Deciso do tema Quando foi solicitado pela coordenao do curso a escolha do tema, o grupo se reuniu paraestepropsito,ecadamembroparticipantefezumasugesto.Asprincipaissugestes selecionadasparaaescolhaforam:-MinitornoCNC,Cadeiraderodasmotorizada,Mini injetora para plsticos e Armrio automatizado. Em comum acordo entre os componentes do grupofoidecididoqueaescolhasefariaatravsdeumamatrizdedecisesondeforam observadoscritriosespecficosdecadatemaeessescritriosforamavaliados qualitativamente. Aps isso foi feita a anlise dos critrios para a escolha do tema. Mini Torno CNC: Figura. Croqui de referncia do mini torno para avaliao do tema. - Projeto mecnico complexo, projeto eletrnico complexo e programao complexa. -Grande nmero de peas. -Construocomplexa.Peascommaiorpreciso,maiortempodeusinageme componentes eletrnicos de alto custo. -Tema comum e muito explorado em feiras e trabalhos cientficos. -Grandenmerodeaplicaesdematriasdagradecurricular:Processosde fabricao,Esttica,ResistnciadosMateriais,ProjetodeMquinas,Desenhotcnico, Computao grfica (Software para desenhos 3D), Eletrnica analgica e digital, Sistemas de controle, Programao e Micro controladores. Cadeira de Rodas motorizada: Figura. Croqui de referncia de uma cadeira de rodas para avaliao do tema. -Projeto mecnico simples, e projeto eletrnico complexo. -Menor nmero de peas. -Construo simples. -Tema comum e muito explorado em feiras e trabalhos cientficos. -Pequenonmerodeaplicaesdematriasdagradecurricular:Mtodosde pesquisas,Sociologia,Esttica,Resistnciadosmateriais,Projetodemquinas,Desenho tcnico, Computao grfica (Software para desenhos 3D), Eletrnica analgica e digital. Mini Injetora para Plsticos Figura. Foto -Projeto mecnico complexo, projeto eletrnico complexo-Maior nmero de peas.-Construomuito componentesmecnicoseeletrnicosdealtocustovalor elevado) -Tema original e pouco explorado-Maior nmero de aplicaes de matrias da grade curricular: Processos de fabricao, Termodinmica,TransfernciadeCaloreMassa,Acionamentoshidrulicos,Esttica, ResistnciadosMateriais,ProjetodeMquinas,Projetodemecanismos,Computao grfica (Software para desenhos 3D), Eletrnica analgica e digital, Sistemas de controle, Programao e Micro controladores. Mini Injetora para Plsticos Foto de referncia de uma injetora para avaliao do temaProjeto mecnico complexo, projeto eletrnico complexo e programao complexade peas. complexa.Peascommaiorpreciso,maiortempodeusinagecomponentesmecnicoseeletrnicosdealtocustoesistemahidrulico(equipamentode Tema original e pouco explorado. No foram encontrados projetMaior nmero de aplicaes de matrias da grade curricular: Processos de fabricao, Termodinmica,TransfernciadeCaloreMassa,Acionamentoshidrulicos,Esttica, ResistnciadosMateriais,ProjetodeMquinas,Projetodemecanismos,Computao grfica (Software para desenhos 3D), Eletrnica analgica e digital, Sistemas de controle, Programao e Micro controladores. para avaliao do tema. e programao complexa. complexa.Peascommaiorpreciso,maiortempodeusinagem, esistemahidrulico(equipamentode projetos semelhantes. Maior nmero de aplicaes de matrias da grade curricular: Processos de fabricao, Termodinmica,TransfernciadeCaloreMassa,Acionamentoshidrulicos,Esttica, ResistnciadosMateriais,ProjetodeMquinas,Projetodemecanismos,Desenhotcnico, Computao grfica (Software para desenhos 3D), Eletrnica analgica e digital, Sistemas de Armrio Automatizado Figura. Croqui de referncia do Armrio automatizado para avaliao do tema. -Projeto mecnico complexo, projeto eletrnico simples e programao complexa. -Grande nmero de peas -Construo entre simples e complexa. Grande variedade de peas usinadas com alto e mdio grau de preciso. Tempo mdio de usinagem. Componentes