque requiere más tiempo de fabricación.
Además este diseño crea una zona de alta presión diferente a lo que el neumático
experimentaría en la carretera y por tanto no ajustaría con tanta precisión el coche,
quitando la posibilidad de conseguir los tan preciados puntos.
Un rodillo grande por cada rueda: Esto permitiría construir los rodillos en Cooper
Union y comprar cada uno sería relativamente barato. Las desventajas de este
diseño son el aumento del tiempo de balanceo con respecto al cilindro único y que
se tendría que diseñar una manera para conectar los dos rodillos que pueda
soportar los altos pares. Además de tener que soportar un gran par tendría que ser
frágil y fácil de reparar. Para que así si se desincronizan las dos ruedas que no haya
que reemplazar todo el conjunto de los rodillos sino que solo el acoplamiento.
El tamaño de los rodillos es crucial a la hora de reproducir lo mejor posible el asfalto. Cuanto
mayor sea el diámetro de los rodillos más se parecerá el contacto con el neumático al
contacto entre un cilindro con un plano. Existen banco dinamométricos con dos rodillos
pequeños que abrazan al neumático en vez de uno grande. El problema con este diseño es
que se distorsiona el comportamiento que tendría el neumático con el contacto con una
superficie plana. Al haber contacto entre la rueda y los rodillos en dos puntos diferentes se
crea un efecto llamado “pellizco”, creándose una zona de alta presión en la zona inferior del
neumático.
Ilustración 35: Un rodillo grande
36
Universidad Pontificia Comillas
Junio 2016
Ilustración 36: Dos rodillos pequeños
Ilustración 37: Diseño escogido
Para diseñar los rodillos hay 4 puntos a tener en cuenta:
 El grosor y por tanto peso de los rodillos
 El grosor y por tanto peso de las láminas que tapan los lados de los tambores
 El número de láminas en caso de necesitar más espesor pero no existan láminas tan
gruesas.
 El diámetro del eje.
Estos 4 datos se introdujeron en una simulación con Microsoft Excel. Se valoraron las distintas
soluciones en función de la facilidad de construcción/mecanizado, precio de compra de
materiales y disponibilidad en el mercado. Estos diseños carecerían de sentido en caso de que
no hubiera forma de conseguir piezas de ese tamaño.
Tabla 1: Excel con datos para rodillo
37
Universidad Pontificia Comillas
Junio 2016
Tabla 2: Excel con leyenda
La superficie de estos rodillos es importante ya que la adherencia es crucial. Los rodillos en
un principio se pensó que podían ser del tipo Salvisberg, como se muestra en la siguiente
imagen.
Ilustración 38: Patente del rodillo Salvisberg
Son imágenes de una patente de 2002 de un hombre llamado Marc W. Salvisberg. En la
descripción de la patente se puede leer lo siguiente:
“El mejorado rodillo (12) para un dinamómetro (10) incluye una multitud de surcos
equidistantes (16), paralelos al eje longitudinal del rodillo y posicionados en una
circunferencia alrededor del diámetro del rodillo. Las superficies (18) paralelas mejoran el
agarre del neumático mejorando la potencia máxima a transmitir y mejoran la repetitividad
y precisión del experimento. Estos surcos crean irregularidades en el firme, que permiten a la
goma agarrarse para conseguir transmitir la potencia.”
Antes de este invento, los rodillos producidos para dinamómetros mejoraban el aga rre del
neumático a la superficie del rodillo con una superficie moleteada. El problema de esta
solución es que la totalidad del área de la rueda hace contacto con el rodillo, lo que quiere
decir que la goma de la rueda toca hasta las partes más hondas de los surcos del moleteado.
Esto hace que la superficie moleteada, al cabo del tiempo, se desgaste y provoque una
disminución del área de contacto entre la rueda y el rodillo, esto se traduce en una
disminución de la fuerza por unidad de área lo cual crea un aumento del deslizamiento entre
rueda y superficie causando una disminución de la potencia transmitida y por tanto un mayor
error de medición.
Otro problema de la superficie moleteada es que la masa correspondiente a la inercia del
dinamómetro es muy parecida a la de un rodillo de superficie lisa del mismo diámetro.
Reducir la masa del dinamómetro reduciría el tiempo de respuesta a cambios en la
aceleración o cambios en la potencia del motor. Por ejemplo, en el caso de que haya un
38
Universidad Pontificia Comillas
Junio 2016
cilindro que no prenda, el cambio en la potencia transferida tiene más probabilidades de ser
detectada cuanto menor sea la inercia de los rodillos.
El aumento de la superficie vertical a la superficie exterior del rodillo al hacer los surcos,
disminuye el deslizamiento. Al disminuir la superficie en contacto con la goma, la fuerza por
unidad de área es mayor y por tanto más par será transmitido.
Otro problema de la superficie moleteada es la mecanización de la superficie. Para conseguir
una buena superficie moleteada hace falta un torno y una herramienta adecuada para hacer
estos surcos. Esto crea un problema grande ya que son raros y caros los tornos que puedan
con una pieza del tamaño del rodillo además el tener una pieza tan larga y pesada girando a
gran velocidad crea grandes problemas para cualquier torno, más todavía si la pieza tiene
tanta inercia como esta.
En Cooper Union no se dispone de tales herramientas, con lo que se acabó haciendo fue unos
surcos longitudinales como los de la patente de W. Salvisberg. Esta decisión fue tomada ya
que estos surcos se podían mecanizar de una manera más fácil usando la fresadora y una
herramienta de corte lateral, muy barata y fácil de encontrar en el mercado.
La operación además no supone la creación de ninguna fuerza centrífuga ni estrés innecesario
que pueda fracturar partes del metal.
5.7 Análisis del acoplamiento de los rodillos
Debido a la separación de dos rodillos, existe la tendencia a la desalineación de ambos. Si se
hubiera optado por instalar un acople rígido, la desviación habría provocado un esfuerzo
constante en una dirección, que al cambiar debido al giro del eje habría acabado por romper
debido a fatiga.
Ilustración 39: Vista del acoplamiento
El acoplamiento escogido cuenta con un material plástico llamado Hytrel. Este material
proporciona amortiguamiento frente a las vibraciones y sirve de un punto de fallo previsible,
el cual se puede cambiar en caso de rotura.
El momento de más esfuerzo para el acoplamiento es el momento de freno. Durante la
aceleración, se puede asumir que las ruedas están haciendo el mismo esfuerzo en cada uno
de los rodillos, mientras que en fase de desaceleración, el dinamómetro aplica un esfuerzo
contrario al sentido de giro en un extremo del eje y por tanto ese par tiene que ser transmitido
a través del acoplamiento al rodillo contiguo. En el momento de máxima potencia (full
throtle), el dinamómetro (solo un extremo) tiene que combatir no solo la inercia del vehículo
sino también tiene que retener la fuerza del motor.
Se calculó que el par sometido sobre el acoplamiento en una deceleración de 100 rpm por
segundo es de unos 14 Nm.
39
Universidad Pontificia Comillas
Junio 2016
Se escogió un acoplamiento con un alto coeficiente de seguridad, aunque siempre teniendo
en cuenta que tiene que ser el eslabón débil, lo que debe de fallar en caso de error.
Ilustración 40: Acoplamiento separado
5.8 Escoger el dinamómetro adecuado
Se llegó a la conclusión de que los dinamómetros que cumplían con las especificaciones del
motor en cuanto a potencia, coste y disponibilidad eran los siguientes: el KLAM K-40 Driveline
Retarder, el KLAM K-10 Power Absorber Unit, el Frenelsa F12-40 S7 y el Frenelsa F16-80
Absorber Unit.
Para poder escoger el dinamómetro adecuado, se tenía que escoger un punto de carga
específico. Para ello se probó el motor que iba a ser usado en el coche del año 2016 con un
banco de potencia para motores, con el que se obtuvo la siguiente curva de potencia (en HP)
y par (en Nm) vs velocidad de giro en rpm (ilustración 41).
Ilustración 41: Par y Potencia vs velocidad
Primero es necesario convertir la gráfica con la relación de transmisión que se usará en el
coche de 2016 mostrada en esta tabla (Tabla 3).
Tabla 3: Relación de transmisión de cada marcha
Primary Drive Gear Teeth (Ratio)
Final Drive Sprocket Teeth (Ratio)
76/36 (2.11:1)
42/16(2.625:1)
40
Universidad Pontificia Comillas
Junio 2016
Transmission Gear Teeth (Ratio)
6th
29/24(1.208:1)
5th
30/23(1.304:1)
4th
26/18(1.444:1)
3th
30/18(1.666:1)
2nd
32/16(2:1)
1st
33/12(2.75:1)
El par motor y la velocidad primero deben pasar a través del engranaje de accionamiento
primario. Esta es la relación de transmisión entre el cigüeñal y el engranaje de la marcha en
el embrague. Luego, dependiendo de en qué marcha esté el motor, se multiplica por la
relación del engranaje de transmisión. Esto resulta en la velocidad y el par en el eje de salida
del motor.
La curva de par a continuación, pasa a través de la relación de transmisión final del coche,
que es la relación de transmisión entre el eje de salida del motor y el eje trasero. La relación
de transmisión final es un elemento muy importante decisión de diseño del tren de
transmisión. Cualquier cambio en la relación de transmisión final puede resul tar en más o
menos par durante la puesta en marcha y engranajes más cercanos o lejanos pueden afectar
en gran medida la facilidad de conducción del vehículo. A través de la relación de transmisión
final, el par y la velocidad se puede determinar.
La siguiente ecuación e imagen (ilustración 42) muestran cómo cambia la velocidad de la
rueda a los rodillos.
𝜔𝑟𝑜𝑑𝑖𝑙𝑙𝑜 =
𝑟𝑟𝑢𝑒𝑑𝑎
∗ 𝜔𝑟𝑢𝑒𝑑𝑎
𝑟𝑟𝑜𝑑𝑖𝑙𝑙𝑜
Ecuación 9: Cálculo de la velocidad del rodillo
Ilustración 42: Relación rueda-rodillo
41
Universidad Pontificia Comillas
Junio 2016
Ilustración 43: Relación rodillo-dinamómetro
En la siguiente imagen se muestra cómo la velocidad de giro cambia del rodillo al
dinamómetro (ilustración 43).
𝜔𝑑𝑖𝑛𝑎𝑚ó𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 =
𝑟𝑟𝑜𝑑𝑖𝑙𝑙𝑜
𝑟𝑑𝑖𝑛𝑎𝑚ó𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜
∗ 𝜔𝑟𝑜𝑑𝑖𝑙𝑙𝑜
Ecuación 10: Cálculo de la velocidad angular del dinamómetro
Juntando todas estas transformaciones se llega al siguiente gráfico de potencia vs velocidad
y par vs velocidad según la marcha en la que vaya el vehículo (ilustración 44). Estas gráficas
están calculadas con una relación de velocidad roller-dyno de 2 (roller yendo más rápido que
dyno).
Ilustración 44: Par y potencia vs velocidad dependiendo de la marcha
Otro aspecto a tener en cuenta es el rango en el que se puede mover el dinamómetro. Los
dinamómetros en general tienen unos límites de velocidad y par. Para comprobar si el motor
que se pretende testar es compatible con el dinamómetro es recomendable comparar su
gráfica par-velocidad y potencia-velocidad con los del dinamómetro. Si la gráfica del motor
no se encuentra dentro del envelope dinamómetro habrá que cambiar la relación de
velocidades o cambiar de dinamómetro. Un ejemplo con el dinamómetro de corrientes
parásitas y el motor PMG 132 es lo que se puede encontrar en la imagen (ilustración 45).
42
Universidad Pontificia Comillas
Junio 2016
Ilustración 45: Envelope del dinamómetro
Para entender mejor el funcionamiento de un dinamómetro general se puede usar la
representación de los cuadrantes. Éste tiene un eje en el que se representa la velocidad (con
el positivo la dirección a favor de las agujas del reloj y la parte negativa al contrario) y el otro
eje representa el par (generando energía si en negativo y produciendo energía si en su parte
negativa). En la imagen (ilustración 46) podemos ver un ejemplo. Lo que se puede observar
en este gráfico es que no importa el sentido del giro del eje, sólo importa si el par lo aporta el
dinamómetro o se aporta de manera externa para determinar si se genera o absorbe energía.
Ilustración 46: 4 cuadrantes del dinamómetro
Al hacer un estudio con Microsoft Excel de los diferentes dinamómetros del mercado se llega
a la conclusión de que el mejor dinamómetro para lo que queremos es el Frenelsa F16-80.
