2011_1_eng_mecanica_7_elemento_de_maquina_i

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ATIVIDADES PRÁTICASSUPERVISIONADAS

Engenharia Mecânica7ª Série Elementos de Máquinas I

A atividade prática supervisionada (ATPS) é um método de ensino-aprendizagem

desenvolvido por meio de um conjunto de atividades programadas e

supervisionadas e que tem por objetivos:

Favorecer a aprendizagem.

Estimular a corresponsabilidade do aluno pelo aprendizado eficiente e

eficaz.

Promover o estudo, a convivência e o trabalho em grupo.

Desenvolver os estudos independentes, sistemáticos e o autoaprendizado.

Oferecer diferenciados ambientes de aprendizagem.

Auxiliar no desenvolvimento das competências requeridas pelas DiretrizesCurriculares Nacionais dos Cursos de Graduação.

Promover a aplicação da teoria e conceitos para a solução de problemas

relativos à profissão.

Direcionar o estudante para a emancipação intelectual.

Para atingir estes objetivos, as atividades foram organizadas na forma de

um desafio, que será solucionado por etapas ao longo do semestre letivo.

Participar ativamente deste desafio é essencial para o desenvolvimento das

competências e habilidades requeridas na sua atuação no mercado de trabalho.

Aproveite esta oportunidade de estudar e aprender com desafios da vida

profissional.

AUTORIA:

Paulo Luiz da Silva Barros



Engenharia Mecânica - 7ª Série - Elementos de Máquinas I


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COMPETÊNCIAS E HABILIDADES

Ao concluir as etapas propostas neste desafio, você terá desenvolvido as competênciase habilidades descritas a seguir.

Capacidade de expressar graficamente os elementos fundamentais de um sistema detransmissão;

Capacidade de utilizar todos os cálculos necessários para construir um sistema deelevação;

Capacidade de dimensionar eixos, engrenagens, rolamentos, molas e correias, bemcomo dimensionar a motorização necessária para o seu funcionamento;

Habilidade para elaborar o cinematismo que compõe um sistema de elevação.

DESAFIO

Ao final do desafio, o grupo deverá apresentar um memorial de cálculo e um desenhoesquemático para um sistema de elevação (figura 1).No memorial deverá conter todos os cálculos dos momentos, definição da motorização,cálculos de correias, engrenagens, eixos e mancais de rolamento e um desenho esquemáticodo sistema de elevação.

Figura 1 – Desenho esquemático de um elevador

Componentes:

1- Motor

2- Polia motora

3- Correia

4- Polia movida5- Eixo I

6- Mancal I

7- Pinhão I

8- Coroa I

9- Mancal II

10- Eixo II

11- Pinhão II

12- Coroa II

13- Eixo III

14- Mancal III

15- Tambor 16- Cabo I

17- Cabo II

18- Contrapeso

19- Cabine

20- Molas





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Produção AcadêmicaDescrição do que será produzido. Exemplos:• Relatórios parciais, com os resultados das pesquisas realizadas nas Etapas 2, 3 e 4.• Relatório final.• Apresentação final em Power Point.

ParticipaçãoEsta atividade será, em parte, desenvolvida individualmente pelo aluno e, em parte,

pelo grupo. Para tanto, os alunos deverão:• organizar-se, previamente, em equipes de 3 a 5 participantes;• entregar seus nomes, RAs e e-mails ao professor da disciplina e• observar, no decorrer das etapas, as indicações: Aluno e Equipe.

PadronizaçãoO material escrito solicitado nesta atividade deve ser produzido de acordo com as

normas da ABNT1

, com o seguinte padrão:• em papel branco, formato A4;• com margens esquerda e superior de 3cm, direita e inferior de 2cm;• fonte Times New Roman tamanho 12, cor preta;• espaçamento de 1,5 entre linhas;• se houver citações com mais de três linhas, devem ser em fonte tamanho 10, com

um recuo de 4cm da margem esquerda e espaçamento simples entre linhas;• com capa, contendo:

• nome de sua Unidade de Ensino, Curso e Disciplina;• nome e RA de cada participante;• título da atividade;• nome do professor da disciplina;• cidade e data da entrega, apresentação ou publicação.

ETAPA 1

Aula-tema: Definição do cinematismo do equipamento Esta atividade é importante para que você possa iniciar o procedimento de cálculo

para então determinar o cinematismo da máquina, acompanhar as explicações iniciais para

não haver dúvida na execução da tarefa. Para realizá-la, devem ser seguidos os passos descritos.

PASSOS

Passo 1

Os alunos deverão assistir a aula e acompanhar todas as explicações de como deverão fazeros cálculos de torque, rendimento e rotação em cada árvore, cada engrenagens e polia.Também serão estabelecidos todos os dados que comporão o projeto.

1Consulte o Manual para Elaboração de Trabalhos Acadêmicos. Unianhanguera. Disponível em:

<http://www.unianhanguera.edu.br/anhanguera/bibliotecas/normas_bibliograficas/index.html>.





