Projeto de Maquinas.pdf

7/29/2019 Projeto de Maquinas.pdf

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CP. AUT. PROJ.

PROJETOS INDUSTRIAISTREINAMENTO E CONSULTORIA TCNICA

Rua Artur Moreira, 197 Jd. Marek - Santo Andr SP - CEP: 09111-380

Fone: (0xx11)4458-5426 - Cel: (0xx11)9135-2562 - E-mail: [email protected]

Elabora o: Pro . Carlos PaladiniVolume 1


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ndice Vol. 1:

DEDICATRIA E AGRADACIMENTOS....................pg. 1

INTRODUO......................................................pg. 2Critrio da Resistncia, Critrio da deformao, Critrio da corroso,Critrio de choques, Critrio do processo, Critrio baseado emconsideraes econmicas, Relao de transmisso.

DEDUO DE FRMULAS.....................................pg. 5 MOMENTO TOROR OU TORQUE.........................pg. 6

Deduo da frmula, potncia

RENDIMENTO......................................................pg. 9

VALORES APROXIMADOS DOS RENDIMENTOS DOS ELEMENTOSDE MQUINAS..................................pg. 10Exemplos e respostas


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V1 - 1

PROJETO DE MQUINAS

A idia que gerou a formulao desta apostila foi a de diminuir o tempo perdidocom as anotaes dos alunos durante o curso. Tempo este que, com certeza,ser melhor aproveitado na execuo dos trabalhos propostos e debates emsala de aula.

Procuramos selecionar os pontos mais importantes da disciplina neste trabalho.No entanto, devido grande variedade de projetos desenvolvidos, sempre algonovo ser acrescido.

Trabalhando dessa forma, conseguimos estruturar um curso de PROJETO DEMQUINAS de alto nvel.

Dedicamos este trabalho ao DEUS Eterno que possui todo o conhecimento epermite que possamos desfrutar as Suas maravilhas.

Que esta apostila venha a ser uma companheira de todos os alunos, queenfrentam todos os tipos de desafios em busca de conhecimento e melhorescondies de trabalho, que ela tambm estimule a busca da mximalucratividade e qualidade dos servios, resultando em plena satisfao de todos

os profissionais envolvidos.

Agradecimentos:

Magda Blandino PaladiniThiago Roberto PaladiniPenlope Blandino de Picoli

Elaborao: Proj. Carlos Paladini


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V1 - 2

PARTE I

INTRODUOMquina um conjunto de mecanismos, e os mecanismos so constitudos de peasentendidas como elementos fisicamente separveis do conjunto. Em ltima anlise,

projetar uma mquina projetar suas peas.O projeto leva ao desenho de detalhes. Estes contm:1) Forma da pea;2) Dimenses (cota) tamanho;3) Tolerncia, (dimensionais, formais);4) Acabamentos superficiais;5) Materiais e seus tratamentos;6) Informaes complementares.

A forma da pea definida pela sua funo e determinada por:A) Mtodo emprico - A roda em forma de crculoB) Mtodo analtico - O dente da engrenagem em forma de envolvente do crculo.

De qualquer forma, o projetista, para desenhar a sua pea a partir do conhecimento desua funo, deve se valer de:a) sua experincia anterior ( do indivduo );b) dados da firma memrias de clculos, desenhos, etc.;c) catlogos, manuais;d) literatura livros revistas tcnicas;e) informaes de usurios;f) concorrentes e similares.O tamanho das peas (cotas) so definidos pelos chamados critrios dedimensionamento.

1 CRITRIO DA RESISTNCIA o critrio pelo qual as dimenses da pea so determinadas, de modo que a mesmano apresente ruptura. Analogamente, pode-se determinar as dimenses da pea demodo a:- no apresentar escoamento.- no apresentar ruptura por fadiga.

Critrio da resistncia: Ruptura simples, Escoamento, Ruptura por fadiga.

2 - CRITRIO DA DEFORMAO OU CRITRIO DA RIGIDEZ E/ OUFLEXIBILIDADE

Alm da resistncia, a maioria das peas de mquinas precisam apresentarcaractersticas de deformabilidade. Em alguns casos limitando a um valor mximoadmissvel ( ex.: rigidez torcional de eixos de transmisso) e em outros casos pelainposio da deformao ( ex.: molas helicoidais).Exemplo:


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V1 - 3

Feito por chapas(poucas unidades)

Feito por forjamento(maior quantidade)

= Deformao devido aplicao de carga P

3 CRITRIO DA CORROSO E / OU DESGASTECertas peas so passveis de ao corrosivas ( meio agressivo quimicamente,temperaturas elevadas) e precisam ser dimensionadas com certa margem desegurana, prevendo sobre material ( material alm do mnimo calculado). Exemplos:tampas, molas, parafusos.Outras peas esto sujeitas a atrito e consequentemente desgaste. (Exemplo:engrenagens, mancais, lonas de freio) . Devem ser dimensionadas prevendoconsumo de material pelo desgaste.

4 - CRITRIO DE CHOQUES E/ OU VIBRAESTantos os choques mecnicos como as vibraes podem ocasionar a runa de umapea; no primeiro caso, principalmente em peas com material pouco ductil (ferrofundido) e no segundo, quando prpria de vibrao da pea coincidir com a fonteexcitadora. Nestes casos, a dimenso da pea poder ser determinada por mtodosanalticos ou experimentais.

5 CRITRIO DO PROCESSO DE FABRICAOO processo est intimamente ligado com a escala de produo como nos mostra oexemplo:


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V1 - 4

6 CRITRIO BASEADO EM CONSIDERAES ECONMICASPor esse critrio as dimenses so definidas fora do campo de viso estritamentetcnico. Devem levar em conta:A Padronizao;B - Diminuio de nmero de peas;C - Diminuio no custo de manuteno;D Custo de produo.

7 CONSIDERAES GERAISMediante o avano tecnolgico e atualizaes de clculos, baseados em produtos delinha tais como: Rolamentos, Correias, Acoplamentos, etc., e a grande variedade deprodutos disponveis no mercado, o roteiro de clculo ser baseado no critrio adotadopelo prprio fabricante para a obteno precisa dos resultados.

RELAO DE TRANSMISSO (i)Define-se relao de transmisso como sendo a proporo de rotao entre os eixosgirantes distintos.

Podemos expressar relao de transmisso com a letra i ou RT.A relao de transmisso pode multiplicar ou reduzir uma rotao.Para determinar uma reduo ou multiplicao deve-se distinguir a rotao motora e arotao, movida.Multiplicar: partindo da rotao motora, esta ser aumentada.Exemplo: Uma bicicleta onde o ciclista o motor e o objetivo obter mais rotaonas rodas com menos rotao nos pedais.Onde i < 1, a roda motora sempre maior que a roda movida.

Reduzir:Os motores so tabelados com certas rotaes, porm, a entrada de uma mquina

poder ter qualquer rotao. Se esta for menor que a do motor, devemos fazer umacionamento para reduzi-la.Onde i > 1, a roda motora sempre menor que a roda movida.

A velocidade tangencial ou perifrica a mesma na motora e na movida:

Vt1 = Vt2


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V1 - 5

Roda Motora: gera o movimento.Roda Movida: acionada para ter movimento.

DEDUO DE FRMULAS

(V = Velocidade; S = Espao; T = Tempo)

Em uma circunferncia o espao percorrido :

A rotao n o espao percorrido por minuto (rpm):

Ento a frmula ficar:V = . D .n (m/min) (Dimetro da roda m)

Se: V1 = . D1 .n1 e V2 = . D2 .n2 (V1 = Motora; V2 = Movida)Como foi visto anteriormente, V1 = V2

Logo, . D1 . n1 = . D2 . n2

Racionalizando:

Ento a relao de transmisso i pode ser expressa como:

Observao:Para clculos com engrenagens, a relao de transmisso dever obedecer certasregras que adotamos no momento i < 5.

Onde:

n1 = Rotao Motora;n2 = Rotao Movida;D1 =Roda Motora;D2 = Roda Movida; = 3,141592654.

Para calcular uma relaode transmisso num par de engrenagem. partindoda relao total, obedecemos a seguinte frmula:

Sendo:

i = Relao de um par de engrenagem;q = Quantidade de pares de engrenagem;it = Relao de transmisso total.

T

SV =

s = . D

T

Sn =

1

2

2

12211 D

D

nn

n.Dn.D ==

)i(iFinal

Inicialou....i.i.ii

Motora

Movida

Z

Z

rpmMovida

rpmMotora

Z

Z

D

D

n

n

totalt321t

1

2

1

2

1

2

2

1

==

=====i

qtii =

Ex.: Para saber o N. de pares deengrenagem em um redutor, no caso para

uma relao 1:35, primeiro colocamos osvalor mximo adotado para cada par = 5Teremos: it = 35 it = i1 . i2 . i3 . i4 . i5 .i

Teremos: 35 = 5 . i2 535

= 7 ultrapassa

o valor mx i < 5 35 = 5 . 5.i3 i3 =

2535

i3 = 1,4 < 5 esta dentro do admissvel.

Concluso: usaremos 3 pares.De posse dos dados anteriores sabemosque 3 pares so suficientes p/ equalizaras relaes de transmisso por par

usamos a equao recomendada:3q

t 35parporiiparpor ==i

i por par = 3,27

Onde: = rpmD = dimetroZ = n de dentes

1 par2 par 3 par


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V1 - 6

MOMENTO TOROR (MT) OU TORQUEA medida da eficincia de uma fora, no que refere a tendncia de fazer um corpogirar em relao a um ponto fixo, chamamos momento da fora em relao a esseponto.

DEDUO DA FRMULA

Onde:N = Potncia (CV)F = Fora (kgf)V = Velocidade (m/seg)MT = Momento Toror (kgf. cm) ( kgf . m)R = Raio (m, cm)D = Dimetro) (m, cm)n = Rotao (rpm)

Substituindo na frmula de potncias:

Alterando a constante 716,19, obtm-se outras unidades:

716,19 = Kgf m71619 = Kgf cm716190 = Kgf mm

Para melhor entender o momento toror, observe as figuras:

Onde:MT = F.BB = Comprimento do brao

Onde:MT = F.RR = Raio do disco

Nos casos acima, a unidade de MT varia conforme a unidade de B e R

60n.D.

V;DMT.2

FouR

MTF;

75V.F

N

====

)(n

N.19,716

75

n.0,10472.75

60D

n).D.(.MT).(2

N75

V.

mkgfMTMT

N

FN

==

==


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V1 - 7

POTNCIA (N)Para explicar potncia necessrio recordar o que segue abaixo:

Trabalho: o produto da intensidade da componente fora na direo do deslocamento, pelocomprimento do deslocamento.

T = F. S (kgfm)Potncia: o trabalho realizado na unidade de tempo:

Como:

Onde:N = Potncia (kgfm/seg)

F = Fora (kgf)V = Velocidade (m/seg)

A introduo do cavalo vapor (CV) deu-se em 1789 por James Watt. Ele projetou umamquina que aproveitava a energia potencial do vapor dgua para mover uma roda, afim de produzir trabalho.Para transformar sua descoberta em uma equao, ele comparou com algo quesimbolizava em sua poca a fora; ento ele pegou um cavalo bastante forte queconforme figura abaixo, era capaz de elevar uma carga de 75 kgf a um metro de alturaem cada segundo.