5.9 Diseño de la estructura para el dinamómetro
Del rotor proviene la potencia del motor transmitida de las ruedas a los rodillos y de ahí con
un sistema de cadenas al dinamómetro amortiguador. El campo magnético creado por las
bobinas situadas en el estator produce un par contrario al del rotor. Este par contrario es el
que se transmite a través de la cubierta de hierro del dinamómetro y puede hacer que el
conjunto vuelque o cree un esfuerzo innecesario en la cadena o transmisión.
Este par es el que la estructura del dinamómetro debe contrarrestar para evitar que el
dinamómetro vuelque o dañe el sistema de cadena + rueda de engranaje.
Como se ha podido ver con anterioridad el par máximo que puede proporcionar el motor
disponible es de unos 300 Nm, con lo cual habrá que dimensionar la estructura del
dinamómetro de acuerdo con este valor.
43
Universidad Pontificia Comillas
Junio 2016
Debido al exceso de material de la compra para el resto de elementos se acabó usando los
tubos de 1/8 de pulgada de espesor y 2X2 pulgadas de perfil. Esto permitió reducir costes a
la vez que se ahorraba el tiempo necesario para pedir el material y que se traiga. Más adelante
se hace un análisis de elementos finitos que corroborará que la estructura es lo
suficientemente resistente para aguantar el par que le somete el dinamómetro.
5.10 Análisis por elementos finitos de las estructuras
El análisis de elementos finitos de las estructuras nos puede ayudar a conocer si en el uso que
tienen pensado puede fallar su integridad estructural, si el metal del que están compuestas
alcanza su límite elástico.
El método de elementos finitos se basa en separar un cuerpo en muchos triángulos o
elementos que sufren 3 reacciones cada una. Estas reacciones se producen en los vértices o
nodos de estos triángulos.
Cuantos más triángulos tenga la pieza a estudiar mayor será la precisión con la cual se calculan
las reacciones y esfuerzos resultantes.
El tamaño correcto de los triángulos depende del tamaño de la pieza y de la zona donde más
interese la reacción. A más pequeña la pieza más pequeños tendrán que ser los triángulos.
Debido a este fenómeno el método utilizado en este caso es el iterativo, se empieza por un
número razonable de elementos y se va aumentando o disminuyendo dependiendo de la
dirección de la sucesión, si esta va convergiendo es que hay que cambiar de sentido.
Para el análisis del primer caso se ha usado un tamaño de elemento de 0.003 metros o 3
milímetros y para el resto se ha usado una tamaño de 5 milímetros.
La adecuación del tamaño de elemento se podrá comporbar a posteriori con la calidad de la
malla, que se puede medir a través de los parámetros disponibles en ANSYS.
PRIMER ANÁLISIS: CAJA DEL DINAMÓMETRO CON UN PAR DE 300 Nm
El análisis de elementos finitos para la nueva estrutura para el dinamómetro sometido a un
par de unos 300 Nm, par máximo calculado con anterioridad, es la siguiente:
La deformación máxima se produce en las barras cuadradas inferiores. La zona representada
de rojo es la zona con mayor deformación (elongación), esta deformación es de unos 0,032
mm. Se puede comprobar también que las zonas más proximas a los anclajes (en la parte
inferior al suelo y en el lateral el anclaje es a la estructura que soorta los rodillos).
44
Universidad Pontificia Comillas
Junio 2016
Ilustración 47: Deformación total
Ilustración 48: VIsta detallada de la deformación
Las imágenes de la tensión y deformación son las siguientes:
Ilustración 49: Tensión, deformación y zona con mayores concentraciones de tensión.
45
Universidad Pontificia Comillas
Junio 2016
En estas imágenes se puede observar la que la mayor parte de la estructura está pintada de
azul, lo que quiere indicar que tiene una tensión de unos 85000 Pa, muy inferior al límite
elástico del acero usado para su construcción. La zona con una concentración de tensiones se
puede ver en la imaágen 58 y en su punto más alto tiene un color amarillo, donde la tensiñon
es de unos 22,2 MPa, también muy inferior al límite elástico.
Tabla 4: Características de la malla del primer análisis
Calidad
Nº de nodos
Nº de
elementos
Media
Mínima
1029852
418718
0,7015
0,051
Desviación
típica
0,1945
SEGUNDO ANÁLISIS: BASE DE LA MESA CON 1,5T EN LAS ESQUINAS
El siguiente análisis que haremos es el análisis de elementos finitos de la estrutura de la parte
baja de la mesa sometida a un esfuerzo de 1,5T en los postes laterales. Este caso se daría en
el caso en el que la mesa se encontrara en un punto en el que el pin estuviera introducido en
una de las patas de la mesa y no descansando sobre los gatos de tijera.
Ilustración 50: Alargamiento total.
La zona que experimenta un mayor alargamiento es la parte superior de los soportes de los
postes. El máximo alargamiento (pintado en rojo en la imagen) es de unos 0,038 mm.
46
Universidad Pontificia Comillas
Junio 2016
Ilustración 51: Deformación, tensión y zona de concentración de tensiones
La mayor parte de la estructura se puede ver que se encuentra en una zona de pocas
densiones y deformaciones (pintado en azul). La zona pintada en verde es una zona de
zoncentración de tensiones con un valor aproximado de 30 MPa, muy por debajo del límite
elástico del acero usado.
Tabla 5: Características de la malla del segundo análisis
Calidad
Nº de nodos
Nº de
elementos
Media
Mínima
657998
234871
0,637
0,071
Desviación
típica
0,1789
TERCER ANÁLISIS: PARTE INFERIOR CON 1,5T EN LOS GATOS DE TIJERA
Este análisis se hace en las condiciones de un vehiculo de 1,5 toneladas de peso está siendo
levantado por los gatos, que se apoyan en la parte central de la parte inferior de la mesa.
El alargamiento máximo se produce cerca de donde se aplica la fuerza (en la zona próxima al
apoyo de los gatos) y éste tiene un valor de 6 mm.
47
Universidad Pontificia Comillas
Junio 2016
Ilustración 52: Alargamiento
Las siguientes imágenes muestran las tensiones y deformaciones presentes en el momento
de máxima aplicación de fuerza. La zona en azul es una zona de bajas tensiones y las zonas
en verde zonas zonas con más tensión (cerca de los agujeros se concentran tensiones) y
éstas tienen un valor de unos 300- 400 MPa, lo cual se acerca peligrosamente al límite
elástico de nuestro material (500 MPa) pero aun así queda un amplio margen de seguridad.
Ilustración 53: Tensión, deformación y vista inferior
Tabla 6: Características de la malla del tercer análisis
Calidad
Nº de nodos
Nº de
elementos
Media
Mínima
657998
234871
0,637
0,071
Desviación
típica
0,1789
CUARTO ANÁLISIS: PARTE SUPERIOR CON 1,5T APOYADO EN LOS GATOS
Este análisis se hace en las condiciones de un vehiculo de 1,5 toneladas de peso está siendo
levantado por los gatos, que se apoyan en la parte central de la parte superior de la mesa.
48
Universidad Pontificia Comillas
Junio 2016
Ilustración 54: Alargamiento
El máximo alargamiento (como era de esperar) se da en las esquinas de la estructura. Éste
tiene un valor de unos 5,8 mm.
Ilustración 55: Tensión, deformación y detalle de la concentración de tensiones
En este caso se puede observar que la zona con mayor tensión y deformación es la zona
cercana a la aplicación de la fuerza. Esta zona tiene una tensión aproximada de 250-300 MPa,
lo cual es por debajo del límite elástico de nuestro material. En la imagen de la derecha se
muestra cómo hay un punto en el que se concentran tensiones y se puede observar una zona
roja en la que el valor de la tensión es de unos 700 MPa. De todas formas esto no debería
preocupar ya que para hacer este estudio se ha separado una barra que en realidad es una
para poder seleccionar una zona en concreto sobre donde seleccionar el soporte fijo.
Tabla 7: Características de la malla del tercer análisis
Nº de nodos
Nº de
elementos
Calidad
Media
Mínima
Desviación
típica
49
Universidad Pontificia Comillas
609338
257128
Junio 2016
0,64577
0,0713
0,166
QUINTO ANÁLISIS: PARTE SUPERIOR SOPORTADO EN LOS LATERALES
Este análisis se hace en las condiciones de un vehiculo de 1,5 toneladas de peso está
soportado en las esquinas, donde los pines del sistema de seguridad están introducidos en
las patas de la mesa.
Ilustración 56: Alargamiento
Ilustración 57: Deformación y tensión en la zona de concentración de tensiones
En estas imágenes se puede ver que en toda la estructura menos en la zona donde se apoya
el pin de las esquinas se encuentra en azul, lo que quiere decir que se encuentra sufriendo
una tensión muy pequeña (de unos 0,35 MPa). En cambio, en el agujero mecanizado para que
se deslice el pin, hay una tensión de unos 1800 MPa, muy superior al límite elástico del
material utilizado. Esto hace pensar que se debería hacer un cambio en el diseño, reforzando
de alguna manera ese punto, reduciendo los puntos de concentración de tensiones o
aumentando el límite elástico mediante la adición de carbón al acero o de otros metales de
aleación.
Tabla 8: Características de la malla del cuarto análisis
Calidad
Nº de nodos
Nº de
elementos
Media
Mínima
609338
257128
0,64577
0,0713
Desviación
típica
0,166
5.11 Diseño del sistema electrónico necesario
50
Universidad Pontificia Comillas
Junio 2016
El centro de control está separado del dinamómetro y el coche por una pared. Esta pared
impide que los humos que se puedan escapar del sistema de ventilación del laboratorio
lleguen a los pulmones de las personas que estén probando el coche y crea una barrera de
seguridad por si algo sale mal.
Aquí se puede ver la instalación de los componentes electrónicos a un lado de la pared
(ilustración 58).
Ilustración 58: Instalación de base de mando
Hay 4 controles principales del dinamómetro: dos palancas rojas que controlan el acelerador
del vehículo y el control del embrague, monitores que muestran las datos del programa de
recopilación de datos, una cámara que muestra lo que hay al otro lado de la pared y un botón
de parada de emergencia (el cual para al mismo tiempo el motor y el dinamómetro). También
está el botón de arranque del vehículo. Las palancas para controlar el acelerador y el
embrague cuentan con tornillos que permiten mantenerlos en una posición determinada.
Esto permite muy fácilmente mantener al motor en un estado estacionario para la prueba de
estado estacionario.
El programa informático que se utiliza es el MD Dyno Controller (desarrollado por Mustang
Dynamometer) que se muestra en la siguiente imagen. Este se comunica que el ECU
instalado en el vehículo llamado PE3 ECU de Performance Electronics.
Ilustración 59: Captura de pantalla de MD Dyno Controller
51
Universidad Pontificia Comillas
Junio 2016
52
Universidad Pontificia Comillas
Junio 2016
6. Recursos utilizados
Cooper Union dispone de dos talleres con todas las herramientas necesarias para la
realización de un proyecto de estas características.
Esto no quiere decir que absolutamente todo se hiciera “in house”. Como ya se verá en detalle
más adelante, la pieza del exterior de los rodillos fue comprada con un defecto de fábrica, la
cilindricidad de la superficie interior de esa pieza dejaba mucho que desear, había un error
muy grande que había que arreglar de alguna manera. Se pensó en usar la fresadora para
arreglarlo, también se pensó en la máquina de CNC, pero al final se acabó por mandarlo a
mecanizar por un tercero que pudiera conseguir que la superficie interior fuera concéntrica a
la superficie exterior y así conseguir un balance mejor. Otras piezas que tuvieron que ser
mandadas a mecanizar por un tercero fueron los discos que taparían los rodillos por los lados.
Éstas venían en forma de planchas de acero de mucho espesor, con lo que conseguir dos
formas redondas y concéntricas superaba las capacidades del equipo con el que contábamos
en la escuela.
Como se ha mencionado antes, Cooper Union cuenta con dos talleres en los que los
estudiantes pueden entrar (previa cita) para hacer el mecanizado de las piezas para sus
proyectos. La seguridad es muy importante en estos entornos, el uso de gafas protectoras es
obligatorio en todo el taller y se espera que el alumno que use una máquina deje la máquina
limpia y lista para que el siguiente alumno pueda usar. Entre los dos talleres se dispone de 2
tornos, dos fresadoras, 2 taladros de banco, sierras de cinta verticales y horizontales, una
lijadora de banda y dos máquinas de control numérico con numeros as herramientas y
operaciones posibles. También se disponía de numerosas herramientas manuales como
lijadoras orbitales, sierras manuales, papel de lija, taladradoras de mano, etc.
