correias e polias formatado.doc

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ

CAMPUS UNIVERSITÁRIO DE TUCURUÍ

FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA

CORREIAS E POLIAS

Projeto de engenharia reversa de uma transmissão por correia trapezoidal de um ventilador industrial, como requisito parcial para a obtenção de nota referente à disciplina elementos de máquina II.

Docente: Prof. Eng. Maciel Costa.

Bruno Raniel Santos Marinho

Edidácio da Silva Costa

Geanilson Brito da Silva

Marcos Rairan Matos Silva

Rerolde Martins Lins

Waldson Melo Bezerra

Tucuruí – PA 2015

Avaliação nutricional e perfil de ácidos graxos como ferramenta natural para identificar três espécies de lutjanídeos (Lutjanidae-perciformes)

Edilene Santos de Almeida1, Evaldo Martins da Silva2

ABSTRACT

Key-words:

1

SUMÁRIO1 Introdução. ...........................................................................................................................1

2 Revisão Bibliográfica ............................................................................................................1

2.1 Correias ........................................................................................................................1

2.2 Relações Principais, Nomenclatura, Definições e Simbologias .....................................2

2.3 Análise e determinação das cargas ...............................................................................3

2.3.1 Carga inicial Fi .......................................................................................................3

2.3.2 Análise da relação entre as cargas no ramo da correia (F1 e F2) ............................4

2.3.3 Determinação das cargas ......................................................................................5

2.3.4 Desenvolvimento do atrito para correia de secção trapezoidal ...........................6

2.4 Especificações de correias trapezoidais ........................................................................6

2.4.1 Padronização ........................................................................................................6

2.4.2 Seleção de correias trapezoidais ..........................................................................7

2.5 Estimativa de vida da correia ......................................................................................13

3 Polias ..................................................................................................................................14

3.1 Polias para correia em V .............................................................................................14

4 Projeto de Engenharia Reversa ..........................................................................................16

5 Conclusão ...........................................................................................................................24

6 Bibliografia .........................................................................................................................25

1 Introdução. ...........................................................................................................................1


2.1 Correias ........................................................................................................................1


Análise e determinação das cargas ..................................................................................3

2.3 ............................................................................................................................................3

2.3.1 Carga inicial Fi .......................................................................................................3

2.3.2 Análise da relação entre as cargas no ramo da correia (F1 e F2) ............................4

2.3.3 Determinação das cargas ......................................................................................5

2.3.4 Desenvolvimento do atrito para correia de secção trapezoidal ...........................6

2.4 Especificações de correias trapezoidais ........................................................................6

2.4.1 Padronização ........................................................................................................6

2.4.2 Seleção de correias trapezoidais ..........................................................................7

2.5 Estimativa de vida da correia .....................................................................................13

3 Polias ..................................................................................................................................14

3.1 Polias para correia em V .............................................................................................14

4 Projeto de Engenharia Reversa ...........................................................................................16

5 Conclusão ...........................................................................................................................24

6 Bibliografia .........................................................................................................................25

1 Introdução. ...........................................................................................................................3


2.1 Correias ........................................................................................................................3


2.3 Transesterificação dos lipídios ......................................................................................5

2.3.1 Forças ...................................................................................................................5

2.3.2 Fjaoafja .................................................................................................................6

2.3.3 Fjafja .....................................................................................................................7

2.3.4 Fjafja .....................................................................................................................8

2.4 Fajofja ...........................................................................................................................8

2.4.1 Fafa .......................................................................................................................8

2.4.2 Fafa .......................................................................................................................9

2.5 Determinação do perfil de ácidos graxos do pescado ................................................14

3 Polias ..................................................................................................................................15

3.1 Determinação da qualidade nutricional da fração lipídica .........................................15

4 Hij .......................................................................................................................................17

5 Conclusão ...........................................................................................................................24

6 Bibliografia .........................................................................................................................24

