Fixed cyclotrainer

bicibikers

Apprendista Passista
4 Settembre 2008
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Torino
www.bicibikers.com
14037_53_3.jpg


In questi giorni mi stavo facendo dei ragionamenti per utilizzare una spinbike (a pignone fisso) che abbia al tempo stesso la possibilità di misurare la potenza. Mi è venuta un'idea e vorrei che qualcuno mi dicesse cosa ne pensa. Prendo un disco da sollevamento pesi, 20 kg e inserisco nel foro un mozzo a battuta 120mm, con filettatura per fisso e lo monto su una bici da pista. Fino a qui non c'è nulla di strano, un po' di lavoro meccanico. Poi devo frenare la ruota (attrito), così ho pensato al freno di prony, che permette di misurare il momento torcente della ruota ed infine la potenza espressa (con la relazione n° di giri). Cosa ne pensate?
 

Matteo

Apprendista Passista
21 Ottobre 2006
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Bici
Merida Road 901
Interessante! Pero dovresti calcolare a mente la potenza a partire dalla coppia e dalla velocita' della puleggia... O pensi a uno strumento elettronico?
 

gattonero

Princeps Mechanicorum
2 Agosto 2004
8.997
174
49
London, Nxxxx
velospace.org
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Cinelli Supercorsa,MysticRats,HotRats,SoftMachine,Proxima ¦Scapin Blato¦Condor W.S.¦Brompton¦Peugeot
dal punto di vista meccanico, devi far tornire il disco da 20kg molto sottile nella zona in cui va fatto il filetto, perché devi usare anche il controanello quindi non puoi stare oltre i 7-8mm come larghezza del filetto. A seconda del materiale con cui é fatto il disco da pesi, potrebbe diventare troppo fragile.
Inoltre, va tornito anche lungo la circonferenza e l'area: se non é pefettamente bilanciato ti darà violente vibrazioni
 

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Interessante! Pero dovresti calcolare a mente la potenza a partire dalla coppia e dalla velocita' della puleggia... O pensi a uno strumento elettronico?

inizialmente penso che farò una tabella tipo daN >>>> giri RPM >>>>watt cioè mi regolo in base al carico in massa daN (fissa) e rendo variabile il n° di giri che ottengo sui pedali. Poi verifico i risultati e li comparo con uno strumento elettronico. Ovviamente l'idea potrebbe essere qualcosa tramite software che riceve dati e li elabora sulla base di quello che vuoi vedere: i watt (ovviamente), serve qualcosa che elabora due ingressi: massa e n°giri e poi aggiunge Pigreco, braccio, etc.

Questo sistema è utilizzato per testare le macchine idrauliche, con freni dinamometrici magnetici anche alberi di trasmissione di motori, quindi non vedo controndicazioni.
 

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dal punto di vista meccanico, devi far tornire il disco da 20kg molto sottile nella zona in cui va fatto il filetto, perché devi usare anche il controanello quindi non puoi stare oltre i 7-8mm come larghezza del filetto. A seconda del materiale con cui é fatto il disco da pesi, potrebbe diventare troppo fragile.
Inoltre, va tornito anche lungo la circonferenza e l'area: se non é pefettamente bilanciato ti darà violente vibrazioni


Diciamo che il prototipo parte da qualcosa che c'è già in commercio: un disco da sollevamento pesi (che ho già), con foro passante da 25 mm. Devo fare (e dimmi cosa ne pensi) due calotte in alluminio solidali con il disco (magari fissate con delle brugole al disco) fatte in modo da avere: da un lato la filettatura per il pignone e dall'altro la pista frenante con bordi rialzati per evitare che il freno esca dalla sede. Ovviamente un perno da pista con due cuscinetti reggispinta (ho visto quelli a rulli con angolo di 45°) e due dadi di registrazione. Cioè una ruota da pista che però ha da un lato (opposto al pignone) una sede per far scorrere le ganasce del freno. Il freno è una morsa con un braccio di misura definita (che mi serve per calibrare il momento torcente). Sono d'accordo con te che il problema è la rettifica del volano, se non è perfettamente bilanciato rischia di fare come le ruote delle auto senza l'equilibratura, tornire la ghisa non credo sia facile... però bisogna provare, il vantaggio è che il diametro del disco è 25-30 cm.
 