Se:

Onde:N = Potncia (CV)F = Fora (kgf)V = Velocidade (m/seg)ns = Rotao sncronanas = Rotao assncronaNP = Nmero de polosHz = Frequncia no Brasil60Hz, no Japo 50Hz

TABELA DE CONVERSO

seg)/(kgfmV.FNento, ==t

SV

tS.F

NtT

N ==

(cv)75

V.FNento,

seg

m.kgf75CV1 ==

POTNCIA MULTIPLICAR POR PARA OBTERCV 0.736 KWHP 0.746 KWHP 1.014 CVCV 0.9863 HPKW 1.34 HPKW 1.36 CV

/smVel.V

kgfForaF

HP.POTNP)(H76

V.FN

==

==

N = F . V (W)1000

V.FN = ( KW )

N = Potncia (W)Fora NewtonV = Velocidade m /s = Rendimento

Newto9,8kgfI

/smVelo.VNewtonForaF'

HPPOTN(HP)745

V.F'N

===

==

N = Potncia cvF= Fora NewtonV = Velocidade m /sI kgf = 9,8 Newton

735V'.F

N =

Fora = 75 kgfDistncia = 1m

Tempo =1SegTrabalho=75kgmPotncia = 1 CV

(KW)1000.

F.VN

=

NP

Hzns

.120= nas 0,95 . ns

75 kgf


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V1 - 8

H outras formas de expressar a frmula de potncia:Potncia de Levantamento: a potncia para levantar um objeto em determinado tempo.

Onde:

N = Potncia (CV)F = Fora (kgf)D = Dimetro da roda (m)n = Rotao (rpm)

ou

Onde:

Q = Fora (Ton)V = Velocidade (m/ min) = Rendimento do sistema at o motor

Frmulas vlidas p/ eltrica;Para potncia quando se tem tenso e corrente:

)kw(1000

Corrente.Tenso=N Tenso = Volts Corrente = Ampres

)CV(736

Corrente.Tenso=N

Potncia de Translao:

considerada como necessria para vencer o momento retilneo da roda, que composto com o trilho e o atrito do mancal da roda com o eixo.

(cv)

.60.75

n.D..FN

=

(cv)

.75.60

1000.V.Q

=N

102V.F

=N(KW)

Onde:

N = Potncia (KW)

F = Fora (Kgf)

V = Velocidade (m/s)

Obs.: 1 Kgf = 9,8Newton

1000

V`.F

=NOnde:

N = Potncia (KW)

F` = Fora (Newton)

V = Velocidade (m/s)

(KW)

( )

( )

( )

Trans.Rendimento

m/sV

Newton2

dL..

D

2g.m.FResistenteForaF

kwPotnciaP

kw1000.

VF.P

cv

75.60.

Pesos.V.WTN

==

=

+

+==

=

=

=

cf

F = Fora Resistente a Translao Newtonm = Peso a ser transportado kgfg = 9,81 Acelerao da gravidade m/sD = Roda mm

d = do eixo da Roda mmf = Brao de alavanca de resistncia aoRolamento mm (ver pg. V3-9)

c = Coeficiente de atrito lateral Flange roda.L = coeficiente de atrito para mancais. (V3-9)


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V1 - 9

( ) ( )

( )

seg.oAceleraTempotaRpmn

kwPotnciaP

kwta.91200n.totalJ

Pcv270000.t

n.J.4N

22

==

=

==

Onde:

V = Velocidade de Translao (m/min)WT = a fora necessria no eixo da roda por tonelada de peso; esta encontradaatravs do dimetro da roda e tipo do mancal.

= Rend. Transm. = Rend. Redutor. Rend. Roda. Rend. Rol.

Potncia de Giro:

o clculo da potncia necessria para movimentar um corpo partindo do repouso atuma rotao n.

Onde:

t = Tempo para acelerar (seg)n = Rotao (rpm)J = Inrcia (kgm)

RENDIMENTO

Um Equipamento nunca chega a 100% de efetividade. H perdas no caminho darotao que so causadas por diversas formas. As mais comuns so:- Calor- Atrito- etc...A simbologia de Rendimento

O rendimento no tem unidade, um nmero puro. Porm, pode ser expresso emporcentagem. Exemplo:

Temos uma perda de potncia de 17% devido, principalmente, ao atrito dasengrenagens e dos rolamentos.Para calcular o rendimento de um sistema, basta multiplicar todos os rendimentos doselementos que giram.t = 1. 2. 3.....

A seguir, alguns valores de rendimentos tabelados, obtidos atravs da prtica.

1ouUtil


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V1 - 10

VALORES APROXIMADOS DOS RENDIMENTOS DOS ELEMENTOS DEMQUINAS

ELEMENTOS DE MQUINAS

Mancais de escorregamento 0,95 a 0,98Mancais de roletes 0,98Mancais de rolamentos 0,99Engrenagens cilndricas fundidas 0,93Engrenagens cilndricas frezadas 0,96Engrenagens cilndricas cnicas fundidas 0,92Engrenagens cilndricas cnicas frezadas 0,95

Correias planas 0,96 a 0,97Correias em V 0,97 a 0,98Correntes silenciosas 0,97 a 0,99Correntes Renold 0,95 a 0,97Cabos 0,94 a 0,96Rosca sem fim ( ao - bronze) com 1 entrada 0,50 a 0,60Rosca sem fim ( ao - bronze ) com 2 entradas 0,70 a 0,80Rosca sem fim ( ao - bronze ) com 3 entradas 0,80 a 0,85Parafuso de movimento com 1 entrada 0,25 a 0,30Parafuso de movimento com 2 entradas 0,40 a 0,60Talhas com 2 roldanas 0,94

Talhas com 3 roldanas 0,92Talhas com 4 roldanas 0,91Talhas com 5 roldanas 0,89Talhas com 6 roldanas 0,87Talhas com 7 roldanas 0,86Talhas com 8 roldanas 0,83Talhas com 9 roldanas 0,82Talhas com 10 roldanas 0,80Acoplamento 0,92 a 0,98

RENDIMENTOS PARA ELEMENTOS DE TRANSMISSO

Cabos: Por volta completa do cabo no tambor (mancais com bucha e de rolamento) 0,91 a 0,95Correias em V: Por volta completa da correia na polia (com tenso normal da correia) 0,88 a 0,93Correias de material sinttico: Por volta completa ( rolos com rolamentos tenso normal) 0,81 a 0,95Correias de borracha: Por volta completa ( rolos com rolamentos tenso normal) 0.81 a 0,85Correntes: Por volta completa (engrenagem com rolamentos) conforme comprimento 0,94 a 0,96Redutores: Lubrificados a leo (engrenagens helicoidais), 3 estgios, conformequalidade das engrenagens

0,94 a 0,97

Redutores: Engrenagens cnicas ou rosca sem-fim Consultarfabricante


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V1 - 11

EXEMPLOS PRTICOS PARA CLCULOS DE ACIONAMENTOS

1.

No sistema acima determine:

1) - O momento toror da carga n. 2 kgf. cm2) - Calcular o momento toror da carga n. 1 kgf. cm3) - O momento toror da resultante kgf. cm

4) - A potncia para acionar o peso no tambor em CV5) - O rendimento global6) A potncia do motor em CV com 15% a mais de segurana7) A potncia em HP no motor com 15% a mais de segurana8) Qual a rpm do tambor?9) Qual a it?

RESPOSTAS:

1) 7T = 7000 kgf Distncia do brao (raio do tambor) = 150 mm = 15 cm

MT = F.r MT =7000.15 MT = 105000 kgf .cm

2) 3T = 3000kgfr = 150 mm = 15 cmMT = F.r MT = 3000.15 MT = 45000 kgf. cm

3) MT resultante: os pesos por estarem com giros opostos tentam se equilibrar, masum mais pesado que o outro

MT resultante: Mt2 Mt1 105000 45000 = 60000 kgf. cm

4) Potncia:

O MT da carga n. 2 = 105000 kgf. cm

MT da carga n. 1 = 45000 kgf. cm

MT resultante = 60000 kgf. cm

==

==

=

=

=

71620

6,4.60000

71620n.MT

N

0,3.3,1460.0,1

n60

n.0,3.0,1

60n.D.

V

metroementra

71620

n.MtN

n = 6,4 rpm

N = 5,4 CV POTNCIA PARA ACIONAR O PESO SEM PERDAS.


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V1 - 12

5) Rendimento global:

g = 1. 2. 3.n...g = 0,94. 0,82. 0,94. 0,972 g = 0,68

6) Potncia em CV com 15% a mais (de segurana)

Obs: para que o motor trabalhe com folga sem aquecer, recomendvel acrescentarde 15% a 20% a mais na potncia final do motor.

O RENDIMENTO GLOBAL = 0,681

=

=

0,68

5,4Nn

PERDASDOCONSIDERANNORMALPOTNCIANn

Nn = 7,94 CV


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CP. AUT. PROJ.






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ndice Vol. 2:

Exerccios.............................................................pg. 1

EXEMPLOS DE CLCULOS.....................................pg. 3Potncia, Rendimento Global

CARRO TRANSPORTADOR DE BOBINAS.................pg. 7

CENTRO DE GRAVIDADE DAS MASSAS...................pg. 8

CLCULO DE MOMENTO DE FRENAGEM E POTENCIA DEMOTOR................................................................pg.10

PROJETO 2..........................................................pg. 12


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V2 - 1

COM 15%:N DO MOTOR = 7,94. 1,15 N DO MOTOR = 9,131 CV

7) 9,5 cv . 0,9836 =8)

9)

2.

No sistema acima determine:

a) Calcular MT da carga n. 2b) Calcular a potncia CV para levantar a carga 2c) Calcular o rendimento global para o conjunto lado 2d) Calcular a potncia de regime ou entrada do conjunto 2e) Calcular MT na carga n.1f) Calcular a potncia para acionar o conjunto 1g) Calcular o rendimento global do conjunto 1h) Calcular a potncia de regime do conjunto 1i) Calcular a potncia necessria para acionar os conjuntos com 15% de reservaj) Calcular o rendimento global (g )

9,3442 HP

=

=

=

n0,3.143,60.1,0

60

n.0,3.14,31,0

60

n.d.V

n = 6,36 rpm

iT = 179, 24=

=

6,36

1140i

n2

n1

i

T

T

NDO MOTOR COM 15% CV9,5

LADO 1 LADO 2

Carga 1Carga 2


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V2 - 2

RESPOSTAS:

a) MT DA CARGA N. 2MT = F.r MT = 2000.12,5

b) POTNCIA CV PARA ELEVAR CARGA N. 2

c) RENDIMENTO GLOBAL P/ LADO 2

g = 1. 2. 3. ... g = 0,95. 0,85. 0,8

d ) POTNCIA DE REGIME P/ LADO N. 2

NR = 17,95 potncia normal

0,646 rendimento

e) MOMENTO TOROR DA CARGA 1

MT = F.r MT = 1000.15

f) POTNCIA PARA ACIONAR O CONJUNTO 1

g) RENDIMENTO GLOBAL DO CONJUNTO 1

g = g1. g2. g ...

g = 0,95. 0,9. 0,85

h) POTNCIA DE REGIME DO CONJUNTO 1

MT = 25000 kgf. cm

cv17,95N71620

51,43.25000N

n2

180035

n2

n1it

71620

n2.MTN

==

==

=

n2 = 51,43 rpm

g = 0,646

NR = 28 cv

MT = 15000 kgf. cm

71620

26,6.15000N

n2

180067,5

n2

n1i

567,it15.4,5itit2.it1it

71620

n2.MTN

=

==

===

=

n2 = 26,6 rpm

N = 5,57 cv

g = 0,72

NR = 7,73 cv= 72,057,5

NR


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V2 - 3

i) POTNCIA NECESSRIA PARA ACIONAR OS CONJUNTOS COM 25% DERESERVA

28 CV + 7,73 CV = 35,73 CV N total = 35,73. 1,25

j) RENDIMENTO GLOBAL

ou g GLOBAL 1 + g GLOBAL 2 2

0,72 + 0,646 =2

Obs.: O resultado sofreu uma pequena variao devido aproximao de casas.

POTNCIA DISSIPADA EM ATRITO PARA GIRAR CONFORME FIG. ABAIXO,SOBRE ROLAMENTOS DETERMINADO EQUIPAMENTO.