Todos los elementos necesarios para usar estas máquinas también estaban dis ponibles, como
por ejemplo brocas de todos los tamaños en sistema métrico e imperial, fresas de espiga y
todo tipo de herramientas de corte para el torno para las operaciones de roscado, refrentado
y cilindrado que fueron las más comunes.
Además de todo el conjunto de elementos para el mecanizado, también se dispone de
herramientas de soldadura. El tipo de soldadura realizada era TIG. Se contaba con todo tipo
de varillas para soldar todo tipo de materiales (desde el aluminio del soporte de los rodillos
al acero de las estructuras)
A veces habría problemas con el número de alumnos por máquina, ya que uno se podría
encontrar con que la máquina necesaria para continuar con tu proyecto estaba ocupada para
todo el día. Esto sólo se empeoraba si algún proyecto de algún grupo se encontraba atrasado
y mal de tiempo, esto permitía al grupo tener prioridad máxima para usar las máquinas con
lo que atrasaba el resto de proyectos.
Los nombres de las máquinas son los siguientes: Torno Hardinge HLV-H , Fresadora Bridgeport
Knee, Haas VF2 (Fresadora de control numérico), Haas TL2 (Torno CNC), Torno Harrison 13
inch , Fresadora Enco Knee y soldadores Lincoln Electric and Miller TIG
53
Universidad Pontificia Comillas
Junio 2016
54
Universidad Pontificia Comillas
Junio 2016
7. Construcción y problemas en el camino
7.1 Selección de los elementos a comprar
El diseño de una pieza solo tiene la validez que la realidad le permite tener. En el papel puede
haber una descripción de un borde de una tolerancia de medio micrómetro pero si no se
dispone de las técnicas o maquinaria adecuada para conseguir ese margen, el diseño es
inválido y hay que volver a empezar el diseño.
En la escuela se pueden mecanizar piezas hasta un determinado punto, lo más eficiente y
eficaz es comprar los materiales en cantidades lo suficientemente grandes para que salga lo
más barato posible. Luego está el problema de que el proveedor de componentes no
disponga de las medidas incluidas en el diseño. Tu diseño puede que incluya una plancha de
espesor de 3 pulgadas pero si el proveedor solo dispone de planchas de cómo máximo 1,5
pulgadas habrá que cambiar el diseño para que refleje que ahora esa pieza está formada por
dos planchas soldadas. Incluso puede ser que haya que repetir los cálculos de los esfuerzos
resultantes.
Otro elemento a tener en cuenta es que los proveedores que fabrican los materiales para
hacer este proyecto también venden a la industria y por tanto disponen de límites inferiores
a la cantidad de material a comprar. Esto solo sucede con determinadas piezas y por tanto si
esto sucede hay que cambiar el diseño y encontrar otro que se pueda terminar con piezas de
otra parte o con piezas con otras características que no tengan ese límite inferior.
7.2 Corte de los tubos y soldadura
Los tubos que se usarían después para formar la estructura de la mesa se compraron en barras
de 8 y 6 pies de largo. Éstas debían de ser cortadas según lo indicado en los planos. Para su
corte se usó una sierra de banda horizontal como la de la imagen:
Ilustración 60: Sierra horizontal
Fuente: mlm-s1-p.mlstatic.com/sierra-cinta-para- metal-horizontal-y- vertical-mbs4123792-MLM57468763_6585-O.jpg
55
Universidad Pontificia Comillas
Junio 2016
A continuación había que limar los bordes resultantes del corte y añadirles un chaflán
necesario para su soldadura. La eliminación de bordes cortantes se realizó en todas las zonas
en las que se hizo el corte pero los chaflanes solo se añadieron en las partes que iban a ser
soldadas.
Además en los laterales de los tubos sobre los que iba a ser posicionada la pieza se abrillantó
y se quitaron las impurezas y suciedades para facilitar la adherencia del material de soldadura.
Ilustración 61: Mecanización de barras una vez cortadas
Algunas piezas como las patas de la mesa, necesitaban de agujeros donde irían insertados los
pines de los que hablaremos después.
7.3 Mecanizado de los agujeros de los tubos
Para realizar los agujeros de las patas de la mesa como para otros agujeros como los de la
estructura del dinamómetro o los que se usarán para atornillar los gatos de tijera a la mesa
fueron realizados con la fresadora usada como taladro ya que se requiere una precisión
bastante grande en la localización de los agujeros.
El juego que existe es lo suficientemente grande como para que el operario (o alumno) pueda
cometer un error al usar la fresadora pero lo suficientemente pequeño como para no poder
hacerlo con un taladro vertical convencional. Esto es debido a que los agujeros siempre se
hacen con una broca un escalón o dos por encima de la medida del tornillo que eje que se
vaya a insertar en él. Esto es verdad en los casos mencionados anteriormente.
En la estructura de los rodillos o en las patas de la mesa donde se insertan los cojinetes no es
el caso. En estos casos la precisión es mucho mayor ya que tiene que haber un ajuste de
apriete y no de juego.
El juego que hay para los agujeros de la estructura del dinamómetro y para ciertas partes de
la mesa elevadora están para asegurarse de que el tornillo pueda pasar por él para ello se
elige una broca un nivel mayor al diámetro nominal del tornillo. Esto se puede ver en la
imagen inferior. Por ejemplo, si se quiere hacer pasar con facilidad un tornillo de media
pulgada de diámetro, el siguiente diámetro de broca disponible es de un diámetro de 0,5156
o 33/64 de pulgada (el paso intermedio de 13 es una medida métrica no disponible en Estados
Unidos).
56
Universidad Pontificia Comillas
Junio 2016
Ilustración 62: Tabla de brocas.
Fuente: cholla.mmto.org/machining/drills.jpg
7.4 Mecanizado de los elementos del sistema de seguridad
El sistema de seguridad (visible en la imagen) dispone de varios elementos:
Ilustración 63: Sistema de seguridad
57
Universidad Pontificia Comillas
Junio 2016
El eje para el cable:
Ilustración 64: Eje para el carrusel
El “cable shaft” se construiría empezando con una barra de acero de 1 pulgada de diámetro.
Ésta sería mecanizada por medio de un torno para cambiar el diámetro y después por una
fresadora la cual haría el agujero que se puede ver.
Pines:
Ilustración 65: Pines
Los pines son las piezas que al dejar de aplicar fuerza en el mecanismo de seguridad se
introducen en los agujeros creados en las patas de la mesa en los cuales hay introducidos
unos cojinetes para mejorar la introducción de los mismos.
Los pines también tuvieron que ser mecanizados usando un torno. Tanto el chaflán como el
agujero de la parte posterior fueron realizados con el torno, aunque en vez de usar la
herramienta de corte lateral, se usó una broca para el agujero y para el chaflán una lima de
metal. Para la creación de la rosca en el interior de la parte más estrecha del agujero se usó
una herramienta especial.
El acabado de la superficie lateral rebajada del pin tenía que ser lo suficientemente buena
como para que, al introducirse en el agujero de las piernas de la mesa, las irregularidades no
desgasten el metal y pueda agrandarse el agujero haciendo perder estabilidad al conjunto.
Esto es especialmente crucial ya que los cojinetes son de latón y estos si se vieran rallados
por un elemento más duro como el acero se desgastarían muy rápido, haciendo que con el
tiempo la mesa tuviera vibraciones no deseadas.
58
Universidad Pontificia Comillas
Junio 2016
Para conseguir un buen acabado, al llegar a tener que eliminar las últimas milésimas de
pulgada, se usó una velocidad de giro de la máquina más elevado y una velocidad de pasada
más reducida y regular. Para acabar de perfeccionar la superficie, manteniendo la velocidad,
se procedió a lijar la superficie con papel de lija de poco tamaño de grano.
7.5 Mecanización de los discos laterales de los rodillos y de los tambores
Hubo que mecanizar el interior de los rodillos ya que tenía forma de huevo. Tenían más
espesor por un lado que por otro.
Ilustración 66: Rodillo, platos laterales y eje sin mecanizar
Se tuvieron que mecanizar los exteriores de los platos que iban en los laterales de los
tambores de manera que fueran perfectamente circulares y también era necesario el
mecanizado de chaflanes para poder soldarlos correctamente al cilindro.
El cilindro fue mecanizado con una herramienta de corte por chorro de agua. Y los ejes fueron
mecanizados para hacerles escalones para poder soldar los platos a ellos y además crear un
tope que impidiera su movimiento relativo.
59
Universidad Pontificia Comillas
Junio 2016
Ilustración 67: Rodillo y eje mecanizado
Ilustración 68: Platos laterales mecanizados
Otro elemento que se le mecanizó posteriormente a los discos de los laterales son unos
agujeros de media pulgada (3 por disco a 120 grados cada uno) situados en el exterior en los
que iría introducido un pin de media pulgada y que haría más fácil soldarlos y mantenerlos en
el centro.
Todo este mecanizado hace que el balanceo sea mucho menos pesado al asegurarnos una
correcta forma cilíndrica en los tubos y tambores y una soldadura uniforme para los platos y
ejes.
La mayoría de estas operaciones se hicieron con una máquina de control numérico y la
soldadura es de tipo TIG.
Al final debido a falta de tiempo y después de haberlo consultado con más personas, se llegó
a la conclusión de que era mejor no hacer los surcos en la superficie exterior de los rodillos
ya que con una pintura especial antiadherente sería suficiente para la cantidad de potencia
transmitida por el motor del coche. Es la capa de pintura típica de estaciones de metro y
dentro de autobuses compuesta de pintura acrílica resistente a alta temperatura (300ºF) y
arenilla para que la superficie quede imperfecta y proporcione a la goma algo de adherencia.
60
Universidad Pontificia Comillas
Junio 2016
7.6 Construcción de las sujeciones de los rodillos para hacer el balanceo
Primero se pensó en unos soportes con una parte superior y una tapa en forma de V para así
poder tener sujeto el eje que iba a ir apoyado. Este es un modelo del diseño:
Ilustración 69: Primer diseño del apoyo para el balanceo de los rodillos
Este diseño se sustituyó por otro más sencillo y que requiriese menos tiempo de mecanizado
y de taller.
Este soporte serviría para hacer los canales del rodillo como para hacer la calibración a su
velocidad máxima de 4000 rpm.
Una imagen de estos soportes es esta.
Ilustración 70: Diseño final del apoyo para el balanceo de los rodillos
Estos soportes están hechos de un cuadrado de aluminio de 0,5 pulgadas de espesor a la que
se le ha soldado para aumentar la rigidez del conjunto un segmento de viga en U. Encima de
estos soportes irían los rodamientos en los que se insertaría el eje. Los rodamientos tienen
un sistema para apretar el eje contra el rodamiento que haría que no hubiese desplazamiento
en la dirección del eje.
61
Universidad Pontificia Comillas
Junio 2016
Ilustración 71: Rodamiento
Los tornillos que se insertan en los rodamientos son de 5/8 de pulgada pero los agujeros que
se hacen en el soporte tienen que ser un poco más grandes para permitir una desviación de
ángulo del eje del rodillo. Esta diferencia se pensó que debería ser de 1/8 con lo cual los
agujeros de la frame son de ¾ de pulgada.
El rodamiento va bien sujeto al soporte gracias a que el agujero de los rodamientos está
roscado y a que en la superficie opuesta hay espacio para una arandela. Entonces al ir girando
la arandela abierta sobre este roscado la arandela se va cerrando y ésta va apretando al eje
que se queda firmemente agarrado al rodamiento.
La altura libre al suelo que tendría en estos momentos el rodillo es poco (1/4 de pulgada) con
lo cual hubo que encontrar una plancha de acero de bastante espesor que poner debajo,
sujetada con una abrazadera
7.7 Construcción de la estructura para el dinamómetro
El dinamómetro, como se ha dicho antes, va a ir separado de la estructura donde se protegen
los rodillos y ambas partes están conectadas a través de un sistema de cadenas.
La estructura que rodea al dinamómetro tenía que ser diseñada usando el material sobrante
de la construcción de la mesa y la estructura de los rodillos. Por tanto la mayoría de partes se
han creado con tubo restante de 2 pulgadas y de un octavo de pulgada de ancho. El material
restante era escaso, esto obligó a aprovechar restos de metal de otros proyectos de la
escuela. Estos debían ser de acero también y tenían que mantener la rigidez de la estructura
o al menos no ponerla en peligro.