LISTA DE FIGURAS

Figura 1: Transmissão com correia aberta e fechada........................................................2

Figura 2: Força de atrito entre a correia e a polia (a) plana e (b) trapezoidal...................3

Figura 3: Padronização de correias trapezoidais...............................................................7

Figura 4: Dimensões principais das correias trapezoidais.................................................7

Figura 5: Gráficos para determinação da seção das correias 3V, 5V e 8V.......................9

Figura 6: Gráficos para determinação da seção das correias A, B, C, D e E....................9

Figura 7: Fator de correção para o comprimento - FL....................................................11

Figura 8: Fator de correção para o arco de contato - Ca.................................................12

Figura 9: Valores de Kb, Kc, Q e x.................................................................................14

Figura 10: Dimensões dos perfis dos canais....................................................................15

Figura 11: Padronização de polias...................................................................................15

Figura 1: Transmissão com correia aberta e fechada ........................................................5

Figura 2: Força de atrito entre a correia e a polia (a) plana e (b) trapezoidal. ..................6

Figura 3: Padronização de correias trapezoidais. ..............................................................9

Figura 4: Dimensões principais das correias trapezoidais. ..............................................10

Figura 5: Gráficos para determinação da seção das correias 3V, 5V e 8V. ....................11

Figura 6: Gráficos para determinação da seção das correias A, B, C, D e E. .................11

Figura 7: Fator de correção para o comprimento - FL ....................................................13

Figura 8: Fator de correção para o arco de contato - Ca .................................................14

Figura 9: Valores de Kb, Kc, Q e x. ................................................................................15

Figura 10: Dimensões dos perfis dos canais. ...................................................................16

Figura 11: Padronização de polias. ..................................................................................17

2

4 Introdução.

As correias, juntamente com as polias são um dos meios mais antigos de

transmissão de movimento. É um elemento flexível, normalmente utilizado para transmissão de

potência entre dois eixos. São muito utilizadas devido sua grande versatilidade e campos de

aplicação. A maneira de transmissão de potência se dá por meio do atrito que pode ser simples,

quando existe somente uma polia motora e uma polia movida ou múltipla, quando existem

polias intermediárias com diâmetros diferentes (escalonada). A transmissão pode ser afetada por

alguns fatores, dentre os principais a falta de atrito, pois quando em serviço, a correia pode

deslizar e portanto não transmitir integralmente a potência. As correias são construídas com

materiais como: borracha, polímeros, sintéticos, reforços de nylon, tiras metálicas, tecido e

couro.

As polias são peças cilíndricas, movimentadas pela rotação do eixo do motor e

pelas correias. Os tipos de polia são determinados pela forma da superfície na qual a correia se

assenta. A polia que transmite movimento e força é a polia motora ou condutora e a polia que

recebe movimento e força é a polia movida ou conduzida. Os materiais empregados na

confecção de uma polia são: ferro fundido, ligas leves, aços e materiais sintéticos.

Posição sistemática das espécies (fishbase)

Importância da família lutjanidae

Indicações literárias de que o perfil de ácidos graxos pode ser utilizado

como ferramente para identificação de espécies; vantagens e desvantagens com

relação a outras técnicas.

Produção pesqueira do estado do Pará.

Inserir o objetivo do trabalho!

5 Materialis e métodosRevisão Bibliográfica.

5.1 AmostragemCorreias

As correias, juntamente com as polias são um dos meios mais antigos de

transmissão de movimento. É um elemento flexível, normalmente utilizado para

transmissão de potência entre dois eixos paralelos distantes. Elas são fabricadas em

várias formas e com diversos materiais.

3

São largamente utilizadas nas indústrias de máquinas operatrizes e automotiva; são

encontradas em diversos equipamentos, desde pequenos aparelhos eletrônicos até

equipamentos industriais de grande porte. O grande sucesso na utilização das correias é

devido, principalmente, às seguintes razões: a boa economia proporcionada por esta

transmissão, sua grande versatilidade e a segurança.