(Potncia de atrito N)Quando se quer uma estimativa rpida e aproximada, sem levar em conta o tempo deacelerao, aproximadamente (5s). (Clculo que leva em conta J E ta, ver folha V2-5.

NO CASO PRESENTE PERGUNTA-SE: QUAL A POTNCIA EM CV PARA GIRARO EQUIPAMENTO ABAIXO:

Observando o equipamento notamos que o atrito que ele sofre o de rolamento,

retentores, etc...Adotaremos coeficiente de aproximao . Clculo: .

(Obs.: verificar tabela coef. Atrito para cada caso).

N total = 44,66 CV

N para acionar conjunto 1

g GLOBAL = 5,57 + 17,95 N para acionar conjunto 2 7,73 + 28

N regime N regime 2

g GLOBAL = 0,658

g GLOBAL = 0,686

.F.75

V.Fn05,0F ==


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V2 - 4

Neste caso a fora ser seu prprio peso, observando a disposio da fora ou pesonotamos que:

Natr = 0,0014 . 0,05 . 12000 . 1,5 . 1 Natr = 1,26 cv

N = PotnciaF = Fora kgV = Velocidade M / S

f = Coef. de aprox. 0,05 (atrito)V = . . n V = 3,14 . 3 . 1

60 60

segurana)defator(25%CV1,54N0,81

1,25N

0,81g0,960,90.0,96..0,98g

...g3g2.g1.g0.g

globalrendimentogCV1,25N

0,05.75

0,157.12000N

f.75

V.FN

+==

===

==

=

=

N = 1 54. 1 25 N = 1,92 cv

Exemplo 2 ( potncia em cv dissipada em atrito)

Cv

f = coeficiente de atritoQ = peso (carga) kgr = raio mn = nmero de rotaes em rpm

0,0014 = constanteF = Q . f Exemplo:Ttulo o mesmo: Natr = 0,0014 . f . Q . r . n

V = 0,157 M /S

Natr = 0,0014 . f . Q . r . n

Material do pino LUBRF ALTER LUBRF contnuaAo sobre rolamento / Bronze 0,06 0,03Ao Ferro fundido 0,06 0,01Ao Madeira dura 0,065 0,05Ferro Fundido / Bronze 0,075 0,05Ferro Fundido / Ferro Fundido 0,1 0,09Ferro Fundido / Madeira dura 0,125 0,1

A frmula ao lado se baseia

em ta @ 5s

Rolamentos esfera, ao 0,005 0,003


21/172

V2 - 5

Obs.: Em virtude do equipamento trabalhar em baixa rotao, deveremos procedercomo segue: de 0 75% da rpm, mxima necessrio colocar ventilao forada paraevitar super aquecimento, ou outra forma de alvio para o motor trabalhar folgado.

POTNCIA PARA GIRAR.Determinado equipamento considerando: momento de Inrcia de massa, ta = tempode acelerao.

POTNCIA PARA GIRAR EQUIPAMENTO: (movimento de Rotao)

Pede-se: Qual a potncia do motor para girar o equipamento abaixo: comocomparao de clculo vide tambm folhas 3 e 4 ( potncia estimada) o modelo omesmo para facilitar comparao:

As frmulas foram retiradas do SI e Georg:Para potncia temos:

[ kgm2 ]

P = Potncia (kw)

[ Seg] - para o equip. atingir velocidadede regime

( )kwta.91200

n.totalJP

2

=4

GDJ

2

=

n = rpm motor 1 /min.

J = cilindro macio:J = 1 . 1000 . . e . L . da4

32

ta = tempo de acelerao

L = comprimento em M

e = densidade em kg /dcm3 J = cilindro ocoJ = 1 . 1000 . p . e . L (da4 - di4 )

32

i = relao de transmisso total

da = dimetro ext. em M J = momento de inrcia de massa kgm

2

J para seco qualquer : J = Ip . e . L . 1000Ip = momento de inrcia polar (compndio resmat)di = dimetro int. em M

= 3,14159.e

i1

cil.JreduoJ2

=

Equip.


22/172

V2 - 6

No nosso caso o cilindro oco

Exemplo do clculo:

J cilindro = 1 . 1000 . . e . L . ( da4 - di4 )32

J cilindro = 1 . 1000 . 3,14. 7,85 . 6 ( 34

- 2,944

)32

J redutor = dado pelo fabricante / ou calcular J das engrenagens

J motor = dado pelo fabricante / ou estimar

J redutor dado = 0,45J motor dado = 0,005

TEMOS NO MOTOR 1750 RPM E NO CILINDRO 1 RPM

J reduo = 29061 . equip.

J total = J reduo equip. + J motor + J redutor

J total = 0,009 + 0,005 + 0,45

P = J total . n2 P = 0,464 . 17502

91200 . ta 91200 . 10 Seg.

P = 1,55 KW para CV = 1,55 . 1,36

FRMULA POTNCIA DE ROTAO - DEFINIO

Temos pelo SI

P = M . n [ KW ] M = momento toro Nm9550 n = rotao em 1 / min

29061 kgm

2

2

i1

cil.JoequipamentreduoJ

=n2

n1i =

11750

1

0,009 kgm2

J total = 0,464 kgm2

P = 2,11 CV

Motora

Movida

2

2

i1

cil.JoequipamentreduoJ

=

motora

movida

= J reduo equipamento.


23/172

V2 - 7

Pelo SI temos tambm:

Portanto:

CARRO TRANSPORTADOR DE BOBINAS

J = Momento de inrcia de massa kgm2

n = Rotao em 1 / minT = Tempo em Seg.

[Nm]T.9,55

J.nM =

J = P / cilindro oco :

Kgm2 Kgm

J = P / cilindro macio :

KgmP = peso especfico m3

E = largura ou esp.D = dimetro ext.d = dimetro int.

t.91202

.JP

2=

:ento9550

n.

T.9,55

J.nP:ento

T.9,55

J.n

n

9550.P

:entoMn

9550.P

9550

n.

==

==M

P

( )D.E.P.32

44

dJ =

( )4D.E.P.32=J

F = FORA DEVIDA ACELERAOfora

F = M . a

massa acelerao

a padro = V = 0,1m / s = 0,05 m / s

t 2s

T = TEMPO DE ACELERAO = 2 0 = 2F = M

m


24/172

V2 - 8

Exemplo:Em um carro transportador de bobinas deseja-se saber qual o dimetro das colunasde deslizamento: sabe-se que a soma dos pesos de 33296kg e tambm deseja-sesaber qual a largura mnima para que a bobina no tombe, sabe-se que o tempo deacelerao ideal de 2s e que a velocidade do carro = 0,1m/s e que o mximo dabobina de 2000mm.

1 DEVE-SE DETERMINAR O CENTRO DE GRAVIDADE DAS MASSAS:

distncia y massa 2

GX = Y1 . M1 + Y2 . M2

+ Y3 . M3

+ Yn

. Mn

MASSAS

distncia XGY= X1 . M1 + X2 . M2 + X3 . M3 + Xn . Mn

MASSASMASSA 1

No exemplo temos:

EX: L = 1000 a U 0,66 m /s2

D = 1500V = T . a = 2. 0,66 = 1,32 m /s1,32 m / s = velocidade max . para ta = 2s

massa total (peso) delta velocidade Sabemos que F = M . a a = V

fora acelerao tdelta tempo

a = 0, 1 m/s a = 0,05m/s M = 33296 ( unidade tcnica de medida)2S 9,81acelerao da gravidade

F = 3394 . 0,05 NO EXEMPLO TEMOS:

2 COLUNAS 169,702

M = 3394 UTM

F = 169,70 kg

F = 84,85 kg

D

La

M

D

L.Maa.M

D

L.M

a.MD

L.MF

2

LM.

2

DF.

===

=== a = LD


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V2 - 9

Clculo do tubo em funo de W:

Obs.: Por proporo a parede do tubo esta muito fina apesar que os clculos indiquemeste int. por padronizao ao tubo usarei , tubo ST52 mecnico 150 x 125.

Obs.: Se tempo de acelerao for menor que 2s ou a largura da bobina for menor que100mm, a bobina tombar.

Com os dados acima poderemos dimensionar :

Largura mnima da bobinaVelocidade mxima do carro em funo da acelerao mximo da bobina das colunas em funo da fora devido acelerao

Para reforo da teoria:

Para sabermos a fora, devido a acelerao, tambm podemos usar o recurso :

Exemplo:Se o tempo de acelerao for menor que 2s, teremos que forar? ( adotado1s) velocidade 0,1m/s.

Como comprovao a fora aumentou.

MF = 188202,16 kg mm F = MF 15. W = 188202,16

ww = 188202,16

15adotado 150

w = ( D4 d4) 32D

12546,811 = 3,14 (1504 - d4 ) 12546,811 . 4800 = 1,589609 - . d432.150

60224692 = 1,589609 - . d4

60224692 - 1,589609 = d4 = 4,868108

-

d = 4 088681,4

w = 12546,811 mm3

2218 mm

84,85 kg

CONCLUSO PARASATISFAZER A CONDIO,

SER NECESSRIOUM TUBO COM :150 EXT. E 148,5 INT. d = 148, 5 mm

100mmL2000

L

05,0

D

LaQUESE-SABE

==

=

kg169,700,05.3394,08a.MF

083394,M9,81

33296M

/s0,05m2s

0,1a

2

===

===

==

=

F

g

PM

t

Va

==

== 0,1.3394,08F3394,08

a.MF0,1a

11,0

a F = 339,408 kgf


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V2 - 10

CLCULO DE MOMENTO DE FRENAGEM E POTNCIADO MOTOR

Para se ter o MF no eixo do motor deve-se em primeiro plano ter em mos tempo emsegundos, que se quer freiar, a rotao do eixo ao qual o freio vai atuar e deve-secalcular o momento de Inrcia de massa kgm2 J total. No caso em questo existetambm uma fora de trao que causar um MT que deve ser transportado tambmpara o eixo ao qual o freio vai atuar, portanto vale a expresso:

J para o redutor, motor, acoplamento dado pelo fabricante ( tabela avulsa).e = densidade em (dcm3)L = comprimento em (M)da = dimetro externo em (M)di = dimetro interno em (M)

Jt = J Reduo equipamento + J Motor + J Redutor + J acoplamento, etc. aoeixo do freio.

Obs.: Quando se quer saber a potncia por jt e tempo de acelerao usa-se aexpresso

(KW) para girar o equipamento quando se tem uma forade trao deve-se alm da potncia para vencer esta forade trao com a expresso j vista:

V= velocidade m/sTa= tempo de acelerao = segundos.Ng= potncia para girar

(KW) somar as duas potncias. O resultado ser a potncia que o motor dever

possuir: NT= potncia total n = rpmJ Total= momento de inrcia total de massa Kgm F= fora em Newtonta = tempo de acelerao em seg. V = velocidade m/s

Aplicao:Deseja-se saber qual o momento defrenagem no eixo ao qual ser montado ofreio neste caso em particular paraatender dois empregos, ou seja, motofreio ou disco de freio, ambos no eixo domotor, ver esquema ao lado:

MF = momento de frenagem (Nm)n = rotao em rpm no eixo do freioJ = momento de inrcia de massa kgm2

9,55 = fator conversotp = tempo de parada em Seg.F = fora em Nr = raio em metrosi = relao de transmissoJt = momento de inrcia total de massa kgm2

)Nm(i

r.F

.55,9

Jt.n+=

tpMF

J PARA CILINDRO OCO

J = 1 . 1000 . . e . L ( da4 di4 )32

J PARA CILINDRO MACIOJ = 1 . 1000 . . e . L da4

32

2

i1

.CILINDROJOEQUIPAMENTREDUOJ

=

ta.91200n.TOTALJ

N2

G =

global.1000

V.

