TESI DI LAUREA in DISEGNO ASSISTITO DAL CALCOLATORE. Studio di massima di un cinematismo per un sedile sportivo ammortizzato

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Adelina Rossetti
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1 ALMA MATER STUDIORUM - UNIVERSITÀ DI BOLOGNA CORSO DI LAUREA IN INGEGNERIA MECCANICA Dipartimento DIEM TESI DI LAUREA in DISEGNO ASSISTITO DAL CALCOLATORE Studio di massima di un cinematismo per un sedile sportivo ammortizzato CANDIDATO Marco Legnaro RELATORE Prof. Ing. Luca Piancastelli A.A. 2010/11 Sessione III

2 IL PROGETTO OBIETTIVO PRINCIPALE: Coniugare nel progetto di un sedile, due aspetti fino ad oggi trattati separatamente

3 REQUISITI RICHIESTI Riduzione delle vibrazioni, possibilità di regolazione adeguata, design sportivo Riduzione delle vibrazioni Regolazioni

4 SEDILI DI RIFERIMENTO Come base di partenza si è utilizzato due tipologie di sedili: SEDILE RECARO: regolazioni SEDILE MERCEDES W124: molle

5 PROBLEMI E DIFETTI Le tipologie di sedile analizzate non raggiungono gli scopi prefissati Molle non regolabili, design obsoleto, cuscino ingombrante Mancanza delle molle

6 IL SEDILE Unendo i pregi e cercando di eliminare i difetti Garantisce: - Giusta gamma di regolazioni -Molle regolabili a seconda del peso del guidatore -Design sportivo

7 SOLUZIONE PRECEDENTE (tesi Ing. Villa) 6 Molle ad aria in parallelo Regolazione rigidezza Le molle sono saldate tra 2 piastre di acciaio Variando la rigidezza iniziale della molla in base al peso del guidatore posso mantenere costante la frequenza naturale. Deve essere costante la corsa.

8 REGOLAZIONE AUTOMATICA PRESSIONE (Ing. Villa) La pressione viene regolata automaticamente tramite un compressore Aumentando la pressione d aria all interno delle molle diminuisco la freccia della molla stessa. Un sensore di posizione tra le 2 piastre regola il giusto abbassamento iniziale che mi garantisce la frequenza di 15 Hz. qualunque sia la massa del guidatore.

9 DIFETTI RILEVATI per la soluzione dell Ing. Villa 1. Il sedile pendola attorno ad un asse ortogonale al senso di marcia dando una sensazione di instabilità. 2. La pressione di esercizio dei pistoni pneumatici è troppo bassa e non si riesce a regolare in maniera efficace. 3. Non si può variare lo smorzamento del sedile in particolare non si può differenziare lo smorzamento in salita e in discesa. 4. Non è possibile regolare il sedile in altezza.

10 Soluzione proposta in questa tesi Pistoni idraulici a singolo effetto Regolazione Altezza Motorino elettrico

11 Caratteristiche dimensionali sedile ribassato ingombro 85 mm Regolazione altezza 45 mm

12 Struttura N 4 quadrilateri articolati utilizzati a pantografo - Piastra di collegamento per dare stabilità alla struttura - N 4 guide per scarico delle forze non verticali - Il cilindro oleodinamico ha una posizione orizzontale indipendentemente dalla regolazione in altezza della struttura.

13 Regolazione altezza Motore cc da 5 Nm Albero flessibile diam 10 mm Vite M14x4 e Madrevite

14 FUNZIONAMENTO MOLLA - SMORZATORE Il pistone oleodinamico a semplice effetto trasferisce l energia alla molla pneumatica Cilindro semplice effetto diam 20 per corsa di 5,2 mm Circuito di smorzamento Molla pneumatica diam 40 con camera variabile da 1,22 a 4,78 mm dipende dalla regolazione dell altezza del sedile

15 Sistema massa-molla-smorzatore Sistema progettato con le seguenti caratteristiche: ammortamento di ampiezza 4mm con un accelerazione a 3g per avere una frequenza propria di circa 14 Hertz (massa di 130 kg) Il rapporto di leve della struttura varia da 0,7 a 3,8 a seconda della regolazione dell altezza del sedile (dalla massima altezza alla più bassa) Camera pneumatica di diam 40 variabile da 4,78 a 1,22 mm da regolare a seconda dell altezza del sedile (dalla massima alla minima). Pressione per la regolazione della molla pneumatica a camera massima per una massa di 130 kg (uomo+sedile) corrispondente a 1,3 bar Pressione massima circa 5 bar per la molla pneumatica a pacco

16 REGOLAZIONI REGOLAZIONE LOMBARE Per la regolazione della pressione del cuscino lombare si utilizza un compressore

17 SCOCCA Le basi per il cuscino e per lo schienale sono realizzate in carbonio Permette di ridurre il peso e il design è molto sportivo

18 OBIETTIVI RAGGIUNTI Realizzazione di un sistema ammortizzato che riduce le vibrazioni e regolabile per mantenere la frequenza propria costante al variare dell altezza di regolazione e del peso del conducente Possibilità di modificare l effetto smorzante del sistema Regolazione dell altezza, dell inclinazione e della posizione del sedile Ingombri ridotti per un design e per un applicazione sportiva

19 Limiti del progetto La difficile regolazione manuale della camera della molla pneumatica legata al rapporto di leve e al peso del conducente.

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