Se sustituyeron dos de las barras verticales por una barra cuadrada de 1 pulgada de lado y
1/8 de pulgada de espesor. Esto se pudo hacer porque éstas no necesitan de mucho material
al solo tener que soportar la carga a compresión. Las otras dos barras verticales no se
cambiaron por la barra de 1 pulgada porque sobre ellas iba a ir soldada la barra de dos
pulgadas de lado que haría de anclaje a la estructura de los rodillos.
Esta barra horizontal que por la que se anclarán las dos estructuras cuenta con tres agujeros
de media pulgada de diámetro por un lado y un agujero de 1,25 pulgadas por el contrario
para poder insertar el tornillo. El resto de barras tienen el mismo diseño de agujeros para
poder insertar los tornillos.
62
Universidad Pontificia Comillas
Junio 2016
Ilustración 72: Vista lateral de la estructura para el dinamómetro
En las barras horizontales inferiores que sirven para apoyar el dinamómetro están diseñadas
de tal manera que si el dinamómetro necesita ser sacado de la caja para reparación o
sustitución se pueda hacer simplemente desatornillando los 4 puntos extremos de estas
barras y levantando el conjunto completo con una grúa disponible en el laboratorio.
El diámetro y la distancia entre los agujeros en las barras horizontales se encuentran en el
sistema métrico, con lo que su precisa mecanización fue complicada en el laboratorio
estadounidense, acostumbrado a trabajar con el sistema imperial.
Ilustración 73: Vista superior de la estructura para el dinamómetro
Como se puede ver en la imagen las barras horizontales que sustituyen a unas anteriores de
las mismas dimensiones que las inferiores han sido sustituidas por unas barras con un perfil
en L de más espesor (1/4’’) que deberían contar con unas propiedades mecánicas suficientes
para aguantar el esfuerzo para el cual están diseñadas: mantener a ralla las vibraciones
cuando el dinamómetro esté trabajando (en el estado estacionario) y soportar el peso del
dinamómetro cuando se tenga que extraer el dinamómetro para sustitución.
63
Universidad Pontificia Comillas
Junio 2016
Las barras son diferentes una de otra: una es de dos lados de 2,5 pulgadas de ancho y la otra
es de un lado de 2 pulgadas y otro de 3 pulgadas, como hemos dicho antes, para la función
que desempeñan, esta diferencia no es especialmente importante.
La estructura al estar atornillada al suelo a la vez que a la estructura de los rodillos permite
que las vibraciones que surgan del funcionamiento del absorber puedan ser canalizadas y
absorbidas por el suelo.
Además la decision de separar mecánicamente el absorber de los rodillos es para evitar que
en el caso de que hubiera algun golpe, aumento brusco de la potencia o freno inesperado, el
punto debil y de sacrificio sea la correa o cadena, fácilmente reparable o reemplazable.
7.8 Calibración de los rodillos
Teoría de balanceo
-
Balanceo estático
Este tipo de problema se da cuando la fuerza centrífuga producida por una masa colocada
en un determinado radio no es compensada por otra de la misma fuerza centrífuga a 180
grados de ella en el mismo plano. Aun así una pieza balanceada de manera estática no
tiene por qué estar balanceada de manera dinámica.
Ilustración 74: Balanceo estático
-
Balanceo dinámico
El balanceo dinámico se necesita cuando hay no hay fuerzas centrífugas resultantes, pero
esto es conseguido a través de masas colocadas de tal manera que las fuerzas centrífugas
crean un momento que puede hacer que al girar a mucha velocidad la pieza pueda hacer
vibrar los rodamientos y romperlos por fatiga.
Ilustración 75:Balanceo dinámico
Herramientas necesarias para balancear los rodillos
64
Universidad Pontificia Comillas
Junio 2016
Ilustración 76: Preparación para balancear los rodillos
La preparación más eficaz, barato y preciso que existe es usar dos acelerómetros y una
herramienta para medir la velocidad de rotación de los rodillos.
Los acelerómetros que usamos en la calibración cuentan con 3 ejes de medición con lo cual
aparte de la magnitud de la fuerza que la masa desequilibrada está haciendo podemos saber
la dirección en 3 dimensiones con lo que se puede hacer la calibración en menos pasos que si
solamente midiéramos la magnitud del vector.
La imagen de arriba representa el setup con los planos 1 y 2 donde se deben incorporar las
masas y donde se deben de medir las vibraciones pero lo que hay en realidad es una masa
sólida entre los planos 1 y 2.
65
Universidad Pontificia Comillas
Junio 2016
66
Universidad Pontificia Comillas
Junio 2016
8. Comparación con otras máquinas del mercado
DYNOJET 224x (Con dinamómetro de inercia, de freno por aire)
Este dinamómetro de chasis consta de una estructura que contiene, dentro de una misma
caja, los rodillos y el freno de aire.
El fabricante da dos opciones para la instalación del dinamómetro: Se puede instalar en la
superficie del suelo o se puede enterrar debajo de la superficie.
Si se elige la segunda opción Dynojet no habría que cambiar de ninguna manera la estructura
ni la instalación del dinamómetro, ya que este fue pensado para su colocación en el subsuelo.
Sin embargo, si se elige instalar el dinamómetro en la superficie, es necesaria una manera de
subir el coche a la altura de la parte superior de los rodillos. Para ello Dynojet usa el elevador
de 4 columnas de la empresa Rotary Lifts, el cual consta dos carriles de metal y 4 columnas
con un total de 4 motores eléctricos y una serie de poleas que consigue elevar el coche desde
la posición más baja a la altura de la parte superior del dinamómetro. Otra manera de elevar
las ruedas motrices del coche a encima de los rodillos es usando la Power-ramp de Dynojet.
Este aparato es básicamente una rampa a la que se le puede variar el ángulo de ataque para
permitir que coches con mayores distancias entre ejes no toquen la superficie de la rampa.
El rodillo de este dinamómetro es una sola unidad de 24 pulgadas de diámetro con una
superficie moleteada.
Esta disposición tiene la ventaja de copiar mejor la superficie del asfalto ya que la rueda es
más grande y por tanto se acerca más a una superficie plana que la del dinamómetro del
proyecto de fin de grado. Tiene también la posibilidad de medir hasta 2000 caballos de
potencia, 2000 ft-lbs de par y 200 millas por hora de velocidad. Aunque se recomienden estas
velocidades y potencias máximas, el dinamómetro de chasis está diseñado para a guantar de
manera instantánea más cantidad de todos los valores para que en el caso de que algo se
rompa o suceda algo inesperado, no se tenga que romper también el dinamómetro.
Los inconvenientes de esta disposición son la mayor dificultad y coste de hacer un solo rodillo
grande en lugar de separarlo en dos y unirlo con un acoplamiento, otro inconveniente es que
la superficie del rodillo es menos adherente que la del dinamómetro que se está analizando.
Por último el mayor inconveniente de este dinamómetro es la ausencia de un dinamómetro
de corrientes parásitas y por tanto carece de la capacidad de variar la cantidad de frenado, la
carga que se le hace al motor del coche. Estos rodillos de gran diámetro tienen una gran
inercia, lo cual ayuda en el caso de no tener un dinamómetro de corrientes parásitas con el
que variar la carga opuesta al motor del coche.
Este dinamómetro es bidireccional, lo que quiere decir que en el caso de estar enterrado, se
podría poner el coche de la manera que fuera más cómoda.
El dinamómetro dispone de una serie de sensores que miden el par, la velocidad y por tanto
la potencia del vehículo y sensores para comprobar las condiciones atmosféricas
(temperatura, presión y humedad).
67
Universidad Pontificia Comillas
Junio 2016
DYNOJET 224LC Con dinamómetro de corrientes parásitas (Load Control)
Ilustración 77: Esquema y foto del dinamómetro del 224LC
Este dinamómetro está pensado para ser usado en talleres para el calibrado EFI. Está basado
en el dinamómetro 224x de la misma compañía y se diferencia de este en la inclusión de un
dinamómetro Eddy current (de corrientes parásitas) lo que permite una variación de la carga
que se le somete al motor de coche que se quiera probar.
El resto de características son idénticas al 224x (rodillos de 24 pulgadas de diámetro, la
posibilidad de instalarlo en la superficie o bajo tierra, 2000 caballos de potencia, 2000 ft-lbs
de par y 200 millas por hora de velocidad máxima).
El dinamómetro de Eddy current permite a este modelo realizar pruebas que el modelo 224x
no puede como la prueba de escalón, barrido y una prueba a medida.
Estos bancos de potencia al tener dos carriles separados que se elevan permiten a los
mecaánicos acceder a los bajos de coche por si tienen que hacer arreglos que requieran
introducir herramientas por las partes bajas del coche.
Otra ventaja que tendrían estos bancos de potencia con respecto al que se está construyendo
es la incorporación de las rampas en la propia mesa. Esto ahorra espacio y evita que sean dos
piezas separadas que haya que instalar y asegurar cada vez que se tienen que usar.
El problema es que este tipo de bancos están pensados para ser usados en entornos en los
que la mesa de elevación solo se va a usar para levantar y bajar el coche y para sostener el
coche mientras dura la prueba, no se da pie a que la mesa se pueda utilizar para nada más
que para eso. En este caso, la mesa se necesita para dar clase en los veranos y para eso se
necesita una superficie plana que no tenga un agujero en medio.
El gran problema de estos bancos de potencia es la imposiblidad de mover la mesa, el objetivo
de este proyecto era conseguir una mesa de elevación que se pudiera desplazar por el
laboratorio desde la zona donde se monta el coche a la zona donde se encontraría el
dinamómetro y los rodillos y viceversa. Esto también impediría que este banco de potencia
se usara para dar clase al programa STEM.
68
Universidad Pontificia Comillas
Junio 2016
DYNO-MITE Dynamometer (27000 dólares)
Ilustración 78: Dynomite Dynamometer
Este dinamómetro tiene la particularidad de que es bastante más pequeño que de costumbre
por lo tanto no necesita que se instale en el subsuelo ni necesita de un complicado sistema
de elevadores ni rampas motorizadas para elevar las ruedas del coche a la altura deseada.
Simplemente cuenta con unas rampas que permiten que coches que no son especialmente
bajos en cuento a la altura libre al suelo de la carrocería ni cuentan con una gran distancia
entre ejes.
Cuenta con un dinamómetro de corrientes parásitas y un rodillo único de 20 pulgadas de
diámetro estas dimensiones lo situarían entre el que se está analizando y el 224x. Esto le
permite tener una menor inercia que los rodillos del 224x de Dynojet pero seguirían teniendo
más inercia que los de nuestro dinamómetro.
Una ventaja que tienen estos rodillos con respecto al de estudio es una mejor copia de la
superficie de la carretera ya que son más grandes en diámetro y cuentan con canales
longitudinales para un mayor agarre en comparación con los rodillos con moleteado.
Se incluyen los sensores de par, potencia y velocidad. El programa informático necesario para
la operación del dinamómetro y el controlador de todos los sensores.
Este banco de potencia tiene los mismos problemas que el modelo de dynojet aunque en
menor medida ya que las menores dimensiones del mismo harían que el problema tuviera
menor relevancia. Otro gran problema es el del elevado precio del modelo de Dynomite,
27000 dólares, mucho mayor que el precio estimado del banco de potencia de Cooper.
69
Universidad Pontificia Comillas
Junio 2016
70
Universidad Pontificia Comillas
Junio 2016
9. Presupuesto
Este apartado intenta recoger todos los costes asociados a la construcción de un
dinamómetro de las características explicadas con anterioridad en una fábrica en la
Comunidad de Madrid con empleados asalariados según el convenio colectivo del Sector de
Industria, Servicios e Instalaciones del Metal de la Comunidad de Madrid, publicado en el
Boletín Oficial de la Comunidad de Madrid el 2 de enero de 2016.
La siguiente tabla lista los costes de los materiales y piezas necesarias para la construcción
del banco de potencia. Se puede observar que gran parte de los costes corresponden al freno
de corrientes parásitas y a sus componentes electrónicos. El coste total de los materiales es
de 8.772,50 €.