FN =

V2 - 10


27/172

V2 - 11

0,771000.

0,586.14715

1000.

V.

=

=

N

FN

Jt = J reduo equipamento + J acoplamento + J redutor + J acoplamento com discotab. estimado transmotcnica estimado 0,02871

0,00920 0,0135+ J motor

J reduo equipamento = J tambor .

ao 7,85J tambor cilindro oco = 1 .1000 . . e . L . (da4 - di4)

32

J tambor = 1 .1000 . 3,14. 7,85. 0,3. (0,44 - 0,3854) 32

J reduo equipamento = 0,8386859 . 2

Jt = 0,000819 + 0,00920 + 0,0135 + 0,02871 + 0,3050

MF = 125,62 Nm

Potncia para girar ser:

Potncia para elevar a carga:

Esquema medidas em mm, unidadestransformadas para entrada de frmula.

MF = n . Jt + F . r (Nm) 9,55.t i

F = 1500 . 9,81

r = 400 = 200 2002 1000

n = 900 rpm

t = 1 seg global = 0,77

F = 14715 N

r = 0,2 M

i = 32

J tambor = 0,8386859kgm2

2

32

1

2

i1

J reduo equipamento = 0,000819 kgm2

Jt = 0,357229 kgm2

+=+= 91,9633,66MF32

0,2.14715

1.9,550,357229.900

MF

( )

=

=

1.91200900.0,357229

N

KWta.91200

n.TOTALJN

2

G

2

G NG = 3,17 KW no motor para girar

N = 11,198 KW no motor para elevar a carga


28/172

V2 - 12

Potncia total do motor para girar e elevar a carga:

NT = NG + N NT = 3,17 + 11,198

NT = 14,368 KW

NT = 14,368 . 1,36

PROJETO 2

1 testePELO ATRITO SEM CONSIDERAR O TEMPO DE ACELERAO

Atrito

Natr = 0,0014. F p. Q. r. n

fp = coeficiente de atritoQ = cargar = raion = rpm

Natr = 0,0014 . 0,005 . 25000 .2 .10Nart = 3,5 CV

2 teste

SISTEMA INTERNACIONAL (SI)EM FUNO DO TEMPO DE ACELERAO E O MOMENTO DE INRCIA

NT = 19,54 CV

cv5N

0,73,5

NN

N

=

=

=

2r.4M Ver frmula do formulrio da SEW

DISCO: SOBRE O EIXO RADIAL

DISCOJkgm250002.4

25000 22 =


29/172

CP. AUT. PROJ.






30/172

ndice Vol. 3:

CLCULO PARA PUXADOR DE FITA LINHA............pg. 1

SOLICITAO DO ROLAMENTO............................pg. 4

SELEO DE ACIONAMENTOS..............................pg. 5Mtodos de clculos, exemplos, frmulas

APNDICE...........................................................pg. 9

EXEMPLOS DE CLCULOS.....................................pg. 10


31/172

V3 - 1

J reduo equip. = = ver frmula no formulrio tcnico, folha 19

J reduo =

J reduo = 0,816 kgm2

J total = J reduo equip. + J redutor + J motor ver frmula no formulrio tcnicofolha 19

J total = 0,816 + 0,005 + 0,35

J total = 1,17 kgm2

=

CLCULO PARA O PUXADOR DE FITA LINHA

Potncia alimentao caso exemplo.O equipamento ( Desenrolador )Possui dois freios causando trao de r; 2 freios MR com presso de 6 BAR num

disco de aproximadamente 300mm ao verificar no catalogo teremos: na pior condio:

Temos dois freios 1050 x 2 =

OBS.: ( F Fora trac. na bobina N) (D max. da bobina mm)

2

1751

25000

t.91200

n.JP

2

=

5.91200

1750.17,1NG

ta.91200n.TOTALJ

NG

2

2

=

=

Ver formulrio tcnico folha 20 NG = 7,85 KW => NG = 7,85 . 1,36 = 10,67 CV

Tabela para transformar potncia:

Potncia Multiplicar Para obter

CV 0,736 KWHP 0,746 KWHP 1,014 CV

CV 0,9863 HPKW 1,34 HPKW 1,36 CV

Ver formulrio tcnico folha 06

1050 NMmomento fren.

2100 NM momentoFREN. total

ou MF = 214,2 kgf . m

Ft1500

2000.2100

2000

1500.Ft2100

2000

D.===

FtMF

Ft = 2800 N Ft = 285,71 kgf

2mm/kgf0,45

180.3,5

285,71

A

Ft === ttt

2

i

1cil.J

Sendo que:t Tenso de traoFt Fora tangencialA rea


32/172


33/172

V3 - 3

Para determinar cilindro sabemos que:

Cilindro escolhido marca RACISUL 4 Hidrulico com rosca na haste de 1-7/8-12Flange retangular dianteira.

Concluso: utilizar motor de:

Motor com 1710 rpm:

Marca SEW tipo (pg. 121): RF 86 DZ 100LS4 ; MA = 1163 i = 94,11

nm Na rpm = 18Com esta especificao ficaremos com:

Obs.: Para que a montagem fique mais elegante e ocupe menos espao ser usado omotor redutor: SEW Engr .cnica com Flange B5

15,0985

FM

FF

M.FF

Nt

N

Nt

==

=

FN = 6566 kgf

cm10,21d

104,39d104,39d80.785,0

6566

d.0,785

656680

4

d.

656680

rea

fora

/cmkgf

cm/kgf

222

22

2

2

=

===

==

=

d

A

FP

presso

do cilindro atuador.d = 102

==

==

=

=

0,2.3,14

0,17.60n

60

n.0,2.3,140,17

60

n.d.V

:puxadordoeixonon

KW2Potncia0,80n

KN1,64

n = 16,24

= 16,24

1710i i 105,29

60

18.0,2.14,3

60

n.d.== VV

V = 0,18 m /s


34/172

V3 - 4

Tipo:

SOLICITAO DO ROLAMENTO:

FN = 6556/2 Temos dois rolamentos

FN = 9,8 . 3278 kgf para cada rolamento

FN = 32124,4

o

Pelo resultado obtido anteriormente tirando a mdia ficamos com o resultado~ 80500 NPortanto o rolamento escolhido dever ter uma capacidade de carga dinmica

= ou > que 80500N Pelo projeto temos rolamento rgido de esferas SKF 6308 2 RSI 40 x 90 x 23, quefornece uma capacidade C = 41000N no suficiente para aplicao.

Portanto podemos utilizar dois rolamentos em cada ponta que somados daro umacarga de 82000N que satisfaz a exigncia ou trocar o rolamento por capacidade maior.Obs.:Foi mudado do cilindro para 200mm, que dar maior tranqilidade de uso, videprojeto pronto.

KAF 67 DZ 100 L S 4Ma = 836 Nm i = 67,65 Potncia 2,20 KWcom 25 rpm na sada 300 V.

P* = 3 P/ rolamentos esferasP = Carga = 32124,4 N

horas rpmtrab. Rol.

L 10 =6

10

60.n.Lh

Vida em milhes de rotaes

Lh = 20000 horas trabalho 6 anos uso com 8,5 dia.

L 10 =610

60.16,24.20000

=

PP

10LP.CP

C10L

L 10 = 19,488

56,7529128,1

4,32124.3C

Fn

P.FlC

Fn.CP.Fl

Fn.P

CFl2,69.32124,4C

19,488.32124,4C

L10P.C

3

*P

====

==

=

=

C = 86448 N

ou


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V3 - 5

2

2

M

...n

n.J. kgmJx =

=

corpo Posio doeixo derotao

smbolo Momentode inrciaem kgm2

Cilindro oco

Cilindrocheio

Cilindro ocoparedegrossa

disco

disco

esfera

esfera ocaparede fina

barra fina

Sobre o eixolongitudinal



sobre seueixo

sobre o eixoradial

passandopelo centro

passandopelo centro

transversalno meio da

barra

mr2

2r2m

+2

2

2r

1r

2m

2r2m

2r4m

2r5m2

2r3m2

2r12

m

SELEO DE ACIONAMENTOS MTODOS DE CLCULO EEXEMPLOSFrmulas utilizadas no clculo deacionamentos :Utilizando-se as frmulas a seguir, os

clculos dos acionamentos sero efetuados apartir dos parmetros mecnicos daaplicao (vide simbologia).Os outros parmetros necessrios para a escolhacorreta do acionamento foram abordados noscaptulos anteriores.

Potncia necessria para movimento linear:

Potncia necessria para movimentode rotao:

Clculo de potncia para translaode ponte rolante com o carro em umaextremidade da ponte:

Fora resistente translao( atrito + atrito ao rolamento):

Fatores L . f. c . vide apndice v3-9

Fora de atrito:F = m . g . = ... N

Momento de carga:

Momento de Inrcia:

A) Reduo do momento de inrcia

ao eixo do motor.

Para movimento linear:

Para movimento de rotao:

KW....1000V.F

Px =

=

KW....9550n.M

Px =

=

KW...m

)mm(.2mPx'P cargacarroponte =

++=

...Ncf)..(D

2.g.mF L =

++=

Nm...1000

r.FMx

Nm...n9550.Px

Mx

==

==

2

2

M

...n

v.m.91,2 kgmJx =

=

TEOREMA DE STEINER:

JS = o momento de inrcia de massa [kgm2], de um

corpo em relao a um eixo de rotao passando pelocentro de gravidade S.

JA = o momento de inrcia de massa [kgm2], do

mesmo corpo em relao a um eixo de rotaopassando por A

s = a distncia entre os eixos paralelos em [m].

m = a massa do corpo em [kg].

B) Clculo do momento de inrcia para diversoscorpos.

As frmulas so coerentes com as massas mem [kg], raios r em [m] e comprimentos I em[m]. Clculo do momento de inrcia paradiversos cor os.

n = rota o de sada do redutor r m

n = rotao nominal do motorM

aa

2

d


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V3 - 6

SELEO DE ACIONAMENTOSMTODOS DE CLCULO E EXEMPLOS

Frmulas:

Temos ento o teorema:

JA = JS + m . S2 = ...kgm2

Velocidade tangencial:

Velocidade de rotao:

Tempo de acelerao (movimento horizontal ou de rotao ou vertical paracima):

Tempo de acelerao ( movimento vertical para baixo):

Distncia de partida (movimento horizontal ou de rotao ou vertical paracima):SA = 0,5 . tA . Vmax . 1000 = ...mm.

Distncia de partida (movimento vertical para baixo):

SA = 0,5 . tA . ns Vmax . 1000 = ...mm. nM

Tempo de comutao (movimento horizontal ou de rotao ou vertical paracima):

Tempo de comutao (movimento vertical para baixo):

Distncia de comutao (movimento horizontal ou de rotao ou vertical paracima):

Distncia de comutao ( movimento vertical para baixo):

/s...mD.1000.60

n. ==v

rpmv

n ...D.

60.1000.==

( )s

M

JJ

t X

X

M

A ...C.9,55

n.

H

M

=

+

=

( )s

M

JJ

t X

X

M

A ....C.9,55

n.

2

H

M

=+

+

=

( ) ( )

( )...s

.MC9,55

nn.JJt

2

XU

M1M2.XM

U =++

=

...mmn

n1.1000.v.t.0,5s

M2

M1

2rf =

+=

...mmn

n1.1000.

n

n.v.t.0,5s

s2

s1

M2

S2

2rf =

+=

( ) ( )

( )

...s

.MC9,55

nn.JJt

2

XU

M1M2.XMU =

+=


37/172

V3 - 7

Aproximao para o momento de freio (movimento horizontal ou de rotao)

Mf CH 2 . MX . 2 = ...Nm

(Aproximao razovel para > 0,7)

Tempo de frenagem (movimento horizontal ou de rotao ou vertical paracima):

Tempo de frenagem (movimento vertical para baixo):

Distncia de frenagem (movimento horizontal ou de rotao ou vertical paracima):

Distncia de frenagem ( movimento vertical para baixo):

Desacelerao (movimento horizontal ou de rotao ou vertical para baixo):

Desacelerao (movimento vertical para baixo):

. Frmula simplificada, a ser aplicada nos casos de alta inrcia e momento de cargabaixo( p. ex. Translao).

