Método práctico de baja tecnología del mundo real para medir cuánta fuerza cerrar una tapa


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Me dijeron que debería preguntar aquí. Tenga en cuenta que no soy ingeniero y me disculpo si este no es un lugar apropiado, ya que sospecho que es para que los ingenieros intercambien ideas (aunque no encontré "reglas" en absoluto).

Sin esperar un alto grado de precisión, ¿qué debo hacer para estimar (medir / estimar) la fuerza requerida para cerrar completamente la tapa de una caja grande? Tiene bisagras y pestillos, como el capó de un automóvil, y tiene puntales cargados de gas que lo mantienen abierto. No se necesita mucho para bajarlo; creo que los puntales solo compensan ligeramente la gravedad, pero a partir de ahí se necesita una fuerza considerable para cerrar / enganchar por completo el mecanismo de cierre (fricción significativa más un resorte fuerte). Es demasiado difícil para las personas mayores locales cerrarse, pero es importante para la prevención del robo.

Me gustaría poner un pequeño motor dentro que agarre el pestillo y lo cierre hasta la última pulgada. Me doy cuenta de que tendré mucho que hacer para diseñar el "agarre" y también para considerar cosas como la protección contra pellizcos ... pero por ahora solo quiero ver si existe un motor adecuado. Lo que no sé hacer es calcular la fuerza.

¿Puedo simplemente pararme en una balanza y tomar el delta cuando se traba, junto con la distancia recorrida por el seguro? Intuitivamente, para mi cerebro no ingeniero de todos modos, realmente no puedo ver cómo importa la distancia (si la fuerza es suficiente para moverla una pulgada, ¿no es suficiente para moverla una milla?), Pero la definición del término "libras de pie" sugiere que una distancia más corta requiere menos fuerza. Entonces, digamos que mi báscula me dice que peso 200 libras y cuando presiono el capó en el punto que se traba dice que peso 100 libras, y se desplazó una pulgada ... eso significa que necesito un motor con capacidad para 8.33 libras pie ? ¿O estoy completamente fuera de la base?

Gracias por tu indulgencia.


"pie-libra" se refiere al torque, no a la distancia lineal recorrida. Su motor está tirando linealmente, por lo que necesita aplicar una cierta fuerza y ​​mantener esa fuerza por un tiempo. Su problema es convertir el torque del motor en fuerza lineal a través de engranajes, poleas , etc.
Carl Witthoft

Usar un motor para esto será difícil de diseñar. ¿Ha considerado simplemente agregar una barra / palanca desde la tapa (perpendicular a las bisagras)? Cuanto más tiempo haga esto, más ventajas mecánicas tendrá y menos esfuerzo requerirá.
mg4w

Gracias @ mg4w. Por una variedad de razones, no puedo modificar el exterior de la caja. Hay muchas soluciones prácticas únicas (10 personas mayores que se apoyan en él al mismo tiempo), pero este es un problema con esta configuración en varias ubicaciones, por lo que espero encontrar una solución elegante y comercializable. ¿Podemos ignorar un poco el truco del diseño y ver si será posible en función de la fuerza requerida? Si no hay un motor lo suficientemente pequeño como para hacer el trabajo, entonces me detendré ahora.
bcsteeve

Gracias @CarlWitthoft. Corrija que está viajando linealmente, pero no se preocupe por cómo ocurrirá la conversión. En este punto, quiero saber si existe un motor que pueda hacer el trabajo (es decir, lo suficientemente pequeño y potente ... es el "poderoso" en el que estoy trabajando actualmente). Según Wikipedia, "libra de pie" es la energía requerida para mover un objeto de 1 lb y 1 pie. Entonces, ¿eso no se traduce en la necesidad de menos torque para mover algo a una distancia más corta?
bcsteeve

@bcsteeve "un poco de conocimiento puede ser peligroso" Sí, en unidades de trabajo realizadas, puede usar "pie-libra", pero cuando ve esa unidad en referencia a un motor, o cualquier acción giratoria, se trata de torque.
Carl Witthoft

Respuestas:


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Sugeriría que una buena manera de estimar este tipo de cosas es utilizando bolsas de arena (o similares). Simplemente apílelos en la tapa hasta que se cierre y luego péselos.

Dicho esto, parece que su problema real está un poco más matizado y el problema real es cerrar el pestillo y podría haber mejores formas de abordar esto que simplemente agregar un actuador eléctrico. Para mí, parece que un pestillo menos rígido es una mejor solución.

Otra opción es cambiar la relación entre la velocidad de los puntales de gas y el peso de la tapa. Como sabrá, el baúl de un automóvil generalmente se cierra con relativamente poco esfuerzo, por lo que puede ser que el uso de diferentes puntales (o cambiar su posición de montaje) o agregar peso a la tapa o simplemente lubricar las bisagras resuelva el problema.


En respuesta a los comentarios.

100 lb parece mucho para cerrar un pestillo, pero si está diseñado para que alguien apoye su peso sobre él, entonces tal vez. Sin embargo, la dificultad aquí es que cuando te apoyas en algo para cerrarlo, especialmente en este tipo de situación es que las fuerzas dinámicas y el impulso entran en juego y el 'esfuerzo requerido para operar un mecanismo' pegajoso 'puede ser difícil de cuantificar.

Mi instinto inicial al abordar este problema sería agregar un poco más de peso a la tapa y ver si eso ayuda.


La tapa sube y baja muy bien. Realmente es el pestillo que es el problema, como usted dice. Sin embargo, lo que quiero hacer es encontrar una solución adicional para lo que ya está allí, en lugar de cambiar lo que está allí. Creo que los sacos de arena serían los mismos que propuse, ¿no? Fui y lo probé, y mi suposición fue explosiva: me quitó casi exactamente 100 libras de mi peso para que la tapa se trabe. ¿Es demasiado para un actuador pequeño?
bcsteeve

Debo señalar que el pestillo es tan rígido como es (es decir, el resorte que debe superarse) por razones que los diseñadores consideraron necesarias. Por razones de responsabilidad, no creo que deba tratar de modificar eso. La solución que me gustaría proponer debería representar una atracción más fuerte, no un trabajo más fácil. Si eso tiene algún sentido.
bcsteeve
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