Obtenção dos exemplares

Procedimento em laboratório (registros dos dados obtidos por exemplar)

Caracterização física do pescado

Qual?

5.2 Relações Principais, Nomenclatura, Definições e SimbologiasCaracterização química do pescado

A figura 1 mostra transmissões por correia aberta e fechada. As principais

relações, definições, simbologias e nomenclaturas adotadas neste trabalho são

mostradas a seguir.

Figura 1: Transmissão com correia aberta e fechada

Ângulo de Abraçamento –

4

Onde:

D = Diâmetro maior

d = Diâmetro menor

c = Distância entre centros

Distância entre centros –

Onde:

Comprimento da correia –

Rotações das polias motora (1) e movida (2) –

Relação de transmissão

5.2.1 Análise e determinação das cargasQual?

5.2.2 Transesterificação dos lipídiosAs correias estão submetidas basicamente a dois tipos de tensões: tensão devido

ao tracionamento e tensão devido à flexão da correia em torno da polia. A figura 2

mostra a configuração da força normal (N) resultante do tracionamento inicial, que

origina a força de atrito (μ.N) necessária à transmissão, tanto para correias planas

(figura 2a) como para trapezoidais (figura 2b).

5

Figura 2: Força de atrito entre a correia e a polia (a) plana e (b) trapezoidal.

Algumas análises e definições, baseadas na figura 1.11, serão agora feitas.

Fi = carga inicial ou pré-carga

F1 = força no ramo tenso

F2 = força no ramo frouxo

R = resultante na correia - carga útil, carga transmitida

5.2.3 Carga inicial Fio

Se T = 0 (parado)

Se T > 0 (transmissão)

Se R

Assim, o único modo de transmitir potência é aumentar a força inicial (Fi).

5.2.4 Análise da relação entre as cargas no ramo da correia (F1 e F2)

6

Porém,

Substituindo [3] em [4]; vem:

Integrando:

A equação 4 é denominada equação fundamental das correias. Essa equação

representa, considerando os demais parâmetros constantes, a relação máxima entre as

forças F1 e F2 que a correia pode operar sem deslizamento. Para correias trapezoidais a

equação torna-se:

7

5.2.5 Determinação das cargasAs cargas atuantes nesta transmissão são determinadas a partir da potência ou

torque transmitidos e na equação fundamental das correias.

Potência –

Onde:

F1= Força no ramo tenso

F2= Força no frouxo

P = Potência do motor

r = Raio da poia

n = Rotação

K1= Constante

Equações [5] ou [6]

Onde:

– Para correias planas.

Para correias em ‘’V’’.

8

5.2.6 Desenvolvimento do atrito para correia de secção trapezoidalA correia de seção trapezoidal (ou simplesmente correia em V) é provavelmente o tipo

mais usado na prática. Nas correias trapezoidais o coeficiente de atrito dado por:

Onde:

Segundo a Gates Rubber Company.

Desde que seno de seja menor que um 1, μ' > μ e isso justifica a preferência por

correia trapezoidal na maioria das aplicações práticas. Isso porque o efeito de cunha da

correia na polia multiplica o coeficiente de atrito pelo inverso do seno do ângulo de

inclinação da face lateral. O resultado é um significativo ganho de capacidade,

proporcionando conjuntos mais compactos, com menor nível de ruído e menores cargas

nos mancais, se comparado com as correias planas.

5.3 Especificações de correias trapezoidais

5.3.1 PadronizaçãoAs correias industriais trapezoidais são fabricadas basicamente com dois conjuntos de

perfis: o perfil Hi-Power (A, B, C, D e E) e o perfil PW (3V, 5V e 8 V), conforme

mostra a figura 3. As diferenças entre os perfis são dimensionais e estas dimensões são

apresentadas na figura 4.

Figura 3: Padronização de correias trapezoidais.

9

Figura 4: Dimensões principais das correias trapezoidais.