Tabla 9: Coste de los materiales
Cantidad Coste total ($) Coste total (€)
Metal
850
935
Rodamientos
4
530
583
Ruedas
4
350
385
Freno
1
4200
4620
Gato de tijera
2
120
132
Resto de hardware
100
110
Engranajes
4
50
60
Correas
2
20
25
Motor eléctrico
1
125
137,50
Power Supply & torque transducer
1
1700
1870
Coste materiales total
8045
8.857,50
La siguiente tabla detalla los costes derivados del uso de las máquinas necesarias para la
fabricación de todos los componentes que se detallaron anteriormente. Se distinguen los
costes de amortización de la máquina con una devaluación del 20% por año de uso para las
máquinas con un uso esperado de 5 años y con una devaluación del 10% para máquinas con
un uso esperado de 10 años. En este precio se incluyen los costes financieros resultantes de
la solicitud de un préstamo para la adquisición de dichas máquinas. También se incluye el
coste de mantenimiento al año de un 5% del coste de la máquina.
Tabla 10: Coste derivado del uso de las máquinas
Coste
(€)
Años vida útil
Amortización (€/hora) Coste
Mantenimiento
financiero
(€/hora)
(€/hora)
0,56
0,07
0,14
Total
(€/hora)
Fresadora
5000
5
Torno CN
17000
10
0,94
0,24
0,47
1,65
Fresadora
CN
19000
10
1,06
0,26
0,53
1,85
0,76
71
Universidad Pontificia Comillas
Junio 2016
Soldadora
400
5
0,04
0,01
0,01
0,06
Sierra
380
5
0,04
0,01
0,01
0,06
Impresora
3D
365
2
0,10
0,01
0,01
0,12
Tabla 11: Datos para cálculos del coste de máquina
Horas trabajo año
Coste financiero
Mantenimiento
1800
2,50%
5%
Esta tabla muestra los distintos salarios de cada categoría asociada a los puestos de trabajo
de maestro de taller, encargado de taller y oficial de 1ª según el Convenio Colectivo del 2 de
enero de 2016 publicado en el BOCM.
Tabla 12: Costes mano de obra por categoría
Categoría
Salario anual Coste empresa anual Horas/año Coste/hora
1 Maestro de taller
19.735,23
26.247,86
1760
14,91
2 Encargado de taller
17.642,65
23.464,72
1760
13,33
3 Oficial de 1ª
16.413,87
21.830,45
1760
12,40
A continuación se detallan las categorías correspondientes con el puesto de trabajo requerido
para operar cada una de las máquinas.
Tabla 13: Categoría de operario de cada máquina
Máquina
Fresadora
Torno CN
Fresadora CN
Soldadora
Sierra
Impresora 3D
Categoría
2
2
1
3
3
1
La siguiente tabla muestra los distintos costes de cada operación para cada pieza de la
máquina con sus respectivos costes de mano de obra y costes de maquinaria.
72
Universidad Pontificia Comillas
Junio 2016
Tabla 14: Presupuesto
Rodillos
Operación
Pieza
Unidades
Maquinaria
Mecanizado
R105
R106
101 y 102
2
4
2
Fresadora
Fresadora CN
Torno
Soldador TIG
24
Sierra de cinta
horizontal
Fresadora
Soldador TIG
Sierra de corte
horizontal
Fresadora
Fresadora
Fresadora
Fresadora
Fresadora
Fresadora
Soldador TIG
Torno
Fresadora
Fresadora
Fresadora
Impresora 3D
Torno
Torno
Soldar
Estructura
para rodillos
Estructura
para el
dinamómetro
Cable
assembly
Cortar
Mecanizado
Soldar
Cortar
F101
Mecanizado
DT101
DT103
DT105.2
DT107
DT109
DT110
4
1
2
1
1
1
T106
T106
T107
T108
T109
T110
T111
2
2
4
2
4
4
4
Soldadura
Mecanizado
2
17
Categoría
MO
2
1
2
3
€/hora
MO
13,33
14,91
13,33
12,40
Horas/Pieza
Horas
total
16
4
2
24
Coste MO
213,32
59,65
26,66
297,69
Coste
máquina
12,22
7,39
3,31
1,47
3
12,40
0,08
2
24,81
0,12
2
3
3
13,33
12,40
12,40
0,5
1
20
1,36
13,33
248,07
16,87
0,76
1,22
0,08
2
2
2
2
2
2
3
2
2
2
2
1
2
2
13,33
13,33
13,33
13,33
13,33
13,33
12,40
13,33
13,33
13,33
13,33
14,91
13,33
13,33
2,6
0,75
2
0,75
0,25
0,25
16
1
1
3
1
1,32
0,64
3
TOTAL
34,66
10,00
26,66
10,00
3,33
3,33
198,46
13,33
13,33
40,00
13,33
19,69
8,53
40,00
1.335,06
1,99
0,57
1,53
0,57
0,19
0,19
0,98
1,65
0,76
2,29
0,76
0,15
1,06
4,96
44,23
8
1
1
0,08
0,65
0,75
1
0,75
0,25
0,25
0,5
0,5
0,75
0,5
0,33
0,16
0,75
73
Universidad Pontificia Comillas
Junio 2016
Tabla 15: Datos para presupuesto
Coste compras
Coste mano de obra
Coste máquinas
Coste total
8857,5
1.335,06
44,23
10.236,79
% Coste total
14%
1%
85%
Coste compras
Coste mano de obra
Coste máquinas
Ilustración 79: Gráfico comparación proporciones gasto
No se han tenido en cuenta los costes financieros de la empresa ni los costes de la energía
necesaria para usar la maquinaria ya que es despreciable tanto por pieza como en total. Si el
proceso hubiera tenido un gran consumo energético (como el necesario para fundir metales
o una herramienta de corte por láser) se habría puesto.
Para terminar se adjunta el gráfico que muestra el coste relativo en % de cada parte de la
fabricación del banco de potencia. Se concluye que el coste total para la fabricación de un
banco de potencia en Madrid es de 10.151,79 euros.
74
Universidad Pontificia Comillas
10.
Junio 2016
Conclusión
Este banco dinamométrico ha acabado siendo un éxito ya que ha acabado cumpliendo todos
los objetivos que se proponía. Es capaz de separar su mesa de la estructura de los rodillos con
lo que se puede desplazar a la parte del laboratorio con espacio suficiente para colocar las
rampas y subir el coche y tiene un sistema de elevación sencillo que le permite alcanzar una
altura correcta para colocar las rampas y otra correcta para ser usada por personas sentadas,
como una mesa para trabajar cómodamente. También al tener una superficie superior
intercambiable con la posibilidad de cambiar del metal a la madera, también se puede utilizar
la mesa para trabajar en verano con los alumnos del programa STEM.
El análisis de elementos finitos ha comprobado que la rigidez estructural de las diferentes
partes de la mesa y de la estructura que sostiene al dinamómetro es correcta y que la vida
del banco de potencia es acorde al uso que se espera de él.
Se ha conseguido demostrar que se puede realizar la construcción de una máquina compleja
como ésta por parte de alumnos de una universidad como Cooper Union en sus instalaciones
con la ayuda de un profesor y de los jefes de taller. Se es consciente de que en el caso de
tener que vender el dinamómetro al público se tendría que construir también el
dinamómetro, pero también se es consciente de que con los medios al alcance no era posible
y no era el objetivo de este proyecto, destinado para alumnos de ingeniería mecánica.
El proyecto también cumple el requisito de ser más económico que las versiones comerciales
a la vez que aumenta el número de funciones que tiene. La diferencia de precio con respecto
al modelo de Dynomite Dynamometer es de alrededor de un 50%.
El hecho de que se haya usado solo un tipo de barra de acero para construir toda la estructura
y el que las operaciones a realizar a estas barras sean relativamente sencillas ha ayudado a
reducir el precio de la estructura. Se es consciente de que el mayor gasto que afrontar son los
de los los componentes electrónicos y el freno en sí.
Al final no se ha conseguido terminar de construir por completo el banco de potencia, quedan
por construir las conexiones entre los gatos de tijera y el motor y entre el eje de los rodillos
al dinamómetro (aunque ya está calculado cómo deberían ser).
Se es consciente de que quedan todavía muchos puntos que se podrían mejorar (como la
electrónica del sistema de elevación de la mesa) pero el producto final es lo suficientemente
competente como para servir para suplir las demandas de la universidad de Cooper Union.
75
Universidad Pontificia Comillas
Junio 2016
76
Universidad Pontificia Comillas
Junio 2016
Bibliografía
[JIME15]
Mariano Jiménez Calzado. Apuntes Tecnología de fabricación. Procesos de
fabricación vs acabado superficial. Universidad Pontificia Comillas, 2015.
[BOCM16]
Convenio Colectivo del Sector de Industria, Servicios e Instalaciones del Metal
de la Comunidad de Madrid. 2 de enero de 2016. Boletín Oficial de la
Comunidad De Madrid
[DYNO16]
Dynamometer Catalog. Dynojet.
[PIEZ16]
Catálogo de PCB Piezotronics. Torque sensors.
[PATE02]
Patente: Dynamometer Roller. Marc W. Salvisberg.
www.google.com/patents/US6405586
77
Universidad Pontificia Comillas
Junio 2016
PÁGINAS WEB
[WEB1]
ocw.unican.es/ensenanzas-tecnicas/ingenieria-grafica/material-de-clase1/4.1%20Tolerancias.pdf
[WEB2]
www.imh.eus/es/comunicacion/dokumentazio-irekia/manuales/proyectomedicion-tridimensional-en-fabricacion-mecanica-con-equiposportables/tolerancias-dimensionales
[WEB3]
8000vueltas.com/2012/11/12/bancos-de-potencia
[WEB4]
en.wikipedia.org/wiki/Dynamometer
[WEB5]
en.wikipedia.org/wiki/Prony_brake
[WEB6]
ezinearticles.com/?Dynamometer-History---A-Timeline-ofInnovation&id=1022510
[WEB7]
en.wikipedia.org/wiki/Hall_effect_sensor
[WEB8]
machinedesign.com/sensors/basics-rotary-encoders-overview-and-newtechnologies-0
[WEB9]
www.dynojet.com/products/Dynamometers/Automotivedynamometers.aspx
[WEB10]
www.rotarylift.com
[WEB11]
www.bolzoni-auramo.es
[WEB12]
srewjack.en.alibaba.com
[WEB13]
www.dynomitedynamometer.com
[WEB14]
www.unet.edu.ve/~ielectro/GALGAS1.HTM
78
8
7
6
5
4
2
3
1
D
D
C
C
B
B
UNLESS OTHERWISE SPECIFIED:
DIMENSIONS ARE IN INCHES
A
INTERPRET GEOMETRIC
TOLERANCING PER:
MATERIAL:
STEEL
Licencia educacional de SOLIDWORKS
Sólo para uso académico
8
7
6
FINISH
5
4
DO NOT SCALE DRAWING
3
Chassis Dynamometer
Jacking Table
Complete Assembly
PART NAME:
2
1
A
Licencia educacional de SOLIDWORKS
Sólo para uso académico
Licencia educacional de SOLIDWORKS
Sólo para uso académico
Licencia educacional de SOLIDWORKS
Sólo para uso académico
8
7
6
5
4
2
3
1
D
D
92,00
0,125
C
2,00
C
2,00
5/16
6,00
B
Assembly: Jacking table top
UNLESS OTHERWISE SPECIFIED:
A
Tolerances: ISO 2768 mH
Clase de tolerancia
Desviaciones admisibles respecto al nominal (en mm)
de más de más de más de más de
más de más de más
0,51
30
120
400
1000
2000
Designación Descripción hasta
3
hasta
6
hasta
3
hasta
hasta
hasta
hasta
hasta
6
30
120
400
1000
2000
4000
m
media
±0,1
±0,1
±0,2
±0,3
±0,5
±0,8
±1,2
±2
8
7
6
Licencia educacional de SOLIDWORKS
Sólo para uso académico
5
DIMENSIONS ARE IN INCHES
MATERIAL:
STEEL
4
DO NOT SCALE DRAWING
3
PART NAME:
B
Chassis Dynamometer
92" Sled Rail
COMMENTS:
1/8" Tube
REV1: 12/15
REV2: 5/16
2
2
DWG. NO.
2 T-102
REV
A
ME 336
SCALE: 1:7
Item No.
1
Licencia educacional de SOLIDWORKS
Sólo para uso académico
8
5
6
7
4
2
3
1
D
D
0,125
2,45
C
2,00
1,25
R0,125
56,00
2,45
C
2,00
0,377 H9
B
B
Cota
0,377
A
H9
Ajuste
0
0,0014
0,377
0,3784
UNLESS OTHERWISE SPECIFIED:
DIMENSIONS ARE IN INCHES
Desviaciones admisibles respecto al nominal (en mm)
de más de más de más de más de
más de más de más
0,51
30
120
400
1000
2000
Designación Descripción hasta
3
hasta
6
hasta
3
hasta
hasta
hasta
hasta
hasta
6
30
120
400
1000
2000
4000
m
media
±0,1
±0,1
±0,2
±0,3
±0,5
±0,8
±1,2
±2
7
6
Licencia educacional de SOLIDWORKS
Sólo para uso académico
5
Tolerances ISO 2768 mH
MATERIAL:
STEEL
REV1: 12/15
REV2: 5/16
REV
2
FINISH
4
DO NOT SCALE DRAWING
3
Chassis Dynamometer
56" Cross Rail
1/8" Tube
Clase de tolerancia
8
PART NAME:
COMMENTS:
2
DWG. NO.
