Projeto de máquina

Projeto de máquina

(Parte 2 de 5)

Para fixar o mandril no eixo principal primeiramente foi pensado em utilizar um sistema chavetado para fixar o movimento rotativo e um parafuso de cabeça cilíndrica com sextavado interno para fixar o movimento axial, descartamos esta idéia pelo alto índice de concentrações de tensões neste ponto, então foi escolhido utilizar um flange fixo no eixo e o mandril fixado neste flange por parafusos, foi escolhido fixar este flange por ponta cônica usinada no próprio eixo, pela sua fácil manutenção e baixa concentração de tensão já que esta concentração irá ocorrer apenas pela mudança de secção na ponta do eixo e da união roscada no final, não somando concentrações como no sistema pensado anteriormente.

Para o sistema de fixação do blank foi escolhido um sistema parecido com os sistemas de furadeiras de bancada, através de um parafuso de movimento chavetado na carcaça, acionado por um sistema manual de rodas, ligadas ao sistema por engrenagens cônicas. Esta opção foi descartada com base no tempo de operação da máquina já que o operário realizaria esta fixação manualmente girando a roda, e cada vez que uma peça entraria na produção ou sairia da mesma o tempo perdido iria ser muito alto já que o curso deste fuso de movimento será de 600 m, levando em conta estes empecilhos foi feita a escolha de um atuador hidráulico, para realizar esta fixação, por ser rápido no tempo de avanço e recuo e de poder ser ligado eletronicamente para avançar e recuar sozinho conforme a operação da máquina.

Para o mecanismo de avanço das ferramentas foi idealizado a utilização de fusos de esferas ligados a servomotores, esta hipótese foi descartada levando em conta que já teríamos que instalar um sistema hidráulico pra o mecanismo de fixação do blank a opção mais sensata seria utilizar cilindros hidráulicos também para o avanço da ferramenta.

Para estrutura foi feita a escolha de vigas em L por sua boa resistência a flexão. Primeiramente foi escolhido o uso de apenas um rolo ferramenta, como tínhamos observado em muitas máquinas de operação manual, porém ao realizar os cálculos de flecha no eixo verificou-se que o valor seria elevado, portanto optamos pelo uso de dois rolos defasados em 180º para anular os momentos fletores o obtermos flechas menores. Com tudo a ser feito já idealizado foi possível realizar os cálculos á seguir.

10 3 – Dimensionamento do blank e peça final:

Figura2- blank Espessura da peça:

Espessura do blank: = 4,73 m Comercial: = 5 m (espessura inicial normalizada)

1 3.1 – Dimensionamento do mandril:

Figura 3 - mandril Volume:

Foi realizado um alívio no mandril para reduzir massa e conseqüentemente reduzir seu peso e custo.

4– Cálculo da potência utilizada no sistema do mandril: Torque de deformação: (Livro: Tecnologia mecânica) Considerando o maior raio do mandril, onde será o maior momento.

n=200rpm (dado)

-Potência necessária p/ deformar:

Para cálculos futuros foi adotado o maior torque, pois o mesmo implicará esforços mais críticos.

-Potência para deformar o blank:

4.1– Seleção do motor de acionamento do mandril:

f= fator de consideração para vencer as forças inercias

Potência necessária do motor:

Selecionado motor trifásico WEG IP55 W-21 8 pólos P=3,0 cv, n=855rpm (Dados fornecidos pelo fabricante)

Tabela 1 – catálogo WEG motor trifásico IP55 – W21

5-Dimensionamento das correias: 5.1-Determinação da relação de transmissão:

5.2-Determinação da potência projetada (HPP):

HPP = HP.Fs

Gráfico 1 – Seleção do perfil da correia.

15 5.4- Determinação das dimensões das polias:

Tabela 2 – diâmetros externos mínimos.

d = 3” d =76,2mm Normalizando, d= 80 m

- Comprimento experimental da correia (L): C=1000 m (adotado para facilitar a montagem)

Tabela 3 – comprimento das correias superHC. Normalizando L = 2690 m

Correia 3V1060 - Recálculo da distância entre centros (Dc):

Tabela 4 – Fator de correção de distancias entre centros (h).

17 - Potência transmitida por correia:

Tabela 5- Fator de correção de comprimentos de correias superHC.

Tabela 6 – Fator de correção do arco de contato. = 0,96

Tabela 8 - Classificação de hpa por correia. ∴ =0,19

- Número de correias necessárias (N):

5.5- Forças que atuam nas polias:

Tabela 9 – ângulo de abertura em polias de correias trapezoidais para o perfil superHC. ∴ =42°

=460𝑁𝐹2=

Força vertical:

Força horizontal:

Esboço:

Figura 4 – esforços nas polias

6- Dimensionamento do eixo do mandril: 6.1 Cálculo do diâmetro prévio por rigidez á torção:

Dados retirados da tabela abaixo:

Tabela 10 – Dimensões de chavetas retangulares. -Recálculo de :

6.2 – Dimensionamento da chaveta:

Chavetas retangulares:

Esmagamento chaveta-cubo:

Tabela 1 – Tensões admissíveis para chavetas.

Normalizando segundo a tabela da pág. 7-6 (apostila de elementos). p/b=10 m e h=8 m, l=2 m

Cisalhamento na chaveta:

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