.. Frmula completa, leva em conta a diferena de velocidades que surge durante otempo de reao do freio.

que esta frmula deveser aplicadaprincipalmente em mecanismos de elevao.

Acelerao (movimento horizontal ou de rotao ou vertical para cima):

...s).M(M.9,55

n)-(n.).J(J**t

...s).M(M.9,55

n.).J(J*t

2

Xf

MXM

f

2

Xf

MXM

f

=+

+=

=+

+=

...s

).M(M.9,55

n)(n.).J(J**t

2

Xf

sXM

f =

++=

Sf * = v . 1000 . (t2 + 0,5 tf ) = ...mm

...mm1000.)]n

nn(t.0,5)

n

2

nn

(.t[.v*SM

M

f

M

M

2f =

+

=

...mm1000.])n

nn(t0,5)

n

2

.nn

(.t[v**Ss

s

f

s

s

2f =+

++

=

2

f

s

f

2

f

f

...m/st

)n

n-(1v.

**a

...m/st

v*a

==

==

2

f

sM

s

f m/st

)n

n(1

n

nv.

**a =+

=

sendo...rpm,.JJ

t..M.9,55n

XM

2

2

X =+

=

2

AA s/m...t

va ==


38/172

V3 - 8

Acelerao (movimento vertical para baixo):

Desacelerao na comutao (movimento horizontal ou de rotao ou verticalpara cima):

Desacelerao na comutao (movimento vertical para baixo):

Preciso de posicionamento:

Nmero de ligaes admissveis no motor (movimento horizontal ou de rotaoou vertical para cima):

Nmero de ligaes admissveis no motor (movimento vertical para baixo):

Trabalho do freio (por frenagem):

Vida do freio (at a prxima regulagem):

Rendimento reverso para redutores de roscas sem-fim: (fluxo de fora da coroapara o eixo sem-fim)

nG = rendimento do redutor de rosca sem-fim (conforme catlogo).

2

A

M

s

A s/m...

t

n

.n.v

a ==

2

U

2M

1M

U ...m/st

)nn

-(1v.a ==

2

U

s2

s1

M1

s2

U ...m/st

)

n

n-(1v.

n

n

a ==

mm...s.0,12X ff ==

...S/hk.

J

JJJ

C

M-1

.ZZ p

M

XZM

H

X

oadm =++

=

...S/hk.

J

.JJJCM

-1.ZZ p

M

XZM

H

X

oadm =++=

...J182,5

n.).JJ(J.

.MM

Mw

2MXZM

2Xf

ff =

++

+=

...hZ.ww

Lrealf

Nf ==

GG n

12 =


39/172

V3 - 9

APNDICE

11.3 Coeficiente de atrito para mancais

11.4 Fator adicional (atrito pela flange da roda)

11.5 Coeficiente de atrito para vrios materiais.

11.6 Atrito ao rolamento ( brao de alavanca da resistncia ao rolamento)

11.7 Fatores adicionais para foras radiais.

Rolamentos L = 0,005Buchas L = 0,08 0,1

Ao / aoAtrito esttico (a seco) P= 0,12 0,6Atrito deslizante (a seco) = 0,08 0,5Atrito esttico (engraxado) P= 0,12 0,35Atrito deslizante ( engraxado) = 0,04 0,25

Madeira / aoAtrito esttico (a seco) P= 0,45 0,75Atrito deslizante (a seco) = 0,30 0,60

Madeira / madeiraAtrito esttico (a seco) P= 0,40 0,75Atrito deslizante (a seco) = 0,30 0,50

Correias de mat. Sinttico / ao

Atrito esttico (a seco) P= 0,25 0,45Atrito deslizante (a seco) = 0,25

Ao / material sintticoAtrito deslizante (a seco) = 0,20 0,45Atrito deslizante (engraxado) = 0,18 0,35

Rodas com rolamentos c = 0,003Rodas com buchas c = 0,005Guia de rolos c = 0,002

Ao / ao F = 0,05 cm f 0,5 mmMadeira / ao F = 0,12 cm f 1,2 mm(transportador de rolos)Material sinttico / ao F = 0,2 cm f 2 mmBorracha dura / ao F = 0,7 cm f 7 mmMaterial sinttico / concreto F = 0,5 cm f 5 mmBorracha dura / concreto F = 1-2 cm f 10 20 mmBorracha meio dura / concreto f 15 35 mm

F = 1,5 a 3,5

Tipo de elemento Observao Fator adicionalEngrenagens 17 dentes f= 1,0Reta ou helic. < 17 dentes f= 1,15Corrente 20 dentes f= 1,0

< 20 dentes f= 1,25< 13 dentes f= 1,4

Correia em V conf. pr - tenso f= 2 a 2,5Correia plana conf. pr tenso f= 4 a 5Correia plana conf. pr tenso f= 2,5 a 3Com polia tensora


40/172

V3 - 10

EXEMPLOS DE CLCULO

Sistemas de translao, exemplo de clculo. Veculo de transporte:

Um acionamento dever ser escolhido a partir dos seguintes dados, para um veculode transporte.Tipo do redutor: engrenagens helicoidais com motor trifsico, 4 plos.

Peso a ser transportado m = 800 kg( carga desprezvel)Acelerao mx. permissvel a = 0,6 m / s2

Velocidade v = 0,5 m / sRodas motoras da roda D = 250 mm do eixo d = 60 mmMancal de rolamentosSuperfcies de contato ao / ao

Guia pela flange da rodaReduo externa c / corrente 1 Z1 = 16, Z2 = 29Condies de servio 150 ligaes / hora, 60% EDRendimento = 0,85

A)Clculo do motor.Fora resistente translao:

Potncia:

Momento de carga;

Veculo de transporte

N640,003]mm)0,52

60mm.(0,005.

250mm

2[.m/s9,81.kg800F

...Nc]f)2

d.(.

D

2[.g.mF

2

L

=++=

=++=

kw0,040,85.1000

/sm0,5.N.64P

kw...

.1000

v.FP

X

X

==

=

=

Nm...0,23rpm1680

9550.kw04,0M

Nm...n

9550.PM

X

M

XX

==

==


41/172

V3 - 11

Momento de inrcia da carga:

Motor escolhido;DZ71K4BTF

Pn = 0,15 KWCH = 1,79 NmnM = 1680 rpmJM = 3,52 x 10

-4 kgm2

Zo = 11000 S /h (c/ liberao antecipada do freio)Zo = 9900 S /h ( c/ BSE 22)

Tempo de acelerao:

Acelerao:

Distncia da partida:

SA = 0,5 . tA . v . 1000 = ... mm.SA = 0,5 . 0,90 s . 0,5 m /s . 1000 = 225 mm.

N. de partidas admissveis:

O fator Kp resulta em 0,8 ( vide diagrama 2.9)

= 339,5 S/ h com alvio antecipado de freio.

s0,90Nm)0,23-Nm(1,79.9,55

rpm1680)kgm0,00035285,0

kgm00646,0(

...)MC(.9,55

n.)(

22

XH

M

=+

=

=

+=

A

M

X

A

t

S

JJ

t

22

X

22

M

X

0,00646kgm)

rpm1680

s/m0,5(.kg800.91,2J

...kgm)n

v(m.91,2J

==

==

c = dado do catlogo SEW 2000 pg. 672

0,8521680

9550.0,15M

cnM

Nm1,79c

0,852.2,1c2,1c

c

X

X

n

H

==

==

==

2

A

2

AA

m/s0,56s900,

/sm0,5a

...m/st

v

a

==

==

ED60%e0,27kw0,15kw04,0

PPcom

N

X ==

freio.deantecipadoalviocomS/h339,5

8,0.

kgm0,000352

kgm}85,0

00646,0000352,0{

Nm1,79

Nm0,23-1

.11000

/k.

J

C

M-1

.

2

2

p

X

H

X

=

=+

=

=+

=

adm

M

M

oadm

Z

hs

J

J

ZZ

H

H

H

pega-se no catlogo de motor o valorde c / c neste caso 1050 2,1H n


42/172

V3 - 12

Momento de freio:

Tempo de frenagem:

Desacelerao:

Este valor sendo superior ao admissvel (0,6 m /s2 ) temos que reduzir o momento defreio (vide apndice) p/ 0,8 Nm.

Desacelerao:

Distncia de frenagem:

Sr = v . 1000 ( t2 + 0,5 . tf ) = ...mm

(t2 vide apndice: dados do freio)

Sf = 0,5 m /s . 1000 . ( 0,02 s + 0,5 . 1,06 s ) = 275 mm


Xf = Sf . 0,12 = ...mm

12% da distncia de frenagem corresponde preciso de posicionamento.

Xf= 275 mm . 0,12 = 33 mm

Trabalho do freio (por frenagem):

Mf CH 2 MX . 2

Mf 1,79 Nm - 2 . 0,23 Nm . 0,852 = 1,46 NmEscolhendo a partir do apndice: Mf = 1,2 Nm

s0,75)0,85.Nm0,23Nm1,2(.9,55

rpm1680.0,85).kgm0,00646kgm(0,000352t

...s).M(M.9,55

n.).J(Jt

2

22

f

2

Xf

XM

f

=+

+=

=+

+=

2f

2

f

f

m/s0,67s0,75/sm0,5a

...m/st

va

==

==

s1,06)0,85.Nm0,23Nm(0,8.9,55

rpm1680.)0,85.kgm0,00646kgm(0,000352t

2

22

f =++

=

2f /sm0,47s1,06

/sm0,5a ==

J74,8182,5

rpm)1680(.0,85).kgm0,00646kgm(0,000352

0,85.Nm0,23Nm0,8

Nm0,8w

...J182,5

n.).J(J.

MM

Mw

222

2f

MXM

2

.Xf

f

f

2

=+

+=

=+

+=


43/172

V3 - 13

Vida do freio ( at a prxima regulagem):

B) Escolha do redutor:

Velocidade de sada:

Reduo do redutor:

Fator de acelerao das massas:

Para 8 horas/dia de operao, 300 S /h (150 partidas + 150 frenagens).Fator de inrcia das massas 18,4 e tipo de carga III, o fator de servio necessrio fsnee 1,6 (vide diagrama).

Momento de sada:

Conforme catlogo, podemos escolher o moto redutor :

Tipo: R30DZ71K4BTFPN = 0,15KWn = 1680 / 69rpmfs = 2,4

Motor com freio; momento de freio = 0,8NmMotor com sensores de temperatura TF

h10695S/h150.J74,8

J10.120L

...hz.w

wL

6

f

realf

N

f

==

==

rpm69,21629

.mm250.1000.60.s/m5,0

n

...rpmi.D.1000.60.v

n

a

a

==

=

=

24,3rpm69,2rpm1680

i

nn

ia

M

==

=

18,4kgm000352,0kgm00646,0

JJ

2

2

M

N ==

Nm331,6.rpm69,2

9550.kw0,15M

...Nmf.n

9550.PM

a

s

a

N

a

==

==


44/172

CP. AUT. PROJ.






45/172

ndice Vol. 4:

ACIONAMENTO DE UM CARRINHO COM UMAVELOCIDADE......................................................pg. 1Clculos, Transportador de rolos, Transportador de corrente,Transportador de corrente, Transportador de corrente, Transportadorinclinado para volumes.


