Diseño, implementación y control de un banco de pruebas para el control de vibraciones de un colimador oscilante
En el marco del proyecto del Laboratorio Argentino de Haces de Neutrones (LAHN), se desarrolló un prototipo de colimador oscilante para el difractómetro multipropósito ANDES. Este colimador genera vibraciones debido a sus oscilaciones y a su masa considerable, lo cual podría afectar la electrónica d...
Guardado en:
| Autor principal: | |
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| Formato: | Tesis NonPeerReviewed |
| Lenguaje: | Español |
| Publicado: |
2023
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| Materias: | |
| Acceso en línea: | http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/1206/1/1Trapp.pdf |
| Aporte de: |
| Sumario: | En el marco del proyecto del Laboratorio Argentino de Haces de Neutrones (LAHN), se desarrolló un prototipo de colimador oscilante para el difractómetro multipropósito ANDES. Este colimador genera vibraciones debido a sus oscilaciones y a su masa considerable, lo cual podría afectar la electrónica de detección y al detector. Para abordar este problema, se implementó un actuador inercial en el prototipo, el cual busca compensar las fuerzas inerciales del colimador mediante la aceleración de su masa.
En este proyecto integrador se buscó diseñar, implementar y controlar un banco de pruebas para controlar las vibraciones del prototipo mencionado. Esto implicó verificar los componentes críticos del dispositivo, diseñar el banco de pruebas, realizar un modelado dinámico del conjunto, instrumentar físicamente el conjunto y programar el microcontrolador y la interfaz necesaria. Luego de solucionar tanto inconvenientes físicos como de programación se finalizó realizando mediciones sobre el conjunto.
Se realizaron cálculos analíticos para verificar los componentes críticos del prototipo, considerando un perfil de velocidades trapezoidal en el movimiento. Se utilizó un diseño 3D para medir las distancias y determinar las masas de los conjuntos, y se calcularon
los factores de seguridad siguiendo los catálogos de fabricantes. En relación al diseño del banco de pruebas, se consideró una frecuencia natural para la estructura soporte final del prototipo y se determinó la rigidez necesaria de la misma. Se buscó diseñar el banco con la misma rigidez y utilizando materiales similares, pero una revisión del mismo llevó a corregir su rigidez teórica.
En el análisis del conjunto del banco de pruebas con el prototipo colimador oscilante montado, se evalúo la reducción de vibraciones transmitidas al banco tanto sin el movimiento del actuador inercial como con el movimiento en contrafase del mismo. Se realizó un modelado del sistema con 3 grados de libertad y se calculó la respuesta dinámica del sistema.
Finalizando se obtuvieron mediante los ensayos experimentales algunos resultados congruentes con el modelo dinámico. Se destaca que se pudo verificar una disminución de las oscilaciones al compensar las fuerzas con la actuación del actuador inercial. |
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