SCALE: 1:7
4
Item No.
T-104
ME 336
A
1
Licencia educacional de SOLIDWORKS
Sólo para uso académico
Licencia educacional de SOLIDWORKS
Sólo para uso académico
Licencia educacional de SOLIDWORKS
Sólo para uso académico
Licencia educacional de SOLIDWORKS
Sólo para uso académico
Licencia educacional de SOLIDWORKS
Sólo para uso académico
Licencia educacional de SOLIDWORKS
Sólo para uso académico
Licencia educacional de SOLIDWORKS
Sólo para uso académico
Licencia educacional de SOLIDWORKS
Sólo para uso académico
Licencia educacional de SOLIDWORKS
Sólo para uso académico
Licencia educacional de SOLIDWORKS
Sólo para uso académico
8
7
5
6
4
1
D
2
3
1
ITEM NO. QTY.
DESCRIPTION
LENGTH
PART NO.
1
1
2"x2"x1/4" Tube
18"
P-101
2
3
3/4" ID Bearing
2"
MC-6391K269
3
1 1.75"x1.75"x2" Solid 2.25"
P-102
2
D
2
C
C
2
B
B
3
UNLESS OTHERWISE SPECIFIED:
DIMENSIONS ARE IN INCHES
A
MATERIAL
FINISH
8
7
6
Licencia educacional de SOLIDWORKS
Sólo para uso académico
5
4
DO NOT SCALE DRAWING
3
Chassis Dynamometer
Corner
Post Assembly
PART NAME:
2
1
A
8
5
6
7
4
2
3
1
D
D
C
5,00
18,00
5,00
3,00
C
0,125
1,00 H7
2,00
2,00
Cota
B
1
Ajuste
0
0,0021
1
1,0021
H7
B
Assembly: Posts
A
UNLESS OTHERWISE SPECIFIED:
Desviaciones admisibles respecto al nominal (en mm)
de más de más de más de más de
más de más de más
0,51
30
120
400
1000
2000
Designación Descripción hasta
3
hasta
6
hasta
3
hasta
hasta
hasta
hasta
hasta
6
30
120
400
1000
2000
4000
m
media
±0,1
±0,1
±0,2
±0,3
±0,5
±0,8
±1,2
±2
Tolerances: ISO 2768 mH
Clase de tolerancia
8
7
6
Licencia educacional de SOLIDWORKS
Sólo para uso académico
5
DIMENSIONS ARE IN INCHES
PART NAME:
REV1: 12/15
REV2: 5/16
MATERIAL:
STEEL
4
REV
3
2
A
1
DWG. NO.
2 P-101
DO NOT SCALE DRAWING
Chassis Dynamometer
Post
COMMENTS:
ME 336
SCALE: 1:5
Part No.
1
8
7
5
6
4
2
3
1
D
D
1,00 j6
C
C
0,75 h9
2,00
Cota
B
0,75
1
H9
j6
Ajuste
0
0,75
-0,00016
0,99984
Assembly: Posts
A
Clase de tolerancia
Desviaciones admisibles respecto al nominal (en mm)
de más de más de más de más de
más de más de más
0,51
30
120
400
1000
2000
Designación Descripción hasta
3
hasta
6
hasta
3
hasta
hasta
hasta
hasta
hasta
6
30
120
400
1000
2000
4000
m
media
±0,1
±0,1
±0,2
±0,3
±0,5
±0,8
±1,2
±2
8
7
6
Licencia educacional de SOLIDWORKS
Sólo para uso académico
5
4
UNLESS OTHERWISE SPECIFIED:
Tolerances: ISO 2768 mH
DIMENSIONS ARE IN INCHES
PART NAME:
REV1: 12/15
REV2: 5/16
REV
2
3
Chassis Dynamometer
2" Bearing
COMMENTS:
MATERIAL:
BRASS
DO NOT SCALE DRAWING
B
0,0021
0,7521
0,00035
1,00035
2
A
2
Part No.
DWG. NO.
MC-6391K269
ME 336
SCALE: 1:1
1
8
5
6
7
4
2
3
1
D
2,00
1,75
D
C
C
0,75 H9
1,25
B
0,25
2,25
0,875
R 0,125
ALL FILLETS
1,75
Cota
0,75
2,00
Ajuste
0
0,75
H9
B
0,002
0,752
Assembly: Posts
UNLESS OTHERWISE SPECIFIED:
A
Tolerances: ISO 2768 mH
Clase de tolerancia
Desviaciones admisibles respecto al nominal (en mm)
de más de más de más de más de
más de más de más
0,51
30
120
400
1000
2000
Designación Descripción hasta 3 3 hasta 6 hasta hasta
hasta
hasta
hasta
hasta
6
30
120
400
1000
2000
4000
m
media
±0,1
±0,1
±0,2
±0,3
±0,5
±0,8
±1,2
±2
8
7
6
Licencia educacional de SOLIDWORKS
Sólo para uso académico
5
DIMENSIONS ARE IN INCHES
PART NAME:
REV1: 12/15
REV2: 5/16
MATERIAL:
STEEL
4
REV
DO NOT SCALE DRAWING
3
Chassis Dynamometer
Post Base Mount
COMMENTS:
2
2
4
DWG. NO.
Part No.
P-102
ME 336
SCALE: 1:1
1
A
8
5
6
7
4
2
3
1
D
3
1
4
8
2
8
5
9
7
9
8
3
9
C
6
2
8
4
A
8
26,00
C
6
10
7
8
1
4
B
ITEM NO. QTY.
1
2
2
2
3
4
4
2
5
1
6
4
7
2
8
4
9
6
26,00
27,00
D
DESCRIPTION
2"x2"x1/8" Tube
2"x2"x1/8" Tube
2"x2"x1/8" Tube
2"x2"x1/8" Tube
2"x2"x1/8" Tube
Locking Caster
Swivel Caster
2"x2"x1/8" Tube
Sheet for caster
7
10
6
LENGTH
56"
96"
4"
60"
32"
7 1/2"
7 1/2"
2"
4" x 5"
6
Licencia educacional de SOLIDWORKS
Sólo para uso académico
3
B
PART NO.
B-101
B-102
B-103
B-104
B-105
MC-2431T136
MC-2431T121.1
B-107
B-106
5
UNLESS OTHERWISE SPECIFIED:
DIMENSIONS ARE IN INCHES
NON-SPECIFIED TOLERANCES:
ISO 2768 mH
MATERIAL
FINISH
4
DO NOT SCALE DRAWING
3
Chassis Dynamometer
Jacking Table Base
Assembly
PART NAME:
2
A
1
8
5
6
7
4
2
3
1
D
0,377 H9
0,84
D
1,41
R0,125
ALL Corners
C
0,125
2,00
C
56,00
2,00
B
B
Cota
0,377
A
H9
Ajuste
0
0,0014
0,377
0,3784
Clase de tolerancia
Desviaciones admisibles respecto al nominal (en mm)
de más de más de más de más de
más de más de más
0,51
30
120
400
1000
2000
Designación Descripción hasta
3
hasta
6
hasta
3
hasta
hasta
hasta
hasta
hasta
6
30
120
400
1000
2000
4000
m
media
±0,1
±0,1
±0,2
±0,3
±0,5
±0,8
±1,2
±2
8
7
6
Licencia educacional de SOLIDWORKS
Sólo para uso académico
5
4
Assembly: Base
UNLESS OTHERWISE SPECIFIED:
TOLERANCES: ISO 2768 mH
DIMENSIONS ARE IN INCHES
MATERIAL:
STEEL
DO NOT SCALE DRAWING
3
PART NAME:
Chassis Dynamometer
56" Cross Rail
COMMENTS:
1/8" Tube
REV1: 12/15
REV2: 5/16
REV DWG. NO.
2 B-101
2
ME 336
SCALE: 1:5
A
1
PART NO.
1
8
6
7
5
4
2
3
1
D
D
C
40,188
C
3,313
R
All 0,12
Co 5
rne
rs
0,125
2
1,656
0,594
6X 0,377 H9
2
96,00
B
B
Cota
0,377
H9
Ajuste
0
0,0014
0,377
0,3784
Assembly: Base
A
Clase de tolerancia
Desviaciones admisibles respecto al nominal (en mm)
de más de más de más de más de
más de más de más
0,51
30
120
400
1000
2000
Designación Descripción hasta
3
hasta
6
hasta
3
hasta
hasta
hasta
hasta
hasta
6
30
120
400
1000
2000
4000
m
media
±0,1
±0,1
±0,2
±0,3
±0,5
±0,8
±1,2
±2
8
7
6
Licencia educacional de SOLIDWORKS
Sólo para uso académico
5
4
UNLESS OTHERWISE SPECIFIED:
TOLERANCES : ISO 2768 mH
DIMENSIONS ARE IN INCHES
MATERIAL:
STEEL
DO NOT SCALE DRAWING
3
PART NAME:
Chassis Dynamometer
8' Sled Rail
COMMENTS:
1/8" Tube
REV1: 12/15
REV2: 5/16
A
2
Part No.
REV DWG. NO.
2
2
B-102
ME 336
SCALE: 1:10
1
8
4
2
3
1
Clase de tolerancia
Desviaciones admisibles respecto al nominal (en mm)
de más de más de más de más de
más de más de más
0,51
30
120
400
1000
2000
Designación Descripción hasta
3
hasta
6
hasta
3
hasta
hasta
hasta
hasta
hasta
6
30
120
400
1000
2000
4000
m
media
±0,1
±0,1
±0,2
±0,3
±0,5
±0,8
±1,2
±2
R0,125
ALL Corners
D
5
6
7
0,125
Cota
0,75
P7
D
Ajuste
-0,0014 -0,00055
0,7486 0,74945
1,00
C
C
1,00
B
4,00
0,75 P7
0,75
B
1,00
1,00
2,00
Assembly: Base
UNLESS OTHERWISE SPECIFIED:
2,00
A
TOLERANCES: ISO 2768 mH
DIMENSIONS ARE IN INCHES
MATERIAL:
STEEL
8
7
6
Licencia educacional de SOLIDWORKS
Sólo para uso académico
5
4
DO NOT SCALE DRAWING
3
Chassis Dynamometer
Corner Post
Mount
PART NAME:
COMMENTS:
1/8" Tube
REV1: 12/15
REV2: 5/16
REV
3
DWG. NO.
2 B-103
2
A
ME 336
SCALE: 1:1
Part No.
1
8
7
5
6
4
2
3
1
2,00
R0,125
All Corners
D
2,00
D
0,125
C
2,45
60,00
0,377 H9
C
B
B
Cota
0,377
H9
Ajuste
0
0,0014
0,377
0,3784
Assembly: Base
A
UNLESS OTHERWISE SPECIFIED:
Desviaciones admisibles respecto al nominal (en mm)
de más de más de más de más de
más de más de más
0,51
30
120
400
1000
2000
Designación Descripción hasta
3
hasta
6
hasta
3
hasta
hasta
hasta
hasta
hasta
6
30
120
400
1000
2000
4000
m
media
±0,1
±0,1
±0,2
±0,3
±0,5
±0,8
±1,2
±2
Tolerances: ISO 2768 mH
Clase de tolerancia
8
7
6
Licencia educacional de SOLIDWORKS
Sólo para uso académico
5
DIMENSIONS ARE IN INCHES
MATERIAL:
STEEL
4
DO NOT SCALE DRAWING
3
PART NAME:
Chassis Dynamometer
5' Mounting Rail
COMMENTS:
1/8" Tube
REV1: 12/15
REV2: 5/16
2
ME 336
SCALE: 1:7
4
Part No.
REV DWG. NO.