5.3.2 Seleção de correias trapezoidaisO procedimento para a seleção da correia mais adequada segue a seguinte sequência ou

passos:

1º) Determinação da potência de projeto

2º) Escolha da seção mais adequada

3º) Cálculo da potência transmitida por 1 correia

4º) Determinação do número de correias

5º) Determinação do comprimento e especificação da correia

1°) Potência de Projeto –

Normalmente, em uma transmissão, é conhecida a potência da máquina

condutora (P). Esta deve ser multiplicada por um fator de serviço que levará em

consideração certas condições de funcionamento, tais como o arranque, o tempo de

funcionamento, a carga (intermitente ou contínua), o tipo de choque e etc. Quando a

potência da máquina conduzida for conhecida esta pode ser utilizada como potência de

projeto (PHP).

Onde:

10


FS = Fator de serviço

2º) Escolha do perfil (seção) da correia

A determinação da seção mais adequada à transmissão é feita utilizando-se os

gráficos mostrados nas figuras 5 e 6. Deve-se decidir previamente o tipo de correia a ser

utilizado (Hi-Power ou PW). Em seguida deve-se encontrar a interseção entre a rotação

da polia menor (ou eixo mais rápido) e a potência de projeto (PHP), calculada no 1º

passo. A região onde estiver a interseção mostrará o perfil de correia mais indicado.

Figura 5: Gráficos para determinação da seção das correias 3V, 5V e 8V.

11

Figura 6: Gráficos para determinação da seção das correias A, B, C, D e E.

3º) Potências por Correias (Pcorr)

A próxima etapa consiste na determinação da potência que uma correia com o

perfil determinado no passo anterior, pode transmitir naquela velocidade.

Esta potência é determinada pelo fabricante, através de ensaio realizado com

polias de canais iguais (arco de contato igual a 180º), comprimentos médios e fator de

operação igual a 1.0. Ela é normalmente fornecida em forma de tabelas, coeficientes a

serem aplicados em fórmulas ou gráficos e varia de acordo com o fabricante, em função

dos materiais componentes da correia.

O segundo método consiste em determinar-se a potência que 1 correia pode

transmitir, porém através de equações, tabelas e gráficos fornecidos nos catálogos dos

fabricantes. A seguir será apresentado o processo de seleção baseado no catálogo da

Goodyear.

Determina-se a potência que 1 correia pode transmitir através da equação [7],

abaixo.

Onde:

HPbásico: É a capacidade de transmissão da correia caso as polias possuam o mesmo

diâmetro.

HPadicional: É o fator de correção aplicado devido a diferença entre os diâmetros das

polias; depende da relação de transmissão (i).

12

Assim, HPbásico = f (perfil, d, rpm) e HPadicional = f (perfil, d, rpm, i). Ambos os

valores são obtidos na mesma tabela, que se encontra no (ANEXO 2).

FL: É um fator de correção para o comprimento da correia e seu perfil. Seu valor é

obtido da seguinte forma:

Determina-se o comprimento ideal da correia através da equação [1];

Especifica-se seu comprimento real utilizando a tabela do (ANEXO 3);

O valor de FL é então obtido na tabela n, abaixo.

Figura 7: Fator de correção para o comprimento - FL

4º) No de Correias (N)

13

Assim, o no de correias (N) mais adequado à transmissão é determinado através da

relação entre a potência a ser transmitida (PHP) e a capacidade de transmissão da

correia escolhida (Pcorr). Esta relação é expressa pela equação [8]

Onde:

Ca = fator de correção para o arco de contato dado pela tabela abaixo.

Figura 8: Fator de correção para o arco de contato - Ca

5°) Comprimento da correia –

Para finalizar a especificação da correia basta determinar seu comprimento. É

necessário conhecer previamente a distância entre os centros (c). Caso esta seja

desconhecida a seguinte relação pode ser utilizada:

Calcula-se o comprimento através da equação, reproduzida abaixo, e então

procura-se na tabela de comprimentos standard de correias, o comprimento real mais

próximo do calculado.

