Como acoplar dois pistões a um eixo giratório para que as cabeças do pistão se movam assim?

Assuma dois pistões verticais com a cabeça chata voltada para cima.

É possível acoplá-los a um eixo rotativo de forma que o diagrama de posição versus tempo fique assim? (Este é um ciclo completo)

Cada cor representando um pistão.

As equações são:

Vermelho: $$ 2 \ left | \ cos (\ pi t) \ right | - \ frac12 $$

Azul: $$ 2 \ left | \ sin (\ pi t) \ right | - \ frac12 $$ (O primeiro com uma diferença de fase de $ \ pi \ over 2 $)

Eu acho que por causa dos valores absolutos, isso não pode ser um simples virabrequim.

Alguém pode ajudar?

EDITAR:

Na verdade, quero chegar o mais perto possível desse diagrama de movimento, que é o caso teórico ideal. Talvez isso possa ajudá-lo para uma melhor aproximação.

design mechanisms pistons AHB
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Essa mudança instantânea de direção de velocidade é um assassino. exigiria aceleração infinita.

joojaa

@joojaa Então poderíamos suavizar a borda para que ela fique perfeita. $ \ Sin ^ 2 (\ pi t) $ seria bom o suficiente? O movimento do quadrado do pecado é possível de ser alcançado usando estruturas mecânicas?

AHB

Quão exata você precisa estar com isso? Uma pequena ideia de por que eles têm que ter esse perfil de posição pode ajudar.

JMac

@JMac Eu adicionei o que você quer.

AHB

Você pode fazer muito com Ligações de 4 barras . Note que o movimento vertical dos pés (ignorando o movimento horizontal) está muito próximo do perfil que você está procurando.

Dave Tweed

Respostas:

Você pode (aproximar-se deste) perfil de movimento com duas cames em um eixo. os topos são a porção de permanência dos excêntricos e o fundo é o pico entre duas acelerações. Como alguém mencionou, uma vez que a parte inferior do seu perfil de movimento é uma mudança de aceleração instantânea, você nunca conseguirá alcançá-lo perfeitamente. isso pode ser minimizado pela redução da massa, velocidade e comprimento do traço. Esta será a maneira mecânica mais próxima de fazer isso.

Patstep
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Seria melhor usinar as cames com entradas e saídas lisas em ambos os lados do ponto de aceleração. Isso reduziria o desgaste devido a choques e vibrações.

Wossname