2 B-104
A
1
8
7
5
6
4
2
3
1
D
32,00
D
C
C
B
B
2,00
R0,125
ALL Corners
2,00
Assembly: Base
A
Clase de tolerancia
Desviaciones admisibles respecto al nominal (en mm)
de más de más de más de más de
más de más de más
0,51
30
120
400
1000
2000
Designación Descripción hasta
3
hasta
6
hasta
3
hasta
hasta
hasta
hasta
hasta
6
30
120
400
1000
2000
4000
m
media
±0,1
±0,1
±0,2
±0,3
±0,5
±0,8
±1,2
±2
8
7
6
Licencia educacional de SOLIDWORKS
Sólo para uso académico
5
4
UNLESS OTHERWISE SPECIFIED:
COMMENTS:
DIMENSIONS ARE IN INCHES
REV1: 12/15
REV2: 5/16
Tolerances: ISO 2768 mH
MATERIAL:
STEEL
DO NOT SCALE DRAWING
3
Chassis Dynamometer
32" Mounting
Cross Rail
PART NAME:
1/8" Tube
REV
2
2
DWG. NO.
B-105
ME 336
SCALE: 1:5
1
A
5
Part No.
8
7
5
6
4
2
3
1
D
D
0,125
C
C
R0,125 All Corners
B
B
2,00
2,00
Assembly: Base
A
Clase de tolerancia
Desviaciones admisibles respecto al nominal (en mm)
de más de más de más de más de
más de más de más
0,51
30
120
400
1000
2000
Designación Descripción hasta
3
hasta
6
hasta
3
hasta
hasta
hasta
hasta
hasta
6
30
120
400
1000
2000
4000
m
media
±0,1
±0,1
±0,2
±0,3
±0,5
±0,8
±1,2
±2
8
7
6
Licencia educacional de SOLIDWORKS
Sólo para uso académico
5
4
UNLESS OTHERWISE SPECIFIED:
Tolerances: ISO 2768 mH
DIMENSIONS ARE IN INCHES
MATERIAL:
STEEL
DO NOT SCALE DRAWING
3
PART NAME:
Chassis Dynamometer
2" Riser
COMMENTS:
1/8" Tube
REV1: 12/15
REV2: 5/16
A
8
REV DWG. NO.
2 B-107
2
ME 336
SCALE: 1:1
Part No.
1
8
7
5
6
4
2
3
1
D
D
C
C
0,59
0,377 H9
0,84
B
0,25
5,00
Cota
0,377
H9
Assembly: Base
UNLESS OTHERWISE SPECIFIED:
A
Tolerances: ISO 2768 mH
Clase de tolerancia
Desviaciones admisibles respecto al nominal (en mm)
de más de más de más de más de
más de más de más
0,51
30
120
400
1000
2000
Designación Descripción hasta 3 3 hasta 6 hasta hasta
hasta
hasta
hasta
hasta
6
30
120
400
1000
2000
4000
m
media
±0,1
±0,1
±0,2
±0,3
±0,5
±0,8
±1,2
±2
8
7
6
Licencia educacional de SOLIDWORKS
Sólo para uso académico
5
DIMENSIONS ARE IN INCHES
PART NAME:
4
3
Chassis Dynamometer
Caster plate
COMMENTS:
REV1: 12/15
REV2: 5/16
REV DWG. NO.
MATERIAL:
STEEL
DO NOT SCALE DRAWING
B
Ajuste
0
0,0014
0,377
0,3784
2 B-106
2
ME 336
SCALE: 1:1
A
9
Part No.
1
Edición educacional de SOLIDWORKS
Sólo para uso en la enseñanza
8
5
6
7
4
2
3
1
D
D
20,00
2x 33/64
C
4,00
C
7,0866
2x 1,25
B
2,00
B
4,00
7,0866
Assembly: Absorber frame
A
UNLESS OTHERWISE SPECIFIED:
Clase de tolerancia
Designación
Descripción
m
media
8
Desviaciones admisibles respecto al nominal (en mm)
de
de más de más de más de más
0,51
más de más
1000
6
hasta
30
hasta
120
hasta
400
hasta
hasta 3 3 hasta 6
hasta
30
120
400
1000
2000
±0,1
±0,1
±0,2
±0,3
±0,5
±0,8
±1,2
7
6
Edición educacional de SOLIDWORKS
Sólo para uso en la enseñanza
5
Tolerances: ISO 2768 mH
más de
2000
hasta
4000
±2
PART NAME:
1/8" Tube
DIMENSIONS ARE IN INCHES
MATERIAL:
STEEL
4
REV
1
DO NOT SCALE DRAWING
3
Chassis Dynamometer
20" [MP]
COMMENTS:
2
A
1
DWG. NO.
Part No.
DT-101
ME 336
SCALE: 1:2
1
8
6
7
5
4
2
3
1
D
D
C
C
1,00
0,125
1,00
16,25
B
B
Assembly: Absorber Frame
A
Clase de tolerancia
Designación
Descripción
m
media
8
Desviaciones admisibles respecto al nominal (en mm)
de
de más de más de más de más
0,51
más de más
1000
6
hasta
30
hasta
120
hasta
400
hasta
hasta 3 3 hasta 6
hasta
30
120
400
1000
2000
±0,1
±0,1
±0,2
±0,3
±0,5
±0,8
±1,2
7
6
Edición educacional de SOLIDWORKS
Sólo para uso en la enseñanza
5
UNLESS OTHERWISE SPECIFIED:
Tolerances ISO 2768 mH
más de
2000
hasta
4000
±2
PART NAME:
1/8" Tube
DIMENSIONS ARE IN INCHES
4
3
A
2
REV DWG. NO.
DT-102
1
MATERIAL:
STEEL
DO NOT SCALE DRAWING
Chassis Dynamometer
16.25" [S]
COMMENTS:
2
ME 336
SCALE: 1:2
Part No.
1
8
6
7
5
4
2
3
1
D
D
C
C
0,125
2,00
14,50
2,00
B
B
Assembly: Absorber Frame
A
UNLESS OTHERWISE SPECIFIED:
Tolerances: ISO 2768 mH
Clase de tolerancia
Designación
Descripción
m
media
8
Desviaciones admisibles respecto al nominal (en mm)
de
de más de más de más de más
0,51
más de más
1000
6
hasta
30
hasta
120
hasta
400
hasta
hasta 3 3 hasta 6
hasta
30
120
400
1000
2000
±0,1
±0,1
±0,2
±0,3
±0,5
±0,8
±1,2
7
6
Edición educacional de SOLIDWORKS
Sólo para uso en la enseñanza
5
más de
2000
hasta
4000
±2
PART NAME:
1/8" Tube
DIMENSIONS ARE IN INCHES
REV
1
MATERIAL:
STEEL
4
DO NOT SCALE DRAWING
3
Chassis Dynamometer
14.5" [S]
COMMENTS:
2
A
3
DWG. NO.
Part No.
DT-103
ME 336
SCALE: 1:2
1
8
6
7
5
4
2
3
1
D
D
14,50
,125
C
C
2,00
2,00
3X 1,25
3X0 ,377 H9
B
3,00
4,25
B
Cota
0,377
Ajuste
0
0,377
H9
0,0014
0,3784
Assembly: Absorber Frame
A
Clase de tolerancia
Designación
Descripción
m
media
8
Desviaciones admisibles respecto al nominal (en mm)
de
de más de más de más de más
0,51
más de más
1000
6
hasta
30
hasta
120
hasta
400
hasta
hasta 3 3 hasta 6
hasta
30
120
400
1000
2000
±0,1
±0,1
±0,2
±0,3
±0,5
±0,8
±1,2
7
6
Edición educacional de SOLIDWORKS
Sólo para uso en la enseñanza
5
UNLESS OTHERWISE SPECIFIED:
Tolerances: ISO 2768 mH
más de
2000
hasta
4000
±2
PART NAME:
1/8" Tube
DIMENSIONS ARE IN INCHES
4
3
4
REV DWG. NO.
DT-104
1
MATERIAL:
STEEL
DO NOT SCALE DRAWING
Chassis Dynamometer
14.5" [FrameMP]
COMMENTS:
2
ME 336
SCALE: 1:2
Part No.
1
A
8
7
6
5
4
2
3
1
1,25
D
D
18,50
0,125
C
2,00
C
R 0,625
9/16
2,00
33/64
B
1,25
B
1,772
8,25
Assembly: Absorber Frame
UNLESS OTHERWISE SPECIFIED:
A
Clase de tolerancia
Designación
Descripción
m
media
8
Desviaciones admisibles respecto al nominal (en mm)
de
de más de más de más de más
0,51
más de más
1000
6
hasta
30
hasta
120
hasta
400
hasta
hasta 3 3 hasta 6
hasta
30
120
400
1000
2000
±0,1
±0,1
±0,2
±0,3
±0,5
±0,8
±1,2
7
6
Edición educacional de SOLIDWORKS
Sólo para uso en la enseñanza
5
Tolerances ISO 2768 mH
más de
2000
hasta
4000
±2
4
PART NAME:
1/8" Tube
DIMENSIONS ARE IN INCHES
3
5
REV DWG. NO.
DT-105.2
1
MATERIAL:
STEEL
DO NOT SCALE DRAWING
Chassis Dynamometer
18.5" [BottomDMP]
COMMENTS:
2
ME 336
SCALE: 1:2
Part No.
1
A
8
7
5
6
4
2
3
1
D
D
C
C
2,00
0,125
16,25
2,00
B
B
Assembly: Absorber Frame
A
Clase de tolerancia
Designación
Descripción
m
media
8
Desviaciones admisibles respecto al nominal (en mm)
de
de más de más de más de más
0,51
más de más
1000
6
hasta
30
hasta
120
hasta
400
hasta
hasta 3 3 hasta 6
hasta
30
120
400
1000
2000
±0,1
±0,1
±0,2
±0,3
±0,5
±0,8
±1,2
7
6
Edición educacional de SOLIDWORKS
Sólo para uso en la enseñanza
5
UNLESS OTHERWISE SPECIFIED:
más de
2000
hasta
4000
±2
4
Tolerances: ISO 2768 mH
PART NAME:
1/8" Tube
DIMENSIONS ARE IN INCHES
REV
1
MATERIAL:
STEEL
DO NOT SCALE DRAWING
3
Chassis Dynamometer
16.25" [S]
COMMENTS:
2
A
6
DWG. NO.
Part No.
DT-106
ME 336
SCALE: 1:2
1
8
5
6
7
4
2
3
1
D
D
4,25
3,00
33/64
C
1,25
C
2,00
0,125
B
B
14,50
2,00
Assembly: Absorber Frame
A
Clase de tolerancia
Designación
Descripción
m
media
8
Desviaciones admisibles respecto al nominal (en mm)
de
de más de más de más de más
0,51
más de más
1000
6
hasta
30
hasta
120
hasta
400
hasta
hasta 3 3 hasta 6
hasta
30
120
400
1000
2000
±0,1
±0,1
±0,2
±0,3
±0,5
±0,8
±1,2
7
6
Edición educacional de SOLIDWORKS
Sólo para uso en la enseñanza
5
UNLESS OTHERWISE SPECIFIED:
Tolerances: ISO 2768 mH
más de
2000
hasta
4000
±2
PART NAME:
1/8" Tube
DIMENSIONS ARE IN INCHES
REV
1
MATERIAL:
STEEL
4
DO NOT SCALE DRAWING
3
Chassis Dynamometer
14.5" [FlrMP]
COMMENTS:
2
A
7
DWG. NO.
Part No.
DT-107
ME 336
SCALE: 1:2
1
8
6
7
0,25
Descripción
m
media
2,50
Designación
2
3
1
Desviaciones admisibles respecto al nominal (en mm)
de
de más de más de más de más
0,51
más de más
1000
6
hasta
30
hasta
120
hasta
400
hasta
hasta 3 3 hasta 6
hasta
30
120
400
1000
2000
±0,1
±0,1
±0,2
±0,3
±0,5
±0,8
±1,2
más de
2000
hasta
4000
±2
D
1,00
0,25
4
Clase de tolerancia
2,50
D
5
1,25
C
6,4783
C
B
3,5433
9/16
18,50
B
33/64
Assembly: Absorber Frame
A
UNLESS OTHERWISE SPECIFIED:
Tolerances: ISO 2768 mH
PART NAME:
DIMENSIONS ARE IN INCHES
8
7
6
Edición educacional de SOLIDWORKS
Sólo para uso en la enseñanza
5
4
3
A
8
REV DWG. NO.
DT-109
1
MATERIAL:
STEEL
DO NOT SCALE DRAWING
Chassis Dynamometer
18.5" [DMP]
COMMENTS:
2
ME 336
SCALE: 1:3
Part No.
