Projeto de Um portão vertical

Projeto de Um portão vertical

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Vida de serviço dos rolamentos

Vida de serviço em milhões de rotações:

n = 1060 rpm

Força radial constante (), aplicada nos mancais, ou seja:

Como o mancal a ser selecionado é de esferas usa-se a fórmula:

Onde: L é a vida da fadiga expressa em milhões de rotações, P é a carga equivalente constante aplicada, e C é a carga dinâmica básica de classificação para o mancal especifico que é definida pelo fabricante e publicada para cada mancal nos catálogos de mancais. O p representa uma potência para mancaisde esferas e é igual a 3.

P=Carga equivalente;

V=Fator de rotação (V=1, pois o anel interno gira e o externo é fixo.)

X=Fator radial

Y=Fator Axial

Como , de acordo com o fabricante de rolamentos o X=1e o Y=0.

Carga Equivalente:

Logo a carga Dinâmica:

Como toda a seção do eixo tem o diâmetro D = 31,6mm, então o mancal A (lado esquerdo) selecionado foi: SKF 638-RZ que pode suportar uma carga dinâmica de até 4620 N e tem uma espessura de B = 9 mm.

3.1.13.2 - MANCAL – DIREITO

Vida de serviço dos rolamentos

Vida de serviço em milhões de rotações:

n = 1060 rpm

Força radial constante (), aplicada nos mancais, ou seja:

Como o mancal a ser selecionado é de esferas usa-se a fórmula:

Onde: L é a vida da fadiga expressa em milhões de rotações, P é a carga equivalente constante aplicada, e C é a carga dinâmica básica de classificação para o mancal especifico que é definida pelo fabricante e publicada para cada mancal nos catálogos de mancais. O p representa uma potência para mancaisde esferas e é igual a 3.

P = Carga equivalente;

V = Fator de rotação (V=1, pois o anel interno gira e o externo é fixo.)

X = Fator radial

Y = Fator Axial

Como,de acordo com o fabricante de rolamentos o X=1 e o Y=0

Carga Equivalente:

Logo a carga Dinâmica:

Como toda a seção do eixo tem o diâmetro D = 31,6mm, então o mancal B( lado direito) selecionado foi: SKF 6201 que pode suportar uma carga dinâmica de até 7280 N e tem uma espessura de B=10mm.

Com a escolha do SKF 6201 o eixo passou a ter diâmetro D = 32 mm e como as cargas dos mancais selecionados foram diferentes, foi escolhido o mancal selecionado no lado direito que atende as duas situações, e assim facilitando a manutenção do sistema.

3.1.14 - ANÁLISE DE RIGIDEZ

Para analisarmos a rigidez do eixo, constitui-se uma planilha no Excel, de acordo com os dados obtidos e necessários para o cálculo, onde o objetivo é calcular as deflexões nas seções do eixo projetado. Para a planilha, entra-se com as forças, os diâmetros e as distâncias das seções para essa configuração e tem-se como saída as deflexões e inclinações nas seções, bem como, as deflexões e inclinações resultantes.

Dividimos o eixo em estações de acordo com as mudanças de seções e carregamento. Para a configuração do eixo elaborado, temos 12 estações (localizadas no centro dos elementos e nos encostos) mostradas abaixo para o plano vertical e da mesma forma para o plano horizontal.

O valor da deflexão permitida nos eixos e árvores depende de como e onde o elemento é usado, em conseqüência disso nenhuma regra geral pode ser estabelecida. Cada área de aplicação recomenda suas próprias regras. A análise de rigidez é um ponto necessário no projeto, pois sem esta é impossível estabelecer ao se trabalhar o eixo provocará deflexões que multiplicarão o efeito da fadiga diminuindo de muito a vida total deste eixo.

A distância entre mancais especificada no projeto é de 2,69 então a deflexão máxima será:

2,69  0,000083 = 0,000223 m.

