Progetto

﷯meccanismo a cricchetto contacolpi

mecccanismo a chiavistello

meccanismo a piani di scorrimento

Diagramma di Gantt: Come per ogni progetto che si rispetti è essenziale definire una tabella di marcia attraverso cui scandire il lavoro lungo l'arco temporale previsto, valutando a posteriori se le tempistiche previste siano state rispettate e nel caso introdurre manovre correttive. Il lavoro è stato distribuito in modo equo tra i diversi collaboratori dando ad ognuno un carico maggiore su alcune attività che rientravano nelle mansioni stabilite nella distribuzione dei ruoli. Se sei interessato a vederlo clicca qui SPECIFICHE TECNICHE Bloccoporta di tipo strikerless per lavatrici a carica dall'alto azionamento del meccanismo: filo in lega a memoria di forma (shape memory alloy) Dimensioni altezza: massimo 30mm profondità: massimo 25mm lunghezza: non vincolata Temperatura di lavoro: picchi fino a 60-65° (necessità di dispositivo poco sensibile alle variazioni di temperatura) alimentazione corrente: massimo 2A tensione: 12V (bassa tensione) alimentazione utilizzata solo per il transitorio e non durante il lavaggio Tempo di azionamento: 2-3 secondi Cicli di vita: 10000 cicli (con ciclo di intende azionamento + disazionamento) Carico massimo (senza rottura): 600N Sistemi di sicurezza sensore di porta bloccata: contatto elettrico che indichi la condizione di porta bloccata, permettendo alla centralina di verificare l'avvenuto bloccaggio della porta prima di procedere all'avvio del lavaggio sblocco di emergenza manuale: sistema di apertura manuale che consenta apertura dello sportello della lavatrice anche in caso di guasto elettrico o di cattivo funzionamento del bloccoporta Dispositivo auto-riparante: in caso di malfunzionamento, in cui il gancio venga a trovarsi in posizione di bloccaggio nonostante la porta della lavatrice sia aperta, la chiusura di quest'ultima deve costringere il gancio a rientrare in sede per poi tornare nella corretta configurazione di bloccaggio. Materiali: case esterno e componenti generiche: latamid 6 h2 G/30 (plastiche tipo poliammide caricata vetro attuatore: filo in lega sma con crimpaggi standard Semplicità di assemblaggio mediante processo altamente automatizzabile, in conformità agli standard dei macchinari in possesso dell'azienda Costi: inferiori a 1.00 €/pezzo Normative: Per lo sviluppo di un bloccoporta la norma cui fare riferimento è la CEI EN 60730-1, pubblicata in data 2013-03, dal titolo ‘Dispositivi elettrici automatici di comando per uso domestico e similare’. In particolare la norma in questione si applica a dispositivi di controllo/comando con tensione nominale non superiore a 690 V e corrente nominale non superiore a 63 A, perfettamente in linea con il nostro caso specifico. Riportiamo alcuni punti della normativa che riteniamo essere di rilevante importanza al fine della realizzazione del prodotto, mentre si rimanda alla suddetta norma per quanto riguarda ulteriori chiarimenti. Riscaldamento delle superfici: per le superfici accessibili del dispositivo, se in materiale stampato (nel nostro caso materie plastiche), la temperatura massima ammessa è pari a 75°C. Prova di bloccaggio: il meccanismo del dispositivo di comando si intende bloccato nella posizione assunta quando non c’è alimentazione elettrica. Dopo una prova della durata di 7 ore, o fino al momento in cui non intervenga l’eventuale dispositivo di protezione interno, il dispositivo è considerato conforme se non vi è alcuna emissione di fiamme o di metallo fuso, e non vi è un evidente danneggiamento. Concept :

concept scelto: Dopo aver valutato pro e contro di ognuno dei concept, abbiamo ritenuto opportuno sviluppare il primo dei tre proposti, incoraggiati dalla relativa semplicità del meccanismo e dal ridotto numero di componenti richiesti.

componenti:

la ruota presenta due livelli di lavoro. Quello inferiore è dotato di un numero di denti pari alla metà di quello superiore ( rispettivamente 4 e 8). In tal modo ad ogni azionamento della falce, che agisce sulla corona superiore , corrisponderà l'uscita o il rientro del gancio, comandato dalla rotazione della corona inferiore.

Il gancio sarà il vero responsabile del bloccaggio del portello della lavatrice; tale compito è affidato a una molla torsionale, la quale spinge il gancio all’esterno attraverso il foro nel case. L’interferenza del gancio con i denti del livello inferiore della ruota viene sfruttata sia per il rientro del gancio (un dente riporta il gancio all’interno, bloccandolo e comprimendo quindi la molla), sia per la sua fuoriuscita nel ciclo successivo (per la conformazione della ruota al livello inferiore, ora non ci sarà nessun dente a bloccare il gancio che verrà quindi sospinto all’esterno dalla molla precaricata). Il gancio è smussato per soddisfare il requisito di autoriparazione; deve esserne cioè garantito il rientro e il riposizionamento immediato nel caso si tenti di chiudere il portello della lavatrice quando, per via di un possibile malfunzionamento, il gancio si trovi all’esterno mentre il portello è aperto.

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Il ruolo della falce è quello di azionare la ruota per mezzo dello spostamento imposto dall'accorciamento del filo sma, vincolato tramite un crimpaggio a t sulla falce stessa. il ritorno nella posizione iniziale (essendosi raffreddato l'attuatore) è garantito da una molla torsionale La punta della falce è connessa elasticamente al corpo tramite un peduncolo ad “Ω” che le consente di flettere leggermente durante il riarmo, in modo da garantire il corretto riposizionamento evitando il bloccaggio per interferenza. Lo stampaggio prevede tre supporti lungo il corpo che serviranno per posizionare e sostenere la lamina metallica necessaria all’alimentazione del filo SMA, che sarà fissata tramite ribaditura a caldo di tali supporti.