mecnicos e eletrnicos de baixo custo. -Tema original e no explorado. No foram encontrados projetos semelhantes. -Grandenmerodeaplicaesdematriasdagradecurricular:Processosde fabricao,Esttica,ResistnciadosMateriais,ProjetodeMquinas,Desenhotcnico, Computao grfica (Software para desenhos 3D), Eletrnica analgica e digital, Sistemas de controle, Programao e Micro controladores. Critrios de escolha do tema Complexidade Oprojetodevesercomplexoecompatvelcomumprojetodeengenharia.Oprojeto deveagruparasreascorrelatasdocursodeengenhariaMecatrnica(Mecnicaeletrnicae automao). Quantidade de peas A quantidade de peas influncia no tempo de construo, e na dificuldade de projetar, fabricar e construir o conjunto. Grande nmero de peas pode inviabilizar a construo dentro do tempo disponvel. Facilidade de construo Afacilidadedeconstruoamenornecessidadedesoldaseajustesdepreciso.A necessidadedemaiortrabalhonocortedaestruturatambminfluncianegativamentena facilidade. Outro aspecto que levado em considerao a facilidade de montagem, como a necessidadedeapertarparafusosinternosaestrutura.Usinagenscomplexasoudealta preciso, demandam mais tempo e dificultam a montagem. Componentes de alto valor tornam custosa a aquisio, e encarecem o projeto. Originalidade Temasmuitoexploradosnodespertamointeressedopublicoalvopeloprojeto. Podem transmitir algumas vezes a impresso de plagio. Aplicao de matrias da grade curricular O projeto deve envolver o maior nmero possvel de matrias vistas durante o curso. Projetosquetenhampoucasmatriasenvolvidaspoderoserreprovados,vistoano aplicao dos conhecimentos adquiridos. Matriz de deciso dos temas Cadacritriofoiavaliadocomumapontuaode0a10.Semprecomparandocada critriodecadatemacomosdemais.Paradessaformapontuaroprojetodomelhorparao pior. Cada critrio de acordo com a sua importncia recebeu um peso com relao nota final Tabela. Matriz para tomada de deciso CritrioPeso Mini torno CNC Cadeira de rodas motor. Mini Injetora Armrio Automatizado Complexidade585108 Qtd. Peas381058 Facilidade de construo 561038 Matrias aplicadas585109 Originalidade242910 Total20142134148169

Apsamontagemdamatrizdedecises,deacordocomoscritriosanalisadosfoi verificadoqueomelhorqueomelhortemaseriaoArmrioAutomatizado.Poisobtevea maior pontuao na avaliao feita pelo grupo. Projeto do Prottipo Objetivo do funcionamento mecnico Oobjetivoesperadodofuncionamentomecnicoqueoequipamentosejacapazde efetuararetiradaoudevoluodealgummaterialqueestejaestocadodentrodoArmrio Automatizado. Uma vez escolhida uma opo (retirada ou devoluo) o software ir permitir o acesso a tela que contenha a relao de artigos cadastrados. O operador dever selecionar o artigodesejado,eoequipamento(mecanismointerno)irautomaticamentepormeiodeum elevador se deslocar at a altura da caixa que contenha o material escolhido e atravs de uma bandejaquesedeslocahorizontalmentefaraextraoeutilizando-sedosmesmos movimentos levar a caixa at a porta de sada. Para o movimento de devoluo a seqncia de movimento inversa. Figura. Esquema de movimentos a serem realizados. Dimensionamento de Seleo de componentes Seleo da caixa Plstica Como uma dasfunesdo projeto controlar oacessoaferramentas, instrumentos e materiais, para organizao, esses itens devem estar separados por tipos ou usos ou famlias. Paraestaseparaofoidefinidoautilizaodecaixasplsticasdedimensespadronizadas, poispossuemgrandedisponibilidadenomercadodeferramentasesodebaixocustopara aquisio. Comoauxliodeumabalanaeumaescalaemmilmetro,foramlevantadasas dimensesemassasdealgumasferramentaseinstrumentoscomunsdeutilizaodentrode uma empresa, com a finalidade de definir o tamanho das caixas a serem utilizadas. Por serem dimensesqueformamafigurageomtricadeumcubo,foicalculadoovolumeemm atravs da multiplicao de suas dimenses externas. Tambmfoicalculadaadensidadedessesobjetos,atravsdarelaoentremassae volume. 