14

Onde:

D = Diâmetro da polia maior

d = Diâmetro da polia menor

c = Distância entre centros

Algumas vezes pode ser necessário recalcular a distância entre centros (creal)

em função do comprimento real da correia (Lreal→ creal). Substituindo o valor de

Lreal na equação [1], vem:

Onde:

5.4 Determinação do perfil de ácidos graxos do pescadoEstimativa de vida da correia

Após a especificação, uma estimativa da vida desta correia pode ser feita. O enfoque importante

é a análise da ordem de grandeza desta vida. Se ela não atender os critérios projeto existem

parâmetros que podem ser alterados a fim de se obter uma alternativa possível. Os fatores que

influenciam a vida de uma correia são: as cargas de tração e de flexão, o número de picos de

carga e os efeitos centrífugos. Baseado nestes conhecimentos, algumas observações podem ser

feitas: quanto menor o diâmetro da polia e o comprimento e quanto maior a velocidade, mais

severa é a transmissão e menor é a vida da correia.

A vida da correia é determinada utilizando-se o método de Minner, que prediz que o número de

ciclos que a correia pode suportar é:

Onde:

15

M1 e M2 correspondem ao número de picos de carga F1 e F2 que a correia é capaz de suportar.

Os valores de Q e x estão listados na tabela, abaixo.

Figura 9: Valores de Kb, Kc, Q e x.

* Para o cálculo de M1 e M2 utilizando os valores de Q e x da tabela 7, as cargas F1 e

F2 deverão estar em [lbf].

6 PoliasAs polias são os elementos de máquinas rígidos que, juntamente com as correias

completam este tipo de transmissão. Não necessitam de um dimensionamento especial,

sendo sua geometria e dimensões bastante conhecidas e bem descritas nas normas.

Serão abordados aqui apenas os tipos principais para correias em V, planas e

escalonadas, os materiais de fabricação mais comuns e algumas recomendações de

utilização e montagem.

6.1 Determinação da qualidade nutricional da fração lipídicaPolias para correia em V

As polias para correias em V são especificadas nas normas NBR 8319 [18] e

PB-479 [15]. Estas normas padronizam as formas e dimensões principais das polias

entre eixos paralelos e horizontais. A figura abaixo apresenta as dimensões dos perfis

dos canais bem como sua posição na polia.

16

Figura 10: Dimensões dos perfis dos canais.

A figura n apresenta o perfil de uma polia com a correia alojada na canaleta e a

respectiva simbologia adotada.

Figura 11: Padronização de polias.

Onde:

f - distância entre a linha de centro do primeiro canal e a face mais próxima da polia.

e - distância entre as linhas de centros de dois canais consecutivos.

h - profundidade do canal abaixo da linha do diâmetro primitivo.

b - profundidade do canal acima da linha do diâmetro primitivo.

lp - largura do canal na linha do diâmetro primitivo.

dp - diâmetro primitivo da polia.

17

ϕ - ângulo do canal.

ls - largura superior do canal.

7 Projeto de Engenharia ReversaPara o Projeto de Engenharia Reversa, de um ventilador

Industrial centrifugo com transmissão usando correia trapezoidal,

encontre:

1) Potência de Projeto

2) Tensão do lado tenso e frouxo

3) Fator de projeto;

4) Vida em fadiga;

5) Verificação do desenvolvimento do atrito

Dados: Potência nominal 4HP; rotação 890RPM; Polia motora 125mm; Polia movida

230mm; coeficiente de atrito entre correia e polia é 0,512.