46/172

V4 - 122

O

22

O

22

MA

X

kgm0,00228)rpm3300

m/s0,33(.kg5000.

2

1.91,2J

kgm0,00730)rpm3300

m/s0,33(.kg16000.

2

1.91,2J

kgm...)n

v(.m.

X

1.91,2J

==

==

==

Acionamento de um carrinho com uma velocidade.

Peso sem carga mo = 5000 kgPeso com carga mc = 16000 kgVelocidade Vmax 20 m /min = 0,33 m/sAs quatro rodas so motorasDimetro da roda D = 400 mmDimetro do eixo d = 80 mmMancais de rolamento, ao / ao, guia de rolosReduo externa i, = 2,9Dimetro do pinho do = 130 mmCondio de servio 60 S /h. 8 h / dia, 60% EDRendimento = 0,85Acelerao max. Permissvel a = 0,6 m /s2 Caso contrario, a carga poderia oscilar ou as rodas poderiam patinar.Tipo de acionamento: 2 x motor c/ freio c/ redutor de engrenagens helicoidais (motorde 2 plos) para partida suave com condies de cargas variveis.

A) Clculo do motor.

Fora resistente translao:

Potncia de sada por motor:

Momento de carga por motor:

Momento de inrcia por motor:

N2700,002])mm0,52

mm80.(0,005.

mm400

2[/sm9,81.kg5000F

N8630,002])mm0,52

mm80.(0,005.

mm400

2[/sm9,81.kg16000F

...Nc])f2

d.(.

D

2[.g.mF

2

o

2

o

L

=++=

=++=

=++=

kw0,0522.0,85.1000

/sm0,33.N702P

kw0,172.0,85.1000

/sm0,33.N863P

kw...X..1000

v.FP

o

o

AX

==

==

=

=

Nm0,15rpm3300

9550.kw0,052M

Nm0,49rpm3300

9550.kw0,17M

Nm...n

9550.PM

O

O

M

XX

==

==

==


47/172

V4 - 2

s0,8)Nm0,15-Nm2,71(.9,55

rpm3300.kgm)0,85

0,002280,00250(0,000527

t

s1,8)Nm0,49-Nm2,71(.9,55

rpm3300.kgm)0,85

0,007300,00250(0,000527

t

s...)M-(C.9,55

n.)

JJ(J

t

2

AO

2

A0

XH

MX

ZM

A

=

++

=

=

++

=

=

++

=

22

OA

22

CA

2

A

A

sm/0,41s,80

s/m0,33a

sm/0,18s1,8

s/m0,33a

s/m...tv

a

==

==

==

mm1321000s0,8.sm/0,33.0,5S

mm2971000s1,8.sm/0,33.0,5S

mm...1000..tv.0,5S

OA

OA

AA

==

==

==

hS/235

kgm0,000527

kgm)0,85

0,002280,00250(0,000527

1,0.)Nm2,71

Nm0,15-1(.2700S/h

oZ

hS/80

kgm0,000527

kgm)

0,85

0,007300,00250(0,000527

0,8.)Nm2,71

Nm0,49-(1.2700S/h

oZ

hS/...k.

J

JJJ

C

M-1

.ZZ

2

2adm

2

2adm

p

M

X

ZM

H

X

Oadm

=

++

=

=

++

=

=

++

=

Kpe = 1,0 ( vide 2.9 com 60% ED eN

X

PP

= 0,1)

Motor escolhido:DZ71D2BZTFPN = 0,55 KWnM = 3300 rpmCH = 2,71 NmJM = 0,000527 kgm

2

JZ = momento de inrcia adicional: 0,00250 kgm2ZO = 2700 S /h ( com momento de freio mximo).Foi escolhido um motor com massa de inrcia adicional ( ventilador pesado) paracompensar as diferenas de carga.Um motor de 2 plos recomendado devido inrcia relativamente alta do sistema.A potncia alta necessria para acelerar os momentos de inrcia.

Tempo de acelerao:

Acelerao:

Distncia da partida:

Nmero de partidas admissveis: Kpe = 0,8 ( vide 2.9 com 60% ED eN

X

PP = 0,33)


48/172

V4 - 3

s0,66)0,85.Nm0,15Nm2,5(.9,55

rpm3300.kgm)0,85.0,002280,00250(0,000527t

s1,12)0,85.Nm0,49Nm2,5(.9,55

rpm3300.kgm)0,85.0,007300,00250(0,000527t

s...).MM(.9,55

N.).JJ(Jt

2

2

fo

2

2

fo

2

Xf

MXZM

f

=+

++=

=+

++=

=+

++=

Momento do freio:

Mf Cn - 2 . Mc . 2 = ... Nm

Mf 2,71 Nm - 2 . 0,49 Nm . 0,852 = 2,0 Nm

Escolhendo a partir do apndice : Mf = 2,5 Nm

Tempo de frenagem:

Desacelerao:


Sf = v . 1000 . ( t2 + 0,5 . tf ) = ... mmSfe = 0,33 m /s 1000 . ( 0,12 s + 0,5 1,12 s ) = 224 mm

Sfo = 0,33 m /s 1000 . ( 0,12 s + 0,5 . 0,66 s ) = 149 mm


Xf = Sf . 0,12 = ... mmXfe = 224 mm . 0,12 = 27 mmXfo = 149 mm . 0,12 = 18 mm

Trabalho do freio: ( por frenagem)

Vida do freio (at a prxima regulagem):

A vida do freio at a prxima regulagem, estar entre 4141 e 7042 horas com 60frenagens / hora, dependendo da carga do carrinho.

22

fo

22

fe

2

ff

/sm0,50s0,66

/sm0,33a

/sm0,29s1,12

/sm0,33a

s...m/t

v

a

==

==

==

J284182,5

rpm)3300.(kgm0,85).0,002280,00250(0,000527.

0,85.Nm0,15Nm2,5

Nm2,5W

J483182,5

rpm)(3300.kgm0,85).0,007300,00250(0,000527.

0,85.Nm0,49Nm2,5

Nm2,5W

J...

182,5

n.).JJ(J.

.MM

MW

22

2fo

22

2fe

MXZM

2

Xf

f

f

2

=++

+=

=++

+=

=++

+

=

h7042h/S60.J284

.J10.120L

h4141h/S60.J483

J10.120L

h...Zw

wL

6

fo

6

fe

realf

N

f

==

==

==


49/172

V4 - 4

2,4JJ

J

ZM

X =+

B) Escolha do redutor:

Velocidade de sada:

Para 8 horas / dia de operao, 120 S /h ( para o redutor tanto a frenagem como apartida representam uma ligao) e um fator de acelerao das massas:

O fator de servio necessrio fs = 1,2 ( vide diagrama 5.3).

Momento de sada:

Fora radial:

Foras radiais:

Dos resultados acima, chegamos ao seguintemotoredutor:

Tipo: R90DZ90L4TFPN = 1,5 KW (COM 100% ED)i = 67,05n = 1720/25,5 rpm

Foras radiais admissveis no meio da ponta do eixo 19700 N.

O motoredutor menor tipo R 86 seria suficiente considerando-se apenas o momentode sada. Mas como o redutor s admite foras radiais de 12000 N, foi escolhido umredutor maior.

72,2rpm45,7

rpm3300i

rpm45,72,9.mm400.

1000.60.s/m0,33n

rpm...i.D.

1000.60.vn

a

va

==

==

==

Nm1381,2.rpm45,7

9550.kw0,55M

Nm...f.n

9550.PM

a

s

a

N

a

==

==

N2442,151.mm130

2000.Nm138F

N...f.

d

2000.MF

Q

z

o

aQ

==

==

Fz = 1,15 ( ver . 11.7)

N185731,15.mm120

2000.Nm969F

N...f.

d

2000MF

Q

z

o

.a

Q

==

==


50/172

V4 - 5

Transportador de rolos.

Um mximo de 3 pallets, cada um pesando 1000 kg., devero ser levados por umtransportador de rolos de aprox. 5 m de comprimento, 10 tubos de 100 kg., socolocados verticalmente em cada pallet.Os tubos no podem mover-se devido s aceleraes na partida e na frenagem.

Obs.: o peso prprio dos pallets desprezvel.

Dimetro dos rolos D = 89 mmDimetro dos eixos d = 30 mmAtrito: Mancais de rolamento, madeira / ao (f = 1,2 mm)Distncia entre os rolos 220 mmUm rolo sim e um no acionado por correnteReduo externa porengrenagem de corrente Z1 = 15, Z2 = 21

Corrente 1O acionamento no tem freioVelocidade de translao v = 20 m / min

Condies de servio 100 S /h, 40% ED, 8 h/ dia, tipo de carga II

Rendimento total do redutor e da reduo externa G = aprox. 0,9.

A) Clculo do motor.

Acelerao admissvel:

O centro de gravidade S situado a meia altura. Equilibrando os momentos queinfluenciam no tombamento temos:

A acelerao mxima admissvel pode ser calculada por:

N100m1

m0,1.N1000

N...h

d.F

2d.F

2

1

R21

R21

==

==

=.

F

F

hF

2

21

1

/sm1kg100

N100a

/sm...m

Fa

a.mF

==

==

= dR

F1

F2

2

h2


51/172

V4 - 6

Fora resistente:

O rendimento total da transmisso dado por:

K = (0,96)11 = 0,64 (vide 11.2)

Potncia:

Momento da carga:

Momento de inrcia:

corrente.porestransmiss11existemseja,ouacionados,so11destes,rolos,23mm220

mm5000

N2810])mm1,22

mm30.0,005(.

mm89

2[./sm9,81.kg1000F

N8430])mm1,22

mm30.0,005(.

mm89

2[./sm9,81.kg3000F

N...c])f2

d.(.

D

2[.g.m

2

O

2

C

L

=

=++=

=++=

=++=F

Quantidade de rolos:

kw16,00,64.0,9.1000

sm/0,33.N281P

kw48,00,64.0,9.1000sm/0,33.N843

P

kw.....1000

V.FP

O

O

KGX

==

==

=

=

pallet)/1c(Nm0,9rpm1680

9550.kw0,16M

pallets)/3c(Nm2,7rpm1680

9550.kw0,48M

Nm...n

9550.PM

O

O

M

XX

==

==

==

22

O

22

O

22

M

X

kgm0,00352)rpm1680

sm/0,33(.kg1000.91,2J

kgm0,01056)rpm1680

sm/0,33(.kg3000.91,2J

...kgm)n

V(.m.91,2J

==

==

==


52/172

V4 - 7

s220,Nm0,46-Nm(3,9.9,55

rpm3300.kgm)0,64.0,9

0,00091(0,000655

t

s750,Nm)1,39-Nm(3,9.9,55

rpm3300.kgm)0,64.0,9

0,00274(0,000655

t

s...)M-(C.9,55

n.).

J(J

t

2

AO

2

AC

XH

M

KG

XM

A

=

+

=

=

+

=

=

+

=

Motor escolhido:

DZ80K4

PN = 0,55 KWnM = 1680 rpmJM = 0,000655 kgm2CH = 6,9 NmZO = 12000 S/ h

Tempo de acelerao:

Acelerao:

Tentando um motor de 2 plos:Considerando uma rotao do motor de 3300 rpm temos:

Jc = 0,00274 kgm2 JO = 0,00091 kgm2

MC = 1,39 Nm MO = 0,46 Nm

Motor escolhido :DZ80K2PN = 0,75 KWnM = 3300 rpmJM = 0,000655 kgm

2

CH = 3,9 NmZO = 6500 S /h

Tempo de acelerao:

s0,20Nm)0,9-Nm6,9(.9,55

rpm1680.)0,64.0,9

kgm0,00352kgm0,000655(

t

s0,80Nm)2,7-Nm6,9(.9,55

rpm1680.)

0,64.0,9

kgm0,01056kgm0,000655(

t

s...)M-(C.9,55

n.).

