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¿Qué es el centro de gravedad? ¿Qué es el momento?
Conocimientos básicos necesarios para el diseño de maquinaria
Conceptos de centro de
gravedad y momento
¿Qué es el centro de gravedad?
Es el centro de gravedad de un objeto.
¿Qué es el momento?
Es la acción de una fuerza que intenta hacer girar un objeto alrededor de un punto.
Posición del centro de gravedad de una puerta
Como se muestra en la figura, en el caso de una tapa o puerta, la posición del centro de gravedad se encuentra en el centro. Es decir, X1=L1÷2.
- * Por este motivo, en nuestros catálogos anteriores se utilizaba la fórmula L1÷2.
- * Esta fórmula se aplica cuando la tapa o la puerta son delgadas.
Fórmula para calcular el momento
Momento de la tapa o puerta
M
=
Distancia horizontal X1 desde el centro de rotación hasta la posición del centro de gravedad
X1
×
Masa
m
El momento se calcula mediante la «distancia horizontal» hasta la posición del centro de gravedad, y su valor varía en función del ángulo de apertura, por lo que la fórmula para calcular el momento máximo es la siguiente.
Momento máximo de la tapa o puerta
=
El valor más grande de la distancia horizontal entre el centro de rotación y la posición del centro de gravedad
×
Masa
Puntos a tener en cuenta al seleccionar bisagras y compáses
Movimiento con posicionamiento
- Si el par de las bisagras y los compáses es mayor que el momento de la tapa o la puerta, se producirá un posicionamiento
- Cuanto más se acerquen el momento de la tapa o puerta y el par de las bisagras y los compáses, más ligera será la sensación al accionarlos, por lo que es recomendable que estén lo más cerca posible.
Par de las bisagras (tirantes)*
≧
Momento máximo de la tapa o puerta
* Si se utilizan varias bisagras o compases, el valor del par será el producto del número de unidades utilizadas.
Amortiguador (movimiento suave)
Par máximo de la bisagras (tirante)*
≧
Momento máximo de la tapa/puerta
≧
Par mínimo de la bisagras (compáses)*
* Si se utilizan varias bisagras o compases, el valor del par será el resultado de multiplicar el número de unidades utilizadas por el valor del par.
Método de cálculo del centro de gravedad (consideraciones para formas complejas)
Método para calcular el centro de gravedad de formas complejas
Cuando la forma de la tapa es en forma de L, etc., se divide en formas simples y se calcula la posición del centro de gravedad de cada parte, y se obtiene el centro de gravedad total sumando los valores. El mismo concepto se aplica cuando se coloca un espejo en una tabla de madera.
Calculemos con un ejemplo dividido en dos partes
Centro de gravedad de la tapa A G1
Longitud L1*
cm
Espesor t1*
cm
Masa m1*
kg
- Distancia X1 del centro de gravedad G1 en la dirección X
-
cm - Ángulo formado con el centro de gravedad G1
-
° - Distancia Y1 del centro de gravedad G1 en la dirección Y
-
cm - Momento de la parte A en dirección X
-
kgf・cm - Distancia del centro de gravedad G1
-
cm - Momento de la parte A en la dirección Y
-
kgf・cm
- * Si se encuentra en el lado negativo del centro de rotación, introduzca un valor negativo.
- * Para facilitar el cálculo, las unidades de notación y entrada se han cambiado de «mm» a «cm».
Centro de gravedad G2 de la tapa B
Longitud L2*
cm
Espesor t2*
cm
Masa m2*
kg
- Distancia en dirección X del centro de gravedad G2 X2
-
cm - Ángulo formado con el centro de gravedad G2
-
° - Distancia Y2 del centro de gravedad G2 en la dirección Y
-
cm - Momento en la parte B en la dirección X
-
kgf・cm - Distancia del centro de gravedad G2
-
cm - Momento de la parte B en la dirección Y
-
kgf・cm
- * Si se encuentra en el lado negativo del centro de rotación, introduzca el valor negativo.
- * Para facilitar el cálculo, las unidades de notación y entrada se han cambiado de «mm» a «cm».
Centro de gravedad total G
- Masa total
-
kg - Posición del centro de gravedad en la dirección X
-
cm - Posición del centro de gravedad en la dirección Y
-
cm - Distancia hasta el centro de gravedad total
-
cm - Ángulo con respecto al centro de gravedad total
-
°
* Los decimales se redondean al tercer decimal.
Casos cuando se desconoce la posición del centro de gravedad
Cuando la tapa o la puerta ya están instaladas y no se puede calcular la posición del centro de gravedad, se puede utilizar un resorte para determinar el par necesario.
Como se muestra en la figura, se levanta solo con un resorte y se miden el «valor máximo» y la «distancia desde el centro de rotación hasta el punto de medición».
L1
×
F1
=
Momento de la tapa o puerta
L1
×
Valor máximo de F1
=
Momento máximo de la tapa o puerta
«Nota: cuando se fijan elementos a una tapa, puede resultar difícil calcular el centro de gravedad.
En estos casos, calcule el peso aproximado y el centro de gravedad y elija provisionalmente una bisagra o un soporte.
Después del montaje, el método anterior le permitirá confirmar el valor de par preciso necesario, lo que le permitirá seleccionar una bisagra o un soporte permanentes». Después de montar el conjunto, compruébelo utilizando el método anterior para determinar el valor exacto del par necesario y seleccionar oficialmente la bisagra (compás).
Ejemplo
Distancia (L1)＝ 100 cm, fuerza (F1)＝ 2.5 kg Si se aplica la fórmula para calcular el momento, el momento de la tapa o puerta es 100 cm × 2.5 kg＝ 250 kgf·cm.
Por ejemplo, para que esta tapa y puerta se detengan libremente, el valor de torque de la bisagra (compás) debe ser de 250 kgf·cm ( 24.5 N·m) o más.
El valor de torsión de la bisagra (compás) es de≧ 250 kgf·cm (＝ 24.5 N·m).
Calculemos esto en la práctica
Distancia L1 desde el centro de rotación hasta el punto de medición
cm
Valor medido con un resorte F1
kg
Momento de la tapa/puerta = L1 x F1 x 9.80665 ÷ 100
N·m
¡Resuelva los complicados cálculos de momento con la herramienta de selección!
¡También se puede simular la fuerza de operación!
Solo tiene que introducir la distancia hasta el centro de gravedad y la masa de la tapa,
utilice la herramienta de selección MDT para seleccionar el producto adecuado.