1 2 3 4 5 Asdimensesencontradasevalorescalculadosparaovolumeeadensidadeso descritas abaixo: Tabela. Dimenses de alguns Equipamentos e Ferramentas comuns nas indstrias. Item Largura [cm] Profundidade [cm] Altura [cm] Massa [kg] Volume [m] Densidade [kg/m] Multmetro tipo Alicate13,026,06,00.40,002028197,2 Termmetro13,024,06,00.40,001872213,7 Lpis Eltrico13,016,010,01.10,002080528,8 Paqumetro 200 mm na caixa 10,029,54,00.50,001180423,7 Vlvula Pneumtica 5/28,013,03,00.20,000312641,0 Ferramenta para torno3,013,03,00.50,0001174273,0 Micrometro 25-50 com caixa 9,017,03,00.40,000459871,5 Controlador de temperatura 6,014,06,00.150,000504297,7 Reator p/ lmpada flueresc. 5,025,05,00.20,000625320,0 Na tabela acima das dimenses foi verificado que: -A maior altura do equipamento lpis eltrico, com 100 mm (ou 10 cm).-A maior largura pertence aos equipamentos Multmetro, Termmetro e Lpis Eltrico com 130 mm (ou 13 cm). -AmaiorprofundidadedoInstrumentodemediopaqumetrocom295mm(ou 29,5 cm). Comessesdadosretiradosdatabelaacima,concluiu-sequeaasdimensesdacaixa plstica deviam ser de no mnimo de 10,0 x 13,0 x 29,5 [cm]. Atravs da consulta a uma tabela disponvel no site de um fabricante foi feita a seleo do modelo de caixa plstica. Logo abaixo a Tabela com as dimenses disponveis. Figura. Medid(disponvel em Nessa figura verificoucaixa plstica que atendia essa necessid34,0 [cm]. Nopassoseguintefoiverificadoqualacondioemqueestacaixaplsticaestaria com o mximo valor de massa.Figura. Medidas padronizadas para Caixas Bin (disponvel em http://www.marfinite.com.br/bin.html) Nessa figura verificou-se que conformeas dimenses requeridas, essa necessidade foi o modelo 7, com as dimenses de 17,5 x 22,0 x Nopassoseguintefoiverificadoqualacondioemqueestacaixaplsticaestaria e massa. conformeas dimenses requeridas, o menor modelo de ade foi o modelo 7, com as dimenses de 17,5 x 22,0 x Nopassoseguintefoiverificadoqualacondioemqueestacaixaplsticaestaria Paraissoverificou-senatabeladedimensesdeequipamentos(Tabelaxx),quea ferramentadetornoapresentavaamaiordensidadeeasmenoresdimenses.Comessas informaes,concluiu-sequeamximamassasedariaquandoacaixaplsticaestivesse completamente cheia de ferramentas de torno. Dividindo-seasdimensesdaferramentadetornopelasdimensesinternasdacaixa pode-se obter a quantidade de ferramentas que caberiam na caixa. Figura. Desenho de detalhes da Caixa Plastica modelo 7 (Disponivel em http://www.maxicaixa.com.br/gaveteiros-plasticos-07/). Pela tabela acima pode ser obtido as dimenses internas da caixa, necessrias para os clculos. 15,83,0 5 Obteve-seacimaaquantidadedeferramentasquepodemserdispostasverticalmente dentro da caixa. 19,03,0 6 Obteve-seacimaaquantidadedeferramentasquepodemserdispostaslateralmente dentro da caixa. . 31,513,0 . 2 Obteve-seacimaaquantidadedeferramentasquepodemserdispostasfrontalmente dentro da caixa. Foram multiplicados os valores encontrados para descobrir a quantidade de peas que poderiam ser dispostas dentro da caixa. 