J(J

t

22

AO

22

AC

XH

M

KG

X

M

A

=

+

=

=

+

=

=

+

=

2AO

2

AC

2

AA

sm/1,65s0,20/sm0,33

a

sm/0,41s0,80

/sm0,33

a

sm/...tV

a

==

==

==

(valor alto demais, a condio de 1,0 m /s2 no respeitada).


53/172

V4 - 8

/sm1,5s0,22

/sm33,0a

/sm0,44

s0,75

/sm33,0a

/sm...tV

a

2AO

2AC

2

AA

==

==

==

( A acelerao continua alta demais)

Acelerao:

Tempo de acelerao ( motor com massa de inrcia adicional)Inrcia adicional -- JZ = 0,00368 kgm

2

Acelerao:

Distncia de partida:

SA = 0,5 . 1000 . tA . v = ... mm

SAC = 0,5 . 1000 . 1,25 s . 0,33 m /s = 206 mmSAO = 0,5 . 1000 . 0,59 s . 0,33 m /s = 97 mmN. de partidas admissveis ( com carga mx.):

s0,59Nm)0,46-Nm3,9(.9,55

rpm3300.kgm)0,64.0,9

0,000910,00368000655,0(

t

s1,25Nm)1,39-Nm3,9(.9,55

rpm3300.kgm)0,64.0,90,00274

0,00368000655,0(t

s...)M-(C.9,55

n.).

JJJ(

t

2

AO

2

AC

XH

MKG

XZM

A

=

++

=

=++

=

=

++

=

/sm0,56s0,59

/sm33,0a

/sm0,26s1,25

/sm33,0a

/sm...tV

a

2AO

2AC

2A

A

==

==

==

(Valor inferior ao mximo admissvel).

/hs811

kgm.0,000655

kgm)64,0.9,0

0,002740,00368000655,0(

0,6.)Nm3,9Nm1,39

-(1./hs6500Z

hS/k.

J-

JJJ

CM

-1ZZ

2

2adm

p

M

KG

XZM

H

X

Oadm

=

++

=

=

++

=

Kpc = 0,6 ( do diagrama 2.9,40% ED,N

X

PP= 0,64)


54/172

V4 - 9

B) Escolha do redutor.

Velocidade de sada:

Fator de servio:

Momento da sada:

Dimetro do pinho para corrente:Para uma corrente de 1 e o pinho de

z = 15 dentes, o dimetro primitivo dado por:

Foras radiais:

Equipamento selecionado:

R40DZ80K2ZTF

PN = 0,75 KWn = 3300 / 97 rpmi = 33,88

Fora radial admissvel = 2990 NMotor com massa de inrcia adicional e proteo com sensores de temperatura TF.

rpm991521

.mm89.

1000.60.m/s0,33n

rpm...i

D.

1000.60.Vn

a

va

=

=

=

=

0,630,003680,000655

0,00274

JJJ

ZM

C =+

=+

Fs = 1,2 ( do diagrama 5.3, tipo de carga II,100 S/h. 8 h/ dia.

Nm871,2.rpm99

9550.kw75,0M

Nm...f.n

9550.PM

A

sA

NA

==

==

mm122,2

15180

sen

mm25,4.1dO ==

N17801,25.122,2

2000.Nm87F

N...f.d

2000.MF

Q

z

O

a

Q

==

==

fz = 1,25 (vide 11.7)


55/172

V4 - 10

Transportador de corrente.

O acionamento para um transportador de corrente dever ser escolhido, conformedados:

Carga m = 300 kgPeso da corrente m = 80 kgAcionamento direto, operao contnua 16 h/ diaAcelerao mx. 1 m /s2 em plena carga

Dimetro da engrenagem de corrente D = 250 mmVelocidade v = 1,0 m /sAtrito: corrente de ao sobre trilho de plstico (engraxado)Rendimento do redutor G = 0,95

Devido ao espao disponvel, dever ser utilizado um redutor de eixosparalelos com o eixo oco.Rendimento do transportador de corrente L = 0,86A rede eltrica sujeita a variaes de tenso entre 340 V e 380 V.

A) Clculo do motor.

Fora de atrito:

F = m . g . o = ... N o = 0,25 (vide 11.5)F = 380 kg . 9,81 m /s2. 0,25 = 932 N

Potncia:

Momento de inrcia:

A potncia do motor ser reduzida quando a tenso aplicada cai para 340V.

Nm6,3rpm1720

9550.kw14,1M

Nm...n 9550.PM

kw1,14,950.,860.1000

m/s1.N932P

kw.....1000

V.FP

X

M

XX

X

GLX

==

==

==

=

=

22

N

22

M

X

kgm0,01171)

rpm1720

s/m1(.kg380.91,2J

kgm...)n

V(.m.91,2J

==

==

UU = tenso reduzidaUN = tenso nominalPU = potncia reduzidaPN = potncia nominal

22

N

U

N

U )V380V340

()UU

(PP

==


56/172

V4 - 11

A potncia necessria para o transportador ( PX = 1,14 KW ) dever ser aumentadadevido alimentao com tenso reduzida:

Motor escolhido:DZ90L4

PN = 1,5 KWnM = 1720 rpmJM = 0,0034 kgm

2

Cn = 23,32 Nm

Tempo de acelerao:

Acelerao:

Este valor de acelerao muito maior que o mximo admissvel. Como a potncia domotor no pode ser menor que 1,42 KW, um sistema de partida suave dever serutilizado ( ver tambm 2.10).Por exemplo: partida estrela tringulo com aprox. 1/3 do conjugado de partida.

Tempo de acelerao com partida estrela / tringulo:

Acelerao:


SA = 0,5 . 1000 . V . tA = ... mmSA = 0,5 . 1000 . 1 m / s . 2.17 = - 1085 mm


Velocidade de sada:

s0,19Nm)6,3-Nm23,32(.9,55

rpm1720.)0,95.0,86

kgm0,01171kgm(0,0034

t

s...)M-(C.9,55

n.).

J(J

t

22

A

XH

M

GL

X

M

A

=

+

=

=

+

=

2A

2

AA

/sm5,3s0,19/sm1

a

/sm...tV

a

==

==

s2,17

Nm)6,3-

3

Nm23,32(.9,55

rpm1720.)0,95.0,86

kgm0,01171kgm0,0034(

t

22

A =

+

=

2A s/m0,46s2,17

s/m1a ==

rp4,67mm250.

1000.60.s/m1n

rpm...D.

1000.60.Vn

a

a

=

=

=

=


57/172

V4 - 12

Fator de servio:

fs = 1,45 ( do diagrama 5.3,M

X

J

J= 3,4 e operao contnua, 16 h/ dia.)

Momento de sada:

Foras radiais no incidem pois o redutor de eixo oco, sendo fixado atravs de braode toro.

Equipamento selecionado:

FA40DZ90L4U = 380/660Vn = 1720/75 rpmi = 22,87PN = 1,5 KW

O motor ligado por um sistema Y/ para conseguir uma acelerao menor que 1,0 m/s2

A potncia de 1,5 KW necessria para operao satisfatria com tenso baixa (340 V).

Transportador de correia inclinado p/ volumes.

Um transportador de correia inclinado de 20 dever ser acionado por um motoredutorangular, por ex.: Redutor de engrenagens cnicas.Os volumes so levados por uma corrente deslizando sobre uma chapa.Servio contnuo, operao 24/ dia.Os redutores de rosca sem-fim no so recomendados devido ao desgaste elevado dacoroa de bronze quando utilizados em servio contnuo, a menos que os redutoressejam convenientemente super dimensionados.

Carga m = 150 kgngulo de inclinao / atrito = 20, = 0,2Peso da corrente m = 50 kg

Para fins de clculo de potncia, no levamos em considerao o peso da correntepois este se auto-compensa.

Dimetro da engrenagem de corrente D = 130 mmVelocidade de transporte v = 0,5 m /sRendimento do sistema e do redutor = aprox. 0,8

Motor com freio ( o freio somente ter funo em caso de emergncia).Condies : tipo de carga III

Transportador inclinado para volumes

Nm272,451.rpm76,4

9550.kw5,1M

Nm...f.n9550.P

M

a

sM

Na

==

==


58/172

V4 - 13

A) Clculo do motor.Fora resistente:

F = m . g . (sin + o . cos ) = ... NF = 150 kg . 9,81 m /s2 (0,342 + 0,2 . 0,94) = 780 N

Potncia:

Momento de carga:

Momento de inrcia:

Motor escolhido:

DZ80K4B

PN = 0,55 KWnM = 16 80 rpmCH = 6,9 NmJM = 0,000745 kgm

2

Tempo de acelerao:

Acelerao:

kw0,490,8.1000

/sm0,5.N780

kw....1000

v.F

==

==

X

X

P

P

Nm79,2rpm1680

9550.kw,490

Nm...n

9550.

M

==

==

X

X

X

M

PM

22X

22

MX

kgm0,00162)rpm1680

s/m0,5(.)kg50kg150(.91,2J

kgm...)nV

(.m.91,2J

=+=

==

s0,12)Nm2,79-Nm6,9(.9,55

rpm1680.kgm.)8,0

00162,0000745,0(

t

s...)M-C(.9,55

n.)J

J(t

2

A

XH

MX

M

A

=

+

=

=

+

=

2A

2

AA

/sm4,17s0,12

/sm,50a

/sm...tV

a

==

==


59/172

CP. AUT. PROJ.






60/172

ndice Vol. 5:

Clculos.....................................................................pg. 1

SIMBOLOGIA........................................................pg. 2

SELEO DE MOTORES.........................................pg. 3Tipos de correntes, Tipos de motores, Tipos de rotaes,Informaes.

ACOPLAMENTO....................................................pg. 6Escolha dos acoplamentos

CORREIAS...........................................................pg. 7Vantagens, desvantagens, classificao

CORREIA TRAPEZOIDAL......................................pg. 8

CORREIAS SINCRONIZADAS................................pg. 9

Correias dentadas

ENGRENAGEM CILINDRICA DE DENTES RETOS....pg. 11 Fora no Engrenamento..................................pg. 11

I ENQUADRAMENTO DAS EXPRESSES................pg. 12 Dimensionamento pelo critrio de presso.......pg. 12


61/172

V5 - 1


SA = 0,5 . 1000 . tA . v = ... mmSA = 0,5 . 1000 0,12 s . 0,5 m / s = 30,0 mm

Momento de freio:

Mf CH - 2 . MX . 2 = ... Nm

Mf 6,9 Nm - 2 . 2,79 Nm . 0,82 = 3,3 Nm

Escolhendo da tabela 11.1 Nm Mf =4 Nm

Desacelerao:


Sf = v . 1000 . (t2 + 0,5 . tf) = ... mmt2 = 0,01 s ( vide 11.1)Sf = 0,5 m / s . 1000 . (0,01 s + 0,5 . 0,06 s ) = 20 mm


Velocidade de sada:

fs = 1,65 ( 24 h/ dia, tipo de carga III, vide diagrama 5.3).

Momento de sada:

Foras radiais: No incidem pois o redutor de eixo oco, sendo fixado atravs debrao de toro.

s0,06

)0,8.Nm2,79Nm4(.9,55

rpm1680.kgm0,8).0,00162000745,0(t

s...).M(M.9,55

n.).JJ(t

2

2

f

2Xf

MXMf

=

+

+=

=+

+=

22

f

2

ff

s/m8,33s06,0

s/m5,0a

s/m...tV

a

==

==

rpm73,5mm130.

1000.60.m/s0,5

rpm...D.