Unisce la funzione di protezione a quella di irrobustimento dei perni di fissaggio dei componenti: comprende infatti dei contro-perni provvisti di spine, che vanno ad innestarsi nei fori sui perni del case inferiore evitando così gli svantaggi derivanti da perni a sbalzo (flessioni eccessive, fragilità).

Racchiude i componenti descritti in precedenza garantendo altresì la necessaria rigidezza. Comprende i perni di fissaggio di ruota, gancio e falce nonchè le sedi per i perni metallici necessari all’avvolgimento del filo SMA. Per l’unione con la parte superiore si è optato per dei fissaggi di tipo “snapfit”.

la lamina conduttrice ha il compito di condurre LA corrente elettrica al filo SMA ,incernierato per mezzo del crimpaggio alla falce. il componente metallico presenta un'estremità di forma semi circolare che andrà in contatto con una spazzola direttamente collegata alla centralina , di cui non ci è stata richiesta la rappresentazione. IN particolare come si può ben vedere dal CAD della falce sono state ricavati appositi attacchi che permettano alla lamina di essere vincolata alla falce stessa.

perno su cui si avvolge il filo SMA

perno su cui si avvolge il filo SMA

Lamina per l'attacco del filo SMA

verifiche dinamiche sul sistema: La più grande sfida del progetto è stata proprio il dimensionamento delle componenti atte all'azionamento del meccanismo , in particolare stabilire quale fosse la forza necessaria impressa dal filo SMA e le rigidezze delle molle torsionali per garantire il moto previsto. Il tutto è stato realizzato mediante una verifica dinamica. Nella modellazione del problema gli elementi critici sono stati la falce ad omega e la lamina contacolpi. La prima ,non essendo approssimabile ad un corpo rigido , è stata concepita come formata da due corpi rigidi connessi tra di loro nel punto in cui si innesta la omega tramite una molla torsionale di pari rigidezza elastica. Per poter comprendere quale fosse il valore di quest'ultima , per mezzo di una verifica statica, è stata caricata la falce con una forza unitaria nel punto in cui andrebbe in contatto con la ruota e si è valutato quale fosse lo spostamento corrispondente. Avendo forza e spostamento annesso è stato possibile calcolare l'angolo di deformazione e la rigidezza corrispondente. è importante sottolineare che trattandosi di materiale polimerico alla molla equivalente è stata associata un opportuno valore smorzamento. avendo poi iterato più e più volte sulla forza trasmessa dal filo SMA e sulle varie costanti elastiche delle molle presenti nel sistema, si è quantificata la coppia che effettivamente che venisse scaricata sulla molla rappresentante della omega e da lì la conseguente verifica statica della falce stessa. Un approccio del tutto analogo è stato adoperato per il secondo componente critico ovvero la lamina stampata nel case. Da tale analisi è emerso che la rigidezza della omega fosse di 1.5 Nmm/gr e per quanto riguarda la lamina 0.5 Nmm/gr.

la verifica è stata attuata caricando tale componente con la coppia massima trasmessa dalla corona superiore

la verifica è stata attuata caricando tale componente con la coppia massima trasmessa dalla corona superiore

l'azienda come specifica di progetto ha richiesto che il gancio fosse capace di sopportare un carico di 600N in posizione di chiusura del meccanismo. l'analisi è stata realizzata distribuendo la forza equivalente sulla superficie interessata dalla sollecitazione . In aggiunta sono state disegnate delle superfici fittizie rappresentanti le superfici cel case con cui il gancio si andrebbe ad appoggiare realmente nell'assieme.

lamina contacolpi

Verifica di fattibilità La tecnologia a disposizione dell’azienda Rold è la pressofusione di plastica con camera di colata a vite continua. Il materiale da stampare è Latamid caricato con 30 % di fibra di vetro, che richiede raccordi minimi per riempimento stampo di 0.2 mm. Le forme dei pezzi non presentano sottosquadri, inoltre non presentano angoli di sformo ma possono essere estratte mediante estrattori disponibili nelle macchine dell’azienda; eventualmente possono essere modificate con rastremature di sformo senza alterare le funzionalità Gli stampi possono avere dimensioni massime di 500 mm x 500 mm. Compatibilmente con le dimensioni, il numero di impronte varia da 8 per i pezzi più grandi (case) a 16 per pezzi più piccoli (falce, ruota, gancio), dovendo lasciare anche spazi per canali di colata e riempimento, materozze e ingressi per estrattori. Il numero di pezzi è di 500 000 pz/anno; il tempo ciclo di una stampata non supera i 30 s quindi occorrono, a pieno regime (24 h su 24) per stampi a 8 impronte, 22 giorni di produzione; 11 giorni per i pezzi su stampi a 16 impronte. Quindi si ipotizza un impiego di 5 macchine per un massimo di 22 giorni all’anno. L’assemblaggio manuale richiede 8 operazione da 6 s ciascuna, per un totale di 48 s. Stimando per eccesso 1 minuto a pezzo, occorrono 500 000 minuti uomo; ipotizzando 1 turno al giorno di 8 h, 10 persone a turno, sono necessari 105 giorni per l’assemblaggio.

sviluppi futuri: nelle ultime settimane è stata pensata una nuova possibile rivisitazione della soluzione da noi adottata che permetterebbe di risparmiare in termini di ingombri e di materie prime consumate. dal punto concettuale risulta semplice : la falce , il cui compito è quello di movimentare la ruota , è possibile ricollocarla all'interno del case superiormente al gancio, mantenendo inalterato dal punto di vista funzionale il ruolo svolto dai singoli componenti. Qui ne riportiamo un primo abbozzo.