5 6 2 60 Multiplicou-seaquantidadedepeasquepoderiamserencontradasdentrodeuma caixa pela massa individual da pea e somou-se a massa da prpria caixa plstica. Segundo o fornecedorMaxicaixa(disponvelemhttp://www.maxicaixa.com.br/gaveteiros-plasticos-07/) a massa da caixa plstica modelo 7 e de 0,5 kg. Efetuando as operaes: 60 0,5_ 0,5_ 30,5_ Desta forma foi feita a seleo da caixa e a obteno das informaes tcnicas sobre a caixa: - Dimenses =altura (17,5 cm) x largura (22,0 cm) x profundidade (34,0 cm); Mxima Massa com a caixa carregada = 30,5 kg. Dimensionamento e projeto da estrutura do mecanismo da bandeja extratora. Convencionou-sequetodososmovimentos,tantorotativosquantolineares,seriam realizadospormeiodemotoresdecorrentecontinua(DC),devidoaobaixocustoea facilidade do controle por intermdio de um microcontrolador, necessitando apenas de reles e transistores,quesocomponenteseletrnicosdebaixocustoefacilmenteencontradosem qualquer revendedor do ramo. MotoresACnecessitariamdecomponentesdealtocusto,comoporexemplo: softstarters,inversoresdefreqnciaentreoutros.Acionamentospneumticos,tambm necessitariamdecomponentesdealtocusto,comoporexemplo:compressor,unidadesde conservao, vlvulas e solenides conexes e etc. Uma das propostas foi um equipamento de menor valor, por esse motivo no foram utilizados esses dois ltimos tipos de acionamentos, massimoprimeiro.Aindaporsetratardeumprottiponocomercialtodaaestruturafoi dimensionadacomosendoconstrudaemaoSAE-1020(laminadoquente),queum materialdeconstruomecnicadefcilusinagem,custodeaquisiobaixoegrande facilidade de aquisio. Omecanismoextratorcompostoporumabandejaextratora,quesedesloca horizontalmente abaixo do nvel da caixa a ser retirada sobre duas barras de metalon. Abaixo segue uma figura do mecanismo extrator: Figura. Desenho do mecanismo extrator. O primeiro item a ser dimensionado foi a espessura da bandeja extratora. Que deveria resistiracondiodopesomximodocaixaplsticacarregadanocentrodabandeja.Tal condio cria um momento fletor na chapa. SegundoMelconian[2001],podemoscalcularacarga(fora)multiplicandoamassa pela acelerao da gravidade. Onde temos: Equao. Equao da Fora 30,5 9,81/ 299,2 Foiobtidaassimacargaaqualabandejadeverresistir.Utilizando-sedosoftware Ftool,foiverificadoovalordasreaesdeapoioeporconseqnciaomomentofletorna chapa. Figura. Clculo computacional das reaes de apoio e momento fletor. Assim, atravs do software foi obtido o momento fletor mximo igual : 34,7 N.m. SegundoMelconian[2001]atensoadmissvelaflexopodeserencontradapela frmula abaixo: Equao. Equao para tenso admissvel a flexo. AindasegundoMelconian[2001]paramateriais dcteisdevemosutilizaratensode escoamento de material para efetuar os clculos. E pela tabela abaixo foi adquirido o valor da tenso de escoamento. Tabela. Tabela de Propriedades Mecnicas de Aos Carbono (Retirada do livro: Machine Design: An integrated Approach, Robert L. Norton). Atravs da tabela foi verificado que a tenso de escoamento para o material SAE-1020 LQ igual : 207 MPa. Nestecasoondeerarequeridoovalordaespessuramnima,atensodeescoamento foi considerada igual tenso admissvel. Para o mdulo de resistncia [Melconian, 2000] temos: 6 Equao. Mdulo de resistncia para seco retangular. Temos como base a medida de 0,464 m (retirada da Figura xx), e a altura dessa chapa foi considerada como senda a espessura necessria. Substituindo valores: 207 10 34,7, 0.00147 ou 1,47 Foi obtido que a espessura mnima para o material escoar foi 1,47 mm, portanto para essapeafoiadotadoaespessuracomercialde3/16ou4,7mm(chapadisponvel encontrada). Calculou-se o peso da chapa para acrescentar a carga atuante: 0.464 0.310 0.0047 0.000676 0.000676 7850 5,3 5,3 9,81 52 52 299.2 351.2 O segundo item que foi dimensionado foi a guia da bandeja. Utilizando-se novamente dosoftwareFtool,calcularam-seasreaes,osmomentoseasforascortantessobreaguia demetalon.Conformedesenho,verificou-sequeacargatotalestsobrequatroapoios,e como foi proposto duas guias a carga total foi dividida entre os quatro apoios. Resultando em duas foras de intensidade igual 87,8 N sobre cada guia. Figura. Diagrama de foras Cortantes. Figura. Diagrama de momentos Fletores. Do diagrama de momento fletor verificou-se que o momento fletor mximo foi igual a 44,8 N.m.Atravsdaequaojdescritaacimacalculou-seomduloresistentemnimoparaa escolha do perfil. 