1
8
5
6
7
4
2
3
1
D
D
C
0,25
9/16
1,50
0,25
2,00
B
9/16
C
3,00
33/64
18,50
1,00
6,4783
3,5433
33/64
Assembly: Absorber Frame
A
Clase de tolerancia
Designación
Descripción
m
media
8
Desviaciones admisibles respecto al nominal (en mm)
de
de más de más de más de más
0,51
más de más
1000
6
hasta
30
hasta
120
hasta
400
hasta
hasta 3 3 hasta 6
hasta
30
120
400
1000
2000
±0,1
±0,1
±0,2
±0,3
±0,5
±0,8
±1,2
7
6
Edición educacional de SOLIDWORKS
Sólo para uso en la enseñanza
5
UNLESS OTHERWISE SPECIFIED:
Tolerances: ISO 2768 mH
más de
2000
hasta
4000
±2
4
PART NAME:
DIMENSIONS ARE IN INCHES
REV
1
3
Chassis Dynamometer
18.5" [DMP] (2)
COMMENTS:
MATERIAL:
STEEL
DO NOT SCALE DRAWING
B
2
DWG. NO.
SCALE: 1:2
9
Part No.
DT-110
ME 336
A
1
8
5
6
7
4
DESCRIPTION
LENGTH
PART #
1
1
SHAFT, ROUND, 2 - 2.25 DIA.
32
R-101
2
1
SHAFT, ROUND, 2 - 2.25 DIA.
36
R-102
3
2
SHAFT COUPLING, 2 DIA INNER
R-103
4
1
SHAFT COUPLING SPIDER
R-104
5
2
TUBE, 16 DIA OUTER, 14.31 DIA INNER
12
R-105
6
8
PLATE, 15.166 DIA OUTER, 2 DIA INNER
.75
R-106
5
5
6
4
6
1
QTY.
3
D
2
3
ITEM NO.
4
D
5
2
6
C
C
6
6
6
73.10
12.00
6
12.00
6
B
B
16.00
5.00
7.00
UNLESS OTHERWISE SPECIFIED:
2.00
DIMENSIONS ARE IN INCHES
TOLERANCES:
ANGULAR: .5°
TWO PLACE DECIMAL: .020
THREE PLACE DECIMAL: .005
FOUR PLACE DECIMAL: .0005
A
INTERPRET GEOMETRIC
TOLERANCING PER:
MATERIAL
Chassis Dynamometer
PART NAME:
COMMENTS:
REV1: 12/2015
REV2: 5/2016
ME 336
DO NOT SCALE DRAWING
8
7
6
5
4
SIZE DWG. NO.
REV
B
FINISH
3
2
A
Roller assembly
2
SHEET 1 OF 5
SCALE: 1:10
1
8
5
6
7
4
2
3
1
14.31
D
D
.25 CHAMFER
.25 CHAMFER
10
0.
P
TY
P
TY
20
0.
2.125
R0.10TYP
C
C
DETAIL C
12.00
0.75
SCALE 1 : 1
BALLOON ITEM 6
B
B
C
R8.00
14.31
UNLESS OTHERWISE SPECIFIED:
Chassis Dynamometer
DIMENSIONS ARE IN INCHES
BALLOON ITEM 5
A
TOLERANCES
ANGULAR: 0.5°
TWO PLACE DECIMAL: .020
THREE PLACE DECIMAL: .005
INTERPRET GEOMETRIC
TOLERANCING PER:
MATERIAL
PART NAME:
COMMENTS:
REV1: 12/2015
REV2: 5/2016
ME 336
DO NOT SCALE DRAWING
8
7
6
5
4
SIZE DWG. NO.
B
FINISH
3
2
A
Tube and end plate
REV
R-105, R-106
2
SHEET 2 OF 5
SCALE: 1:20
1
8
D
5
6
7
4
2
3
1
D
B
A
WELD TYP
4 PLACES
C
C
WELD TYP
4 PLACES
WELD TYP
4 PLACES
WELD TYP
4 PLACES
B
B
UNLESS OTHERWISE SPECIFIED:
DIMENSIONS ARE IN INCHES
TOLERANCES:
ANGULAR: .5°
TWO PLACE DECIMAL: .020
THREE PLACE DECIMAL: .005
FOUR PLACE DECIMAL: .0005
DETAIL A
A
DETAIL B
SCALE 1 : 2
INTERPRET GEOMETRIC
TOLERANCING PER:
MATERIAL
SCALE 1 : 2
Chassis Dynamometer
PART NAME:
COMMENTS:
REV1: 12/2015
REV2: 5/2016
7
6
5
4
SIZE DWG. NO.
REV
B
FINISH
ME 336
DO NOT SCALE DRAWING
8
A
Welds
3
2
2
SHEET 3 OF 5
SCALE: 1:20
1
8
5
6
7
4
2
3
1
2.25
1.75
8.75
D
D
2.00
2.00
5.00
8.00
8.50
2.125
2.125
NOTE: BALLOON ITEM 1
C
C
2.25
2.00
B
2.00
1.75
10.75
8.00
8.50
2.125
B
7.00
2.15
NOTE: BALLOON ITEM 2
UNLESS OTHERWISE SPECIFIED:
Chassis Dynamometer
DIMENSIONS ARE IN INCHES
TOLERANCES
ANGULAR: 0.5°
TWO PLACE DECIMAL: .020
THREE PLACE DECIMAL: .005
A
INTERPRET GEOMETRIC
TOLERANCING PER:
MATERIAL
PART NAME:
COMMENTS:
REV1: 12/2015
REV2: 5/2016
ME 336
DO NOT SCALE DRAWING
7
6
5
4
SIZE DWG. NO.
B
FINISH
8
36" shaft and 32" shaft
3
2
REV
R-101, R-102
2
SHEET 4 OF 5
SCALE: 1:20
1
A
8
7
5
6
4
2
3
1
1/2"-13 x 3/4" Set Screw
D
D
0.88
C
4.50
0.93
C
1.94
0.50
4.50
0.25
B
B
1.00
BALLOON ITEM 4
2.00
UNLESS OTHERWISE SPECIFIED:
Chassis Dynamometer
DIMENSIONS ARE IN INCHES
TOLERANCES
ANGULAR: 0.5°
TWO PLACE DECIMAL: .020
THREE PLACE DECIMAL: .005
BALLOON ITEM 3
A
INTERPRET GEOMETRIC
TOLERANCING PER:
MATERIAL
PART NAME:
COMMENTS:
A
REV1: 12/2015
REV2: 5/2016
ME 336
DO NOT SCALE DRAWING
7
6
5
4
SIZE DWG. NO.
B
FINISH
8
Shaft coupling and spider
3
2
REV
R103, R-104
2
SHEET 5 OF 5
SCALE: 1:20
1
8
6
7
5
4
2
3
1
PART NO.
QTY.
DESCRIPTION
LENGTH
F-101
F-102
F-103
F-104
F-105
2
2
4
8
8
TUBE, SQUARE, 2.00 x 2.00 x 0.125
TUBE, SQUARE, 2.00 x 2.00 x 0.125
TUBE, SQUARE, 2.00 x 2.00 x 0.125
TUBE, SQUARE, 2.00 x 2.00 x 0.125
TUBE, SQUARE, 2.00 x 2.00 x 0.125
60.00
60.00
28.00
6.00
2.00
D
F-105
F-104
F-103
28.00 24.00
D
F-101
F-102 F-104
F-104
F-103
F-101
9.69 TYPICAL
F-105
F-104
F-103
F-105
F-104
C
C
F-105
F-105
F-102
F-104
F-105
F-104
F-103
F-105
F-104
F-105
B
14.00
14.00
B
12.00
4.00
23.00
UNLESS OTHERWISE SPECIFIED:
35.00
TOLERANCES
ANGULAR: 0.5°
TWO PLACE DECIMAL: .020
THREE PLACE DECIMAL: .005
58.00
A
Chassis Dynamometer
DIMENSIONS ARE IN INCHES
60.00
INTERPRET GEOMETRIC
TOLERANCING PER:
PART NAME:
COMMENTS:
REV 2 ON 5/7/16
MATERIAL
SIZE DWG. NO.
ME 336
DO NOT SCALE DRAWING
7
6
5
4
REV
B
FINISH
8
A
REV 1 ON 12/14/15 FRAME - STRUCTURE
3
2
2
SHEET 1 OF 6
SCALE: 1:12
1
8
6
7
5
4
2
3
1
3x
.500
THRU
D
D
C
C
60.00
54.00
30.00
B
B
6.00
UNLESS OTHERWISE SPECIFIED:
2.00 TYPICAL
Chassis Dynamometer
DIMENSIONS ARE IN INCHES
TOLERANCES
ANGULAR: 0.5°
TWO PLACE DECIMAL: .020
THREE PLACE DECIMAL: .005
A
INTERPRET GEOMETRIC
TOLERANCING PER:
.125 TYPICAL
PART NAME:
COMMENTS:
Cross Section is Square
REV 1 ON 12/14/15
REV 2 ON 5/7/16
MATERIAL
R.10 TYPICAL
SIZE DWG. NO.
7
6
5
4
REV
B
FINISH
ME 336
DO NOT SCALE DRAWING
8
A
F-101
3
2
2
SHEET 2 OF 6
SCALE: 1:8
1
8
6
7
5
4
2
3
1
D
D
C
C
60.00
B
B
UNLESS OTHERWISE SPECIFIED:
Chassis Dynamometer
DIMENSIONS ARE IN INCHES
2.00 TYPICAL
TOLERANCES
ANGULAR: 0.5°
TWO PLACE DECIMAL: .020
THREE PLACE DECIMAL: .005
A
INTERPRET GEOMETRIC
TOLERANCING PER:
.125 TYPICAL
COMMENTS:
PART NAME:
Cross Section is Square
REV 1 ON 12/14/15
F-102
REV 2 ON 5/7/16
MATERIAL
R.10 TYPICAL
SIZE DWG. NO.
1
7
6
5
4
REV
B
FINISH
ME 336
DO NOT SCALE DRAWING
8
A
3
2
2
SHEET 3 OF 6
SCALE: 1:12
1
8
7
6
5
4
2
3
1
D
D
C
C
28.00
B
B
UNLESS OTHERWISE SPECIFIED:
Chassis Dynamometer
DIMENSIONS ARE IN INCHES
A
TOLERANCES
ANGULAR: 0.5°
TWO PLACE DECIMAL: .020
THREE PLACE DECIMAL: .005
2.00 TYPICAL
PART NAME:
COMMENTS:
Cross Section is Square
REV 1 ON 12/14/15
REV 2 ON 5/7/16
INTERPRET GEOMETRIC
TOLERANCING PER:
.250
MATERIAL
R.10 TYPICAL
SIZE DWG. NO.
7
6
5
4
REV
B
FINISH
ME 336
DO NOT SCALE DRAWING
8
A
F-103
3
2
2
SHEET 4 OF 6
SCALE: 1:8
1
8
6
7
5
4
2
3
1
D
D
6.00
C
C
B
B
2.00 TYPICAL
.125 TYPICAL
UNLESS OTHERWISE SPECIFIED:
R.10 TYPICAL
Chassis Dynamometer
DIMENSIONS ARE IN INCHES
TOLERANCES
ANGULAR: 0.5°
TWO PLACE DECIMAL: .020
THREE PLACE DECIMAL: .005
A
PART NAME:
COMMENTS:
Cross Section is Square
REV 1 ON 12/14/15
A
F-104
REV 2 ON 5/7/16
INTERPRET GEOMETRIC
TOLERANCING PER:
MATERIAL
SIZE DWG. NO.
ME 336
DO NOT SCALE DRAWING
8
7
6
5
4
REV
B
FINISH
3
2
2
SHEET 5 OF 6
SCALE: 1:2
1
8
6
7
5
4
2
3
1
D
D
2.00
C
C
B
B
2.00 TYPICAL
UNLESS OTHERWISE SPECIFIED:
Chassis Dynamometer
DIMENSIONS ARE IN INCHES
A
TOLERANCES
ANGULAR: 0.5°
TWO PLACE DECIMAL: .020
THREE PLACE DECIMAL: .005
.125 TYPICAL
R.10 TYPICAL
INTERPRET GEOMETRIC
TOLERANCING PER:
COMMENTS:
PART NAME:
Cross Section is Square
REV 1 ON 12/14/15
F-105
REV 2 ON 5/7/16
MATERIAL
SIZE DWG. NO.
ME 336
DO NOT SCALE DRAWING
7
6
5
4
REV
B
FINISH
8
A
3
2
2
SHEET 6 OF 6
SCALE: 1:1
1