1000.60.v

==

==

a

a

n

n

Nm118,651.rpm73,5

9550.kw55,0M

Nm...f.n

9550.PM

a

sa

Na

==

==


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V5 - 2

Equipamento escolhido do catlogo SEW:KA66DZ80K4B

PN = 0,55 KWI = 24,25n = 1680 / 69 rpmMf = 4 Nm

SIMBOLOGIA

a Acelerao m/s2

aA Acelerao na partida m/s2

(aAO : aAC) com carga mnima / mximaaf Desacelerao na frenagem m/s

2

(afo : afc) com carga mnima / mximaau Desacelerao na comutao m/s

2

(auo : auc) com carga mnima / mximaCH Conjunto mdio de partida Nm(1 : 2) na velocidade baixa / altaCU Conjunto mdio na comutao Nmc Coeficiente de atrito lateral (flange da roda)D Dimetro da roda / tambor, etc. mmd Dimetro do mancal mmdo Dimetro primitivo do elemento de transmisso mmDT Dimetro da mesa mmFQ Fora radial NF Fora radial N( FO : FC) com carga mnima / mxima

f Brao de alavanca da resistncia ao rolamento mmfs Fator serviofz Fator adicional para foras radiaisg Acelerao da gravidade m / s2

i Reduo do redutoriv Reduo externaJM Momento de inrcia do motor kgm

2

JX Momento de inrcia da carga kgm2

(JO : JC) com carga mnima / mximaJZ Momento de inrcia adicional (ventilador pesado) kgm

2

KP Fator de clculo do nmero de partidas / hora(Kpo : KPC) com carga mnima / mximaI Comprimento mLf Vida do freio at a prxima regulagem hMa Momento de sada do redutor NmMf Momento do ferio NmMX Momento de carga (reduzido ao eixo do motor) Nm(MO : MC) com carga mnima / mximam Massa kgna Rotao de sada do motor rpmnM Rotao nominal do motor rpm(1 : 2) na velocidade baixa / altans Rotao sncrona do motor rpm

(1 : 2) na velocidade baixa / altaPN Potncia nominal do motor KWPX Potncia exigida KW(PO : PC) com carga mnima / mximaP Potncia exigida com carga de um lado KWR Faixa de variaor Raio mmSA Distncia de partida mm(SAO : SAC) com carga mnima / mxima


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V5 - 3

sf Distncia de frenagem mm(Sfo ; Sfc) com carga mnima / mximasc Distncia percorrida pela mesa mmsU Distncia percorrida pela comutao mmtA Tempo de acelerao s(tAO ; tAC) com carga mnima / mximatf Tempo de frenagem s(tfo : tfc)com carga mnima / mximatU Tempo de passagem na comutao st1 Tempo de reao de alvio do freio st2 Tempo de reao do freio sU Tenso do motor Vv Velocidade m / svT Velocidade da mesa m / sWf Trabalho do freio por frenagem JWN Trabalho admissvel pelo freio at a prxima regulagem JXA Nmero de motores

Xf Preciso de posicionamento mm(Xfo ; Xfc ) com carga mnima / mximaZ Nmero de dentes(1 :2) pinho / engrenagemZadm N. de partidas admissveis do motor S /hZ... N. de partidas necessrias S /hZO N. de partidas admissveis em vazio S /h n Diferena da rotao rpm Rendimento geralp Rendimento do variadorG Rendimento do redutorG Rendimento reverso do redutork Rendimento da transmisso por correnteL Rendimento da carga... Rendimento da reduo externa- Coeficiente de atrito para mancais Coeficiente de atrito deslizanteo Coeficiente de atrito esttico

SELEO DE MOTORES

Motor uma mquina girante que transforma a energia eltrica em energia mecnica.

A) Tipos de correntes: Alternada ContnuaA unidade da corrente expressa em Ampre (A)

1) Corrente Alternada (CA)

Nos terminais das tomadas de nossas casas temos uma (CA) de freqncia 60 HZ(HZ = Hertz = ciclos / segundo).

Denomina-se (CA) quando h troca de polaridade (+) e (-) em funo do tempo, e estamuda de sentido).


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V5 - 4

2) Corrente contnua (CC)

Denominamos (CC) toda corrente de sentido e intensidade constante com o tempo.Temos a pilha como exemplo.

B) Tipos de motores

1) Corrente Alternada:

Este tipo de motor normalmente no pode variar a velocidade por ter rotaoconstante em regime; mas se adaptarmos no quadro de comando um inversor defreqncia, poderemos variar sua velocidade.

Obs.: Induo = Torque constante em funo do motor. Trifsico = Trs fases de tenso (R,S,T).

Motor de induo monofsico

Possui apenas uma fase de potncia limitada a 12,5 CV. Acima deste valor invivelconstru-lo.Exemplo: Moto-bomba, ventilador.

Motor de induo trifsico:

normalmente usado na indstria, possui trs fases e sua carcaa em relao aomonofsico menor.

Motor de induo trifsico de dupla velocidade:

Este motor tem caracterstica interna de transmitir duas velocidades distintas ou duplapolaridade.

Motor trifsico de anis:

A caracterstica principal o alto torque na partida.Exemplo: Ponte rolante.

Motor de torque:

Possui um escorregamento alto e rendimento baixo. Funciona como um freio detenso, sendo usado onde h necessidade de um torque de trao e velocidadeconstante.

Moto-freio:

Tem acoplado um freio mono-disco, ideal para equipamentos que exigem paradasrpidas por questo de segurana, posicionamento e economia de tempo.

2) Corrente Contnua:

Este motor possibilita a variao de sua velocidade externamente de 20 rpm at anominal escolhida do motor.De 0 at 20rpm o torque no constante.De 20 at nominal o torque constante.

Servo motor:Este no tem campo de excitao. Possui im permanente e alto rendimento. Pode-semudar o sentido de giro num tempo muito curto sem diminuio do torque, porque constante. usado normalmente em tornos CNC ou para acionamentos deespalhadores.


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V5 - 5

Importante:Devemos prestar ateno para que a corrente em regime de trabalho no ultrapasse acorrente nominal do motor. Isto , se a amperagem em regime de trabalho for maiorque a do motor, este pode se queimar. Admite-se que na partida do motor aamperagem possa subir at 1,5 vezes a normal em 1 minuto.

C) Tipos de rotaes:

1) Sncrona (ns):Esta rotao a terica no motor. A frmula para seu clculo baseada emfreqncia e polaridade.

Onde:F = freqncia (HZ).P = nmero de plos.

Obs.:No Brasil a freqncia de 60 HZ e na Argentina 50 HZ.O nmero de polaridade determina a rotao do motor. Esta padronizada em 2,4,6 e8 plos.

Obs.: Quanto maior o nmero de plos, maior e mais caro o motor.

2) Assncrona(nas)

a rotao real do motor. Leva em considerao o fator de escorregamento distintopara cada motor. adquirida utilizando o catlogo fornecido pelo fabricante e, quandono o possumos, podemos admitir um valor aproximado considerando um fator de 5%de escorregamento.

Nas = ns. (1 0,05) ou nas =ns. 0,95.

D) Outras informaes:

Para concluir temos que analisar certas informaes que o fabricante necessita paraproduzir o motor, tais como: Classe de isolamento ( temperatura ambiente onde ir trabalhar) Categoria (tipos de partida, conjugado) Grau de proteo (agentes externos, gua, leo, etc.) Forma construtiva: esta uma informao importante porque define a posio de

trabalho do motor.

Exemplo: Motor com flange, caixa eltrica direita, etc. fornecida por cdigosrelacionados nos catlogos.

Nota:Existem motores para quase todos os tipos de servios. Devemos ter conhecimento ebom senso na sua escolha e na dvida, consultar o fabricante.Lembre-se sempre que uma escolha errada pode acarretar problemas nofuncionamento do sistema.

(rpm)P

F.120ns =

POLOS ns(RPM) OBS.2 3600 velocidade e baixo torque4 18006 12008 900 Baixa velocidade e alto torque


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V5 - 6

ACOPLAMENTO

Ao transportar torque de um eixo motor para um eixo movido, alguns elementos demquinas so utilizados para este fim, tais como:

Cardans, rodas de frico, engrenagens, polias e acoplamentos.No momento estudaremos os acoplamentos que servem como unio de dois eixosalinhados, transmitindo a mesma rotao entre o eixo motor e o eixo movido.

Na escolha do tipo construtivo de um acoplamento deve ser analisado a funo queele ter na transmisso. Para tanto, temos que pesquisar atravs de catlogos o tipoem que se enquadra a nossa necessidade.

Os acoplamentos dividem-se em : Elsticos; Fixos

Elsticos:Tem a finalidade de absorver os picos de torque do motor, choques de carga,vibraes perigosas e desalinhamentos, protegendo os componentes das mquinasacopladas. obtido atravs de catlogo.

Fixo ou rgido:Serve como complemento de segurana. Quando houver um pico de torque, um pinoarrebenta impedindo a danificao da mquina. Este tipo no pode ser montado ondeh possibilidade de desalinhamento dos eixos. Normalmente montado entre doismancais de rolamento, projetado de acordo com a exigncia do trabalho.

ESCOLHA DOS ACOPLAMENTOS (ELSTICOS)

a) Critrio usado pela VulcanSo necessrios dados de potncia e rotao.

1) Clculo do momento Toror:

2) Clculo do Fator de Segurana: FS = F1. F2. F3. F4

Onde:

F1 = Tipo de aplicao (compressor, guindaste, etc.)F2 = Tempo de funcionamento contnuo dirio em horas.F3 = Freqncia de partida por hora.F4 = Temperatura ambiente em graus Celsius.

3) Momento Toror equivalente: MTeq = MT. FS

4) Definir o tipo construtivo mais adequado aplicao.

5) Selecionar o tamanho atravs do MT mximo dado no catlogo, sendo igual ousuperior ao momento toror equivalente calculado anteriormente.

6) Escolhido o tamanho, verificar se o furo mximo admissvel obtido no catlogo suficiente para receber o eixo da aplicao e se a rotao mxima igual ou maiorque a rotao da aplicao.

m).(kgfn

N.20,716MT =


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V5 - 7

CORREIAS

Correias e polias permitem a transmisso de potncia entre eixos paralelosrelativamente distantes um do outro. Neste tipo de transmisso a correia, que umrgo flexvel, abraa duas ou mais polias, transmitindo assim a fora tangencial pormeio de atrito entre a correia e a polia.

Quando for necessrio aumentar o ngulo de contato usa-se um rolo tensionador queao mesmo tempo funciona como esticador da correia. No caso da montagem doseixos no poderem ser regulados, observar que o rolo tensionador deve estar montadosempre no lado frouxo da correia.

Quando o esticamento se d internamente,localiz-lo o mais prximo da polia maior.

Quando o esticamento se d externamente,localiz-lo o mais prximo da polia menor

Vantagens do uso de correias: No transmitem choques; No apresentam problemas de lubrificao; um elemento de proteo contra extrema sobre carga; So econmicas; De fcil manuteno.

Inconvenientes do uso de correias: No caso das lisas h escorregamento; Alta carga nos mancais e eixos; Devem ser protegidas de elementos externos; Proporo geomtrica elevada.

Podemos classificar as correias em lisas e dentadas: As dentadas funcionam como correias sincronizadoras. No h escorregamento. As lisas podem ter formatos variados, dependendo da aplicao no projeto.

Os perfis mais comuns so: Trapezoidais ou correia em V; Chata ou correia plana; Redonda.

Os materiais das correias podem ser diversos.Exemplos: couro, borracha, nylon, neoprene e composta de material flexvel e fios deao para garantir a trao, etc.No caso das correias lisas, como h escorregamento h perda nos rendimentos quepode variar de 0,91 a 0,98 da potncia transmitida.

Nas montagens comuns o sentido de rotao damotora o mesmo da movida. De preferncia,deixar o lado frouxo para cima porque nessaposio h um arco de contato maior entre correiae polia, e conseqentemente, aumento da foratangencial.

7/29/2019

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Projeto de Maquinas.pdf