207 44,8 10 216,4 Comessevalorprocurou-seumperfilquetivessenomnimoessevalorcomoseu mduloresistente.ConformePinheiro[2005],calculou-seapropriedadesdesecesplanas para varias medidas de metalons (seo retangular vazada). Figura. Formato da seco calculada. Equao. Equao para o clculo da rea da seco tubular. 12 Equao. Equao para o clculo do momento de inrcia tubular Equao. Equao para o clculo do raio de girao. 6 Equao. Equao para o clculo momento resistente. Tabela. Tabela com valores calculados para propriedades das seces planas. Base [mm] Altura [mm] Espessura [mm] Base interna [mm] Altura interna [mm] Seco transversal [mm^2] Momento de inrcia [mm^4] Raio de girao [mm] Mdulo de resistncia [mm^3] 10,0020,001,507,0017,0081,003800,756,85380,08 20,0020,001,5017,0017,00111,006373,257,58637,33 20,0040,001,5017,0037,00171,0034908,2514,291745,41 40,0040,001,5037,0037,00231,0057153,2515,732857,66 40,0050,001,5037,0047,00261,0096545,7519,233861,83 50,0050,001,5047,0047,00291,00114193,2519,814567,73 Databelaacima,verificou-sequeometaloncomamedida10X20X1,5[mm] atenderiaasolicitaonecessriaparaflexo.Posterioraissoverificou-seseoperfil escolhido resistiria a tenso de cisalhamento. SegundoGere[2003],foipossvelcalcularatensodecisalhamentoemumaviga submetida flexo atravs de: 8 Equao. Equao para clculo da tenso de cisalhamento. Do diagrama de foras cortantes (ver figura xx) verificou-se que a maior fora cortante foi 307,3 N. Substituram-se os valores e fez-se a comparao com a tenso de escoamento do material escolhido. 307,3 208 3800 4,04 Verificamosqueesseperfilatendeasolicitao,pois4,04Fd=1068,39,concluiu-sequeaengrenagemest aprovada. Dimensionamento da chaveta Nesteitemsercalculadoocomprimentomnimodachaveta,paraasmedidaspr-estabelecidas de largura e altura em funo do dimetro do eixo. Tabela. Tabela para seleo de chavetas (retirada parcialmente do livro Elementos de Mquinas, Sarkis Melconian, 2002, 3 Ed). Seo da chaveta Largura b45681012 Altura h456788 Diametro do eixo De101217223038 At121722303844 Figura. Medidas pr-estabelecidas para o clculo da chaveta. Pelatabelaacimaverificamosqueparaumeixode27,5mmasmediasdachaveta so : b=8 e h= 7. SegundoMelconian(2009),oclculodachavetadevepassarporduasverificaes, pela tenso de cisalhamento e pela tenso de esmagamento. Equao. Tenso de cisalhamento para chaveta. Equao. Tenso de presso de contato da chaveta. ConformeMelconian(2009),aschavetassofabricadasemaoABNT1050eas tenses admissveis indicadas so: 60/ 100 Deacordocomosclculosdotpicodeseleodomotor,otorquemximo transmitidopelachaveta22N.mou22000N.mmeconformefiguraxxnotpicode verificao do eixo o dimetro 27,5 mm.Calculo da Fora tangencial na chaveta: 2 2200027,52 1600 Dimensionando o comprimento da chaveta para cisalhmento: 60 16008 3,3 Dimensionando o comprimento da chaveta para tenso de contato. 100 1600 4,6 Verificamosqueocomprimentomnimodachavetadeveriaser4,6mm.Poiso comprimento mnimo requerido para presso de contato maior que o de cisalhamento. Por questo de estabilidade adotou-se o mesmo comprimento do cubo da engrenagem, ou seja, 48 mm. Verificao dos rolamentos Paraaverificaodosrolamentos,encontraram-seprimeiramenteasreaes resultantesnosmancaisderolamento(noeixoexistemdoisplanosdeaodasforas), atravs dos DCLs calculados no item Verificao do Eixo. Figura. Disposio dos rolamentos Clculo da reao resultante no mancal R1: 1 708,45 3,1 1 708,46 Clculo da reao resultante no mancal R2: 2 107,11 91,4 2 140,8 Clculo da reao resultante no mancal R3: 3 82,99 106,68 3 135,15 Clculo da reao resultante no mancal R4: R1 R2 R3 R4 