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Nesta etapa os alunos criarão um esquema cinemático padrão para todos (figura 2), ondeserão solicitados os componentes que deverão estar obrigatoriamente no projeto:

Figura 2 – Cinematismo proposto para o elevador

Passo 2

Para a execução do projeto utilize os seguintes dados:

• Definição da capacidade de carga do elevador:Para RA finais 0 e 1 _______ F = 7000 NPara RA finais 2 e 3 _______ F = 10000 NPara RA finais 4 e 5 _______ F = 13000 NPara RA finais 6 e 7 _______ F = 17000 NPara RA finais 8 e 9 _______ F = 20000 N

• Peso da cabine do elevador e contrapeso = 5000 N;

• Velocidade de elevação: 1,5 m/segundo;

• Cabo de aço: 8x19 Seale + AF, torção regular, traction steel, polido;

• Rotação do motor: 1750 rpm

• Material das engrenagens: SAE – 4340 adm -170 N/mm2

• Dureza das engrenagens: 58 HRC (6010 HB)

• Coeficiente de atrito entre correia e polia: µ0,25





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• Fator de serviço das correias: Fs = 1,2 – Funcionamento: 3 a 5 h/dia

• Relação entre largura e diâmetro primitivo: b1/do1 = 0,5

• Duração das engrenagens e rolamentos: 17.500 horas

• Material dos Eixos: SAE-1045 Tensão de flexão = 60N/mm2 - Tensão de torção =50N/mm2

• Engrenagens ECDR: Z1-21 dentes; Z2-84 dentes; Z3-24 dentes; Z4-96 dentes;• Utilizar correia Hi-Power II;

• Diâmetro do tambor do cabo: de 26 a 39 x diâmetro do cabo escolhido;

• Quantidade de cabo: aprox. 100 metros lineares;

• Fator de serviço para as engrenagens: φ = 1,25 (elevador de carga – uso 10h/dia);

• Rendimentos: engrenagens = 0,97 / mancal rolamento = 0,99 / correia = 0,98;

• Para o cálculo das molas, considerar a carga do elevador e uma deflexão de 50mm

ETAPA 2

Aula-tema: Cálculo do cabo de aço Esta atividade é importante para que você aprenda a dimensionar cabo de aço para o

sistema de elevação. Para realizá-la, devem ser seguidos os passos descritos.

PASSOS

Passo 1

Escolha adequadamente o tipo de cabo de aço destinado ao sistema de elevação do elevador.

Passo 2

Calcule detalhadamente todos os parâmetros correspondentes à escolha do cabo de aço edefinir o diâmetro do tambor de bobinamento do cabo.

Passo 3

Prepare um relatório com todos os cálculos do cabo de aço, que serão revisadas peloprofessor.

ETAPA 3

Aula-tema: Cálculo de correiasEsta atividade é importante para que você aprenda a dimensionar correias de

transmissão para o sistema proposto. Para realizá-la, devem ser seguidos os passos descritos.





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PASSOS

Passo 1

Escolha adequadamente o tipo de correia bem como a quantidade necessária para atransmissão. Limite-se a uma quantidade de 6 correias, caso o cálculo solicite mais, escolhaum perfil superior.

Passo 2

Opte pelo modelo Hi-power II.

Passo 3

Prepare um relatório com todos os cálculos das correias, que serão revisadas pelo professor.

ETAPA 4

Aula-tema: Cálculo das engrenagens, dos eixos, e mancais de rolamentos e molas Esta atividade é importante para que você aprenda a dimensionar engrenagens,

calcular os eixos da transmissão, e mancais de rolamento e molas.Para realizá-la, devem ser seguidos os passos descritos.

PASSOS

Passo 1

Os alunos deverão acompanhar a aula ou utilizar a bibliografia indicada para desenvolver osmétodos de cálculo das engrenagens e cálculo dos eixos.

Passo 2

Os alunos deverão acompanhar a aula para desenvolver os métodos de cálculo dosrolamentos, bem como aprender a selecionar rolamentos nos catálogos dos principaisfabricantes, nesse projeto considere a aplicação de mancais com rolamentos auto-compensadores de esferas ou de rolos. Também aprenderão a dimensionar os diversos tiposde molas.

Passo 3

Prepare um relatório contendo os cálculos dos passos 1 e 2.

ETAPA 5

Aula-tema: Finalização do memorial de cálculo do sistema de elevação

Esta atividade é importante para que o grupo possa finalizar o desafio proposto noinício dos trabalhos.

Para realizá-la, devem ser seguidos os passos descritos.





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PASSOS

Passo 1

Comece a preparar os cálculos para a conclusão do desafio proposto inicialmente. Execute odetalhamento do cinematismo.

Passo 2

Prepare também o desenho esquemático do elevador, conforme exemplo mostrado no iníciodo desafio, não esquecendo dos demais detalhes que fazem parte do sistema.

Passo 3

O trabalho deverá ser finalizado à mão livre, com exceção dos desenhos, caso queiram fazerem CAD, deverão ser entregue junto com o memorial de cálculo revisado e passado a limpo,

em caligrafia técnica e ordenado da seguinte forma:1º - Cinematismo com os cálculos de torque e rotações;2º - Cálculo da correia com um exemplo de tabela de um fabricante;3º- Memorial de cálculo das engrenagens e todos os dados necessários para sua

construção;4º - Memorial de cálculo dos eixos;5º - Memorial de cálculo dos rolamentos e molas;6º - Desenho esquemático do sistema.

Passo 4

Consolide o resultado obtido nas Etapas anteriores e finalize o projeto, entregando o relatóriofinal e preparando uma apresentação simples para ser mostrada ao professor da disciplina.

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