Roldanas Flotantes.

En esta entrada voy a explicar el motivo por el que algunas marcas utilizan roldanas flotantes y el método de calculo que he usado para analizar a los próximos modelos: Balfa BB7, Corsair Marque y Maelstrom, PDC Solaris... En todos estos casos la Roldana Idler está anclada al basculante y por lo tanto hay que tener en cuenta la fuerza que actúa sobre el eje de la Roldana.

Como ya deberíais saber el programa Linkage calcula el porcentaje de Anti-squat utilizando la linea de la cadena y el eje del basculante. Ahora imaginaros que hacemos el proceso de cálculo al reves, decido el porcentaje de Anti-squat que quiero y averiguo cual es el angulo de la cadena que necesito.

Abro el fichero de la Brooklyn SR8 por ejemplo. Coloco un desarrollo de 38-26 y empiezo a jugar con el tamaño de la roldana hasta que consigo un 100% de Anti-squat. Para conseguirlo he tenido que usar una roldana con un diametro de 5mm...


Como ya os podréis imaginar es imposible fabricar una roldana de esas dimensiones. Si cogemos otros cuadros y realizamos el mismo cáculo veremos como el diametro "Ideal" varia un poco, pero casi siempre es un valor demasiado pequeño. Una roldana que resista bien la tensión y el desgaste necesita como mínimo un diametro de unos 50mm y las que utilizan un plato de 22 dientes tienen un diametro de unos 90mm.

En este tipo de cuadros el pivote se elige para que la suspension funcione bien, la roldana se usa para que la eficacia de pedaleo sea optima. El sistema mas sencillo es colocar la roldana concentrica con el eje pero como ya hemos visto la eficacia de pedaleo no es la ideal. Ante este problema existen tres alternativas. La primera es elevar aun mas el punto de giro para conseguir que la eficacia mejore. La segunda es reducir el tamaño de la roldana y la tercera es cambiar la posición de la roldana.

Si somos coherentes con la idea de que el pivote hay que colocarlo en el lugar ideal para que la absorción sea la ideal, no tiene sentido elevarlo aun mas para conseguir mejorar la eficacia de pedaleo. Como hemos visto al principio la arternativa de reducir el tamaño de la roldana tampoco es factible, por eso la opción mas lógica es la tercera: Cambiar la posición de la Roldana Idler.

Ventajas: Podemos utilizar el tamaño de roldana que queramos, con una roldana estandar hay que intentar que el tamaño sea el menor posible, pero si bajamos el eje de la roldana podemos utilizar una roldana normal y conseguir que la linea de la cadena pase justo por el centro del pivote principal. Tambien tenemos la posibilidad de mover la roldana hacia delante o hacia atras y de esa manera generar una pequeña fuerza que mejora el funcionamiento del sistema....

El metodo de calculo en estos modelos por lo tanto se realiza en dos pasos: primero hay que calcular la fuerza que actua en el eje de la roldana Idler a mano, conociendo esta fuerza se puede calcular la resultante en el eje trasero, compararla con la Driving Force y averiguar el porcentaje de Anti-squat equivalente. Luego calculamos el Anti-squat por el método habitual (Linkage) y sumamos los dos resultados.

El calculo de la fuerza en el eje de la roldana se puede hacer de dos maneras: Se puede calcular de manera exacta en todos los desarrollos, o se puede calcular en un piñon intermedio y usar siempre el mismo valor. En un cuadro de DH con un casette de carretera el valor de la fuerza varía muy poco asi que tampoco hace falta calcular los desarrollos uno por uno. En el caso de un modelo de XC-Enduro como el de las Corsair hay que calcular como mínimo la fuerza en cada plato porque puede haber mucha variación entre un desarrollo y otro...

En un cuadro de MTB la relacion entre la altura del CDG y la distancia entre ejes suele ser de 1:1, y por lo tanto la Driving Force es igual que la Squat Force. La Driving Force es bastante facil de calcular, es basicamente como calcular una palanca detras de otra. Radio Biela-Radio Plato para calcular la tension de la cadena y Radio Piñon-Radio Rueda para carcular la Driving Force.

Luego simplemente hay que ir haciendo los cálculos desarrollo a desarrollo y hacerse una pequeña tabla de Excell porque afortunadamente los cálculos se pueden aprovechar para calcular todos los modelos con roldanas flotantes y tambien para las URTs y Semi-URT...

El calculo de la Fuerza sobre el eje de la Roldana y la resultante en el eje trasero tambien es muy sencillo. La fuerza en el eje se puede averiguar graficamente y la resultante en el eje pues es la tipica reaccion en un apoyo: Sumatorio de fuerzas y sumatorio de momentos igual a cero...

Teniendo la tabla hecha, que es en lo que mas tiempo se pierde y calculando la fuerza en el eje de la roldana una sola vez, el cálculo se realiza bastante rápido, solo hay que hacer la típica tabla con los valores del Linkage y sumarle la reación provocada por la roldana.

Un saludo.

8 comentarios:

Anónimo dijo...

Hola buenas!
Yo hace tiempo que ando haciendo experimentos con el tema de la roldana (ya te he consultado algo al respecto alguna vez) y cuando colocas una roldana en un cuadro el linkage calcula un porcentaje de antisquat. ¿Ese porcentaje es erroneo?, ¿sólo se puede averiguar con el cálculo que explicas aquí?, ¿No podría sumar el valor que me da el linkage con la roldana al que da sin ella y conseguir lo mismo?, te lo pregunto por que los valores que calcula el linkage con la roldana son muy similares a los que obrienes con el cálculo correcto en los cuadros que has analizado ahora.

Gracias y un saludo!

