Lei de Lashof, Mecanismos, Exemplos, Aplicações

O Lei de Grashof afirma isso: Em um mecanismo plano de quatro barras articulado com um deles fixado, pelo menos uma das barras pode fazer uma curva completa, desde que a soma da barra mais curta e a barra mais longa seja menor ou igual à soma dos outros dois.

Existem cinco mecanismos planos de quatro barras ou links que cumprem a lei de Grashof (na Figura 1, um exemplo é mostrado). Para que as barras ou links dos mecanismos que cumprem a lei possam tomar a curva completa, é necessário que, em um arranjo real.

figura 1. Mecanismo de quatro barras que cumprem a Lei de Grasão. Fonte: Wikimedia Commons.

A Lei de Grashof é uma regra simples que permite projetar um mecanismo no qual a rotação completa é necessária, porque um motor será conectado ou, pelo contrário, porque você deseja transformar um movimento oscilatório em um rotativo, para que seja matemática e fisicamente viável.

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Limite de casos

Suponha que as quatro barras articuladas tenham os seguintes comprimentos ordenados, de menos a maior de acordo com:

S> p> q> l

A Lei de Grashof estabelece que pelo menos um bar ou link pode concluir uma revolução ou retorno, a condição deve ser cumprida:

s + l <= p + q

Esta desigualdade tem as seguintes implicações:

- A única barra ou link que pode dar revoluções completas em relação a outra é a barra mais curta.

- Se a barra mais curta girar em relação a outra, ela também ficará completa sobre todos os outros.

Tipos de movimento

O movimento quadrilateral articulado em conformidade com a lei de Grashof pode ser os seguintes tipos:

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- Double Colle ou Crank, se a barra mais curta for a fixa e as barras adjacentes forem concluídas.

- Voltar e influenciar, se a barra curta for adjacente à barra fixa.

- Giro duplo, desde que a barra mais curta seja oposta ao fixo.

Quando a igualdade é cumprida na fórmula de Grashof, está no caso limite em que a soma da barra mais curta com a mais longa é igual à soma dos outros dois. 

Nesse caso, o mecanismo pode adotar uma configuração em que as quatro barras estão alinhadas. E é nessa posição, as juntas não fixadas podem indiferentemente ir de uma maneira ou de outra, fazendo com que o mecanismo localize.

Os mecanismos que atendem à condição de Grashof são mais confiáveis ​​e sofrem menos tensões em suas articulações e ligações, na medida em que estão mais distantes do caso limite de igualdade.

Mecanismos que cumprem a Lei de Grashof

Vamos denotar as juntas consecutivas com A, B, C e D, então:

- A e B são pivôs fixos.

- AB = D1 (barra fixa)

- BC = D2

- CD = D3

- Da = d4

- Mecanismo de manivela dupla

As barras B2 e B4 giram completamente e a lei de Grashof é cumprida:

D1+D3 <= d2+d4.

Figura 2. Mecanismo de manivela - manivela. Fonte: Self feito.

- Mais mecanismos que cumprem a lei de granco

Em seguida, são nomeadas as características de outros mecanismos que cumprem a Lei de Grashof e descritos:

Mecanismo de manivela - Rocker

É cumprido D2 + D3 <= d1 + d4

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A barra D2 mais curta gira completamente e a barra oposta D4 faz um movimento de balancim.

Figura 3. Mecanismo de manivela - Rocker. Fonte: Wikimedia Commons.

Mecanismo de duplo equilíbrio

- A barra fixa AB é maior que a barra de CD oposta e está em conformidade com:

D1 + D3 <= d2 + d3

- Para a barra mais curta (o oposto da barra fixa), é capaz de dar uma volta completa.

Mecanismo paralelogramado articulado

- As barras de anúncio e BC são iguais e sempre paralelas.

- Por sua parte, as barras de AB e CD são iguais e sempre paralelas.

- No caso de barras opostas, elas têm o mesmo comprimento e estão em conformidade com D1 + D2 = D3 + D4, de acordo com a Lei de Grashof.

- Finalmente, as barras de anúncios e BC giram completamente na mesma direção.

Anti-tolalograma articulado

- As barras de anúncios e BC são iguais e não são paralelas.

- Para barras de AB e CD, elas devem ser igualmente compridas e não paralelas.

- Por sua parte, as barras opostas têm o mesmo comprimento, duas delas são cruzadas.

- Neste mecanismo, você deve ter a seguinte condição:

D1 + D2 = D3 + D4

- A curva de curva e BC está completa, mas de sentidos opostos.

Figura 4. Mecanismo anti-paralelograma articulado, que cumpre a lei de Grashof. Fonte: Wikimedia Commons.

Formulários

Os mecanismos que cumprem a lei de Grashof têm várias aplicações:

Mecanismo de bala de manivela

É aplicado à máquina de costura de pedal, útil nos lugares onde não há eletricidade, na qual o pedal faz um movimento de balanço ou balancim, que é transmitido a uma roda conectada por uma polia à máquina de costura.

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Outro exemplo a mencionar é o mecanismo do limpador de pára -brisa. Nisso, um motor está conectado à barra de manivela que executa turnos completos, transmitindo um movimento de balancim para a barra que move o primeiro pincel do sistema.

Figura 5. Sistema de limpador de pára -brisa com dois mecanismos de manivela de balancim, acoplados ao mesmo motor. Fonte: Wikimedia Commons.

Outra aplicação do mecanismo da manivela - a ferrugem são os roqueiros para bombear o óleo do subsolo.

Figura 6. Bombote de petróleo balanário. Fonte: Pixabay.

Um motor está conectado à manivela que gira completamente e transmite o movimento para a cabeça ou o equilíbrio de bombeamento.

Mecanismo paralelogramado articulado

Esse mecanismo costumava ser usado para conectar as rodas das locomotivas a vapor, de modo que ambas as rodas giram na mesma direção e na mesma velocidade.

A principal característica desse mecanismo é que a barra que conecta as duas rodas tem o mesmo comprimento que a separação dos eixos do mesmo.

Figura 7. O pantógrafo é um paralelogramo articulado. Fonte: Wikimedia Commons.

O Pantógrafo é um instrumento de desenho usado para copiar e expandir imagens. É baseado em um mecanismo de quatro barras, no qual existem quatro articulações que formam os vértices de um paralelogramo.

Mecanismo anti -paralelograma articulado

É o mecanismo que é usado na máquina de liberação de bola de tênis, onde são necessárias as rodas que dirigem e jogam a bola em sentidos opostos.

Referências

1. Clemente c. Laboratório virtual de um mecanismo de manivela - enferrujando. Trabalho de grau em engenharia mecânica. Universidade de Almería. (2014). Recuperado de: repositório.ual.é
2. Hurtado f. Lei de Grashof. Recuperado de: youtube.com
3. Designer Mech. Critério da Cinemática Grashof. Recuperado de: mechdesigner.Apoiar.
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