Dividimos o eixo em estações de acordo com as mudanças de carregamento, ver figura abaixo. Para a configuração do eixo elaborado, temos 11 estações (localizadas no centro dos elementos e nos encostos) mostradas abaixo para o plano vertical e da mesma forma para o plano horizontal.

Os resultados obtidos satisfizeram a condição de rigidez, conforme apresentado na planilha em anexo.

CONCLUSÕES

A elaboração de um projeto requer um amplo conhecimento e análise minuciosa sobre o elemento a ser projetado. Fatores como carga atuante, momentos envolvidos, o ambiente de trabalho, entre outros, influenciam diretamente no desenvolvimento do projeto. Outro detalhe importante para o sucesso é a quantidade de informações sobre os materiais utilizados, vimos que a quantidade de informação sobre o material é essencial para o sucesso de um projeto.

A partir dos resultados apresentados nos capítulos anteriores podem-se fazer as seguintes conclusões:

• O material selecionado para o eixo, o aço carbono nitretado, por ser bem mais barato leva a uma redução significativa no custo;

• Por ter um apreciável grau de usinabilidade, o material selecionado resulta numa diminuição ainda mais no custo de produção do eixo;

• Em relação às propriedades anticorrosivas do material em questão, se o meio nocivo não for levado ao extremo o simples tratamento térmico de nitretação certamente não resolveria, o que levaria a uma escolha de materiais com Cr e Ni em sua composição;

• No que diz respeito ao tipo de nitretação que será feita após o eixo ter sido usinado, a realizada por plasma tem indiscutivelmente melhor qualidade em relação ao controle da camada nitretada, além de melhorar e muito a resistência superficial ao desgaste do material;

• Quanto à segurança do projeto, foi utilizado um valor significativo no que diz respeito ao carregamento estático, dinâmico e além do mais na rigidez e na velocidade crítica;

• O fato de considerar o escoamento como parâmetro de falha, tanto no uso do critério de resistência como análise de falha, leva a uma maior conservatividade do que se fosse usado o limite de resistência à tração;

Como mostrado acima podemos dizer que temos como ponto primordial, no que se trata de analise de dimensionamento, a análise de rigidez, pois verificamos que é o fator determinante para o dimensionamento do eixo. É importante que não se esqueça dos fatores de segurança, os quais devem ser utilizados da melhor forma possível, para que não se tenha um alto custo, e um superdimensionamento desnecessário, pois existe a necessidade de se produzir um eixo o quanto mais leve possível.

BIBLIOGRAFIA

[1] Serviço online de Catálogo Geral de Rolamentos, SKF;

[2]CHIVERINI, Vicente. AÇOS E FERROS FUNDIDOS. CARACTERÍSTICOS GERAIS E TRATAMENTOS TÉRMICOS. ed 4. São Paulo: Associação Brasileira de Metais, 1981;

[3] CHIAVERINI, Vicente. TECNOLOGIA MECÂNICA. Materiais de construção mecânica. ed 2. São Paulo, MAKRON Books do Brasil Editora Ltda, 1986;

[4] FREIRE.José de Mendonça, MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO MECÂNICA: TECNOLOGIA MECÂNICA. Rio de Janeiro: LTC- Livros Técnicos Científicos Editora S.A., 1983;

[5] NORTON, Robert L. PROJETO DE MÁQUINAS: UMA ABORDAGEM INTEGRADA. Porto Alegre: Ed. Bookman. 2004;

[6] SHIGLEY, Joseph Eduard, PROJETO DE ENGENHARIA MECÂNICA. São Paulo: Bookman., 2005. 7º edição;

[7] NIEMANN, Gustav. ELEMENTOS DE MÁQUINAS. São Paulo: Ed. Edgard Blucher Ltda. 1971 Volumes 2 e 3;

[8] RUDENKO – MÁQUINAS DE ELEVAÇÃO E TRANSPORTE

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