Primeiramente é necessário verificar se a correia trapezoidal do sistema de

transmissão do ventilador foi corretamente especificada. O procedimento para a seleção

da correia mais adequada segue a seguinte sequência:

1º) Determinação da potência de projeto

2º) Escolha da seção mais adequada

3º) Cálculo da potência transmitida por 1 correia

4º) Determinação do número de correias

5º) Determinação do comprimento e especificação da correia

1°) Potência de projeto

Dados:

P = 4 HP

FS = 1,2 (Anexo 1)

18

2°) Escolha da seção mais adequada

PHP = 12

rpm = 890

No gráfico rotação do eixo mais rápido X potência de projeto temos,

que a correia mais adequada seja a da seção A.

3°) Capacidade de transmissão de 1 correia de seção A:

Determinando HPbásico:

n = 890 rpm; d = 125 mm HPbásico = 2,06 (Anexo 2)

Determinando HPadicional:

HPadicional = 0,1225 (Anexo 2)

19

Determinando o fator de correção para o comprimento – FL:

Para determinar a correia ideal foi necessário efetuar uma interpolação.

Consultando a tabela abaixo para determinar o fator de correção em função da

designação do tamanho da correia A – 108, temos:

20

Dessa forma temos que a capacidade de transmissão de 1 correia é:

4°) Determinação do número de correias de seção A:

Determinando Ca:

Consultando a tabela acima. Ca é igual a 0,99. Logo o número de correia é dado por:

21

Feito a verificação do sistema de transmissão do ventilador foi comprovado que o ideal seriam duas correias A-108. Estando portanto corretamente dentro dos padrões.

Determinação das cargas F1 e F2.

Partindo de:

Onde:

= Força no ramo tenso

= Força no frouxo


r = Raio da polia

n = Rotação

= Constante

P = 4HP

r = 62.5 mm

n = 890

K1 = 7120

22

Da equação [6]:

Determinando K2;

Dados:

A Gates Rubber Company declara que:

36°

?

Retornando a equação [6]

Portanto;

e

Substituindo (2) em (1):

23

Da equação (2):

Determinando o fator de projeto – nf

Dados:

= 4,83 HP

FS = 1,2

P = 4 HP

Verificação do desenvolvimento do atrito -

= 0,512

= 36°

24

0,512 > 0,16. Dessa forma terá como resultado um significativo ganho de

capacidade, proporcionando conjuntos mais compactos, com menor nível de ruído

e menores cargas nos mancais.

Estimativa de Vida da Correia – N° de Ciclos

Onde:

Dados:

F1 = 621 N = 139,5 lbf

F2 = 109 N = 24,5 lbf

Da tabela n temos:

Q = 674

X = 11,089

Logo:

25

8 ConclusãoRealizada a revisão bibliográfica e os cálculos de projeto da transmissão por correias

trapezoidais ou em V para o ventilador industrial da UHE Tucuruí, tomado como exemplo para

a realização do estudo de engenharia reversa, os resultados obtidos através do procedimento

de dimensionamento adotado foram condizentes com o projeto observado no equipamento.

Houve plena satisfação dos integrantes ao ratificarem seus cálculos com o projeto

original, mostrando a plena ligação entre a teoria e a prática, visto que, tal procedimento irá

acompanhar constantemente a vida profissional do Engenheiro Mecânico.

26

9

10 Tratamento estatístico dos dados (qual?)

[11] ResultadosBibliografia

[1] SHIRGLEY, Joseph E.; MISCHKE, Charles R.; BUDYNAS, Richard G. Projeto de Engenharia Mecânica. 7° Ed., Artmed Editora S.A, 2005.

[2] NORTON, R.L., Projeto de Máquinas: Uma abordagem Integrada. 2°Ed., Editora Bookman, 2004.

[3] COLLINS, J.; Projeto Mecânico De Elementos De Maquinas. LTC, 1° Ed, 2006.

[4] FILHO, Flávio de Marco. Elementos de Transmissão Flexíveis. Departamento de Engenharia Mecânica/ UFRJ, Rio de Janeiro, 2009.

Anexo 1

27

Anexo 2

29

Anexo 3

Discussão

Conclusão

Referências bibliografias.

correias e polias formatado.doc

Documents