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sicuramente il sistema cosí fatto é molto piú semplice che tornire al centro il disco ed appilcarlo ad una flangia. Peró paghi lo scotto di non avere le due parti del mozzo perfettamente allineate, potresti avere usura precoce dei cuscinetti...
 

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sicuramente il sistema cosí fatto é molto piú semplice che tornire al centro il disco ed appilcarlo ad una flangia. Peró paghi lo scotto di non avere le due parti del mozzo perfettamente allineate, potresti avere usura precoce dei cuscinetti...

hai perfettamente ragione!!!! ma questa è solo una pre-beta version, nel senso che prima di andare avanti ho voluto provare il sistema e funziona... nonostante le pessime tolleranze. Diciamo che la sensazione è quella di una spin bike cinese :)))))))))) però non è questo il punto di arrivo, adesso smonto tutto e faccio tornire. Serve una pista laterale per le morse frenanti. in simmetria avremo, trazione da una parte e pista frenante dall'altra.
 

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aggiornamento:

powertable.jpghttp:
Aggiornamento (fase due) ipotesi di calcolo per vedere effettivamente quanti kg (libbre) bisogna caricare la ruota, siamo passati ad una soluzione di freno a nastro e non a ganasce con albero, praticamente quella della figura in alto con l'unica differenza che avremo 2 dinamometri anzichè 1, doppia lettura nel senso di rotazione. Questa tabella (http://www.bicibikers.com/component...=images/immagini/powertable.jpg&title=http://) mi dice già qualcosa, tipo di quanto dovrà essere frenata la ruota.
 

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Aggiornamento: fase 3

abbandonata l'idea del volano con peso per la ragione che mi era difficile montare un sistema per i tiranti con dinamometri, ho trovato un altra soluzione più semplice da fare:
rulli.jpg


come si vede dalla foto il sistema ha una cinghia e due dinamometri che alla rotazione del rullo segnalano il peso (ed il momento torcente) del rullo, impostata la velocità (attraverso una formula excel - molto semplice) si ottengono i giri del rullo ed avendo il diametro - lo sviluppo (ed i kg applicati) si può sapere il lavoro L e di conseguenza i Watt (unità di tempo). Il sistema funziona, risponde in maniera abbastanza precisa, il precarico dei dinamometri è si 2,7-3 kg, a quel carico segna sulla cinghia circa 4,5-4,7 kg quello lato trazione e 1 kg circa quello lato opposto in compressione. Il Delta è di circa 8 libbre. Il problema riscontrato è il surriscaldamento della cinghia, il rullo dopo 15-20 minuti è "rovente", esistono tuttavia dei materiali speciali di attrito che con meno "carico" danno la stessa frenatura e di conseguenza anche minore temperatura. Vedremo ora inizio a testare il sistema più o meno così.

la formula è impostata in Piedi e Libbre per comodità (ci sono tuttavie delle conversioni in kg in automatico)

la formula https://docs.google.com/spreadsheet/ccc?key=0Aqlz47p3xM8GdDBMTkg2MlliUFpzaGtMNXBXM0xXM2c
https://docs.google.com/spreadsheet/ccc?key=0Aqlz47p3xM8GdDBMTkg2MlliUFpzaGtMNXBXM0xXM2c
 
Ultima modifica:

Matteo

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Bello! Mi piace il fatto che la potenza (note le forze misurate dai dinamometri) si può calcolare in modo che non dipenda dal precarico della cinghia.

Per il problema del calore: c'è poco da fare, non è questione di materiali (al limite puoi trovare materiali più resistenti e meno usurabili), la potenza meccanica finisce praticamente (a meno della parte aerodinamica) in potenza termica, quindi in calore accumulato nel tempo.
 

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Bello! Mi piace il fatto che la potenza (note le forze misurate dai dinamometri) si può calcolare in modo che non dipenda dal precarico della cinghia.

Per il problema del calore: c'è poco da fare, non è questione di materiali (al limite puoi trovare materiali più resistenti e meno usurabili), la potenza meccanica finisce praticamente (a meno della parte aerodinamica) in potenza termica, quindi in calore accumulato nel tempo.

AGGIORNAMENTO: funziona, avendo dato molto "precarico" ho un basso numero di giri e scalda molto meno. Il test è pubblicato nel link qui sotto.

http://www.bicibikers.com/in-officina/consigli-di-meccanica/312-ruota-dinamometrica-evo.htmlhttp://www.bicibikers.com/in-officina/consigli-di-meccanica/312-ruota-dinamometrica-evo.html