Antonio. dijo...

Si la roldana está anclada al cuadro, o si es concentrica al pivote principal el valor que te da el linkage es correcto.

Si la roldana es flotante hay que hacer el calculo en dos pasos como he explicado en esta entrada.

El primer paso es calcularlo como siempre con el linkage. El segundo es calcular la tension de la cadena, la fuerza en el eje, el momento resultante y ver a que porcentaje de anti-squat corresponde.

En serio, es mucho mas facil de lo que parece.

Un saludo.

Anónimo dijo...

Vale, ahora lo entiendo, por eso el linkage considera la roldana como un guiacadenas simple, por que va solidaria el cuadro.
Seguramente para tí que estás en el tema y con el nivel de formación que debes tener el cálculo de la roldana flotante no es nada del otro mundo, pero para mí que todo mi conocimiento es "empírico" y tampoco tengo un nivel de formación muy alto a veces se me hace complicado. De todas maneras lo estoy practicando a ver si lo saco.

Igualmente, adaptar una roldana flotante en según que cuadros y con pocos medios es casi inviable, así que me centraré en las roldanas fijas.

El tema es que voy detrás de una Supreme DH 2009 o una Devinci wilson 2008 y he visto en el linkage que tienen el pivote bastante alto y van un poco excedidas de efectividad. Como yo hago un uso un poco partucular de la bici (tengo bici de DH pero también la utilizo para hacer rutas de unos 40 km) tengo que montar desarrollos que me permitan hacer un poco de todo. Estas 2 bicis con plato de 34 y cassette 11-34 están entre 160 y 195 de antisquat, lo cuan no sólo es malo para pedalear si no que incluso puede hacer que la suspensión sea poco activa bajando. Mi idea es diseñar un anclaje para poner una roldana en el eje del basculante. Lo he estado probando en el linkage y podría conseguir un A1 del 98% en la Wilson y un 87% en la supreme (con el 34/34 de desarrollo) y en los desarrollos para bajar (34/11 por ejemplo) con la roldana la efectividad bajaría muchísimo, y el quickback también baja bastante.

Si consigo un anclaje ligero y fiable podría ser un buen invento.

Gracias por tu ayuda y un saludo!

Antonio. dijo...

El metodo de calculo a mi me ha costado un huevo y parte del otro!!! sobre todo porque esto no estaba publicado por ningun lado. Lo bueno es que una vez que me puse saque el metodo para las roldanas y tambien para las traseras unificadas y semi-unificadas. Asi que ha merecido la pena el esfurzo, son 6 o 7 modelos que nadie sabía muy bien como iban y ahora ya la cosa está mucho mas clara.

Para el calculo de la roldana flotante lo unico que hace falta es un programa de CAD y saber un poco de fisica. No es muy complicado, pero la verdad es que tampoco lo puede hacer todo el mundo.

La aplicación que tu le quieres dar a este tema tiene mucha logica, con una Idler puedes meter los platos que quieras y el sistema va a ir siempre igual. La solucion mas facil y mas resistente creo que es hacerse un nuevo eje para el pivote principal que sobresalga por el lado de los platos y enganchar ahí la roldana. Enganchar la roldana al tubo de sillin lo veo muy dificil porque la roldana tiene que soportar un montón de tensión y como no la ancles bien se puede mover.

Un saludo.

Anónimo dijo...

Ya tio, si hace un tiempo estube buscando información sobre la maeltrom y sobre el antisquat real no encontraba nada, ni siquiera en información publicada por el diseñador. Es una bici que me gustaba bastant, pero ahora que la has podido analizar bien resulta que va pasada de efectividad...

En cuanto a lo que comentas de prolongar el eje para anclar la roldana, es la mejor solución. Lo de anclarla al tubo del sillín es imposible, me parece que se arrancaría. La otra posibilidad sería hacer un guiacadenas un poco más robusto y anclarla ahí, pero seguramente se dispararía el peso. Si la pusiese un poco más desplazada hacia abajo podría conseguir más efectividad (sobre todo en la supreme que se quedaría en el 100%) pero ya sería demasiado complicado. Si la coloco concéntrica al eje es mucho más viable y sólo pierdo un 10/15% de A1 que no es nada del otro mundo. Si al final me quedo uno de estos 2 cuadros y hago lo de la roldana ya crearé un post en el foro mtb así la ves.

Gracias otra vez y un saludo!

FSiano dijo...
Este comentario ha sido eliminado por el autor.
FSiano dijo...

Hola. Una duda en esta antigua entrada del blog, ya que estoy buceando en las profundidades de los principios básicos de la suspensión.

¿Con la versión actual de Linkage (X3)sigue siendo necesario el post cálculo que se comenta en esta entrada cuando tenemos roldana idler en el básculante? Seguramente conozcas el libro de Tony Foale sobre dinámica de motocicletas. Allí creo que comenta que en este caso basta con considerar la línea de cadena del tramo idler-plato para obtener gráficamente el % de AS. A ver si puedes ver esta imagen:

http://oi66.tinypic.com/fpavlu.jpg

(He editado mi comentario anterior porque creo que había un error)

Gracias

FSiano dijo...

Ok. He encontrado una entrada más reciente en la que Antonio hablaba de la incorporación en el programa del cálculo según el criterio de I-Track. Qué pena que el método sea secreto, aunque los resultados se parezcan a los que se obtenían con el método de Antonio. Aún así, el criterio parece no coincidir con lo dicho en el libro de Tony Foale (la imagen que puse en mi comentario anterior), autor al que por cierto citan en la propia web de I-Track para hablar del método de cálculo del %AS en el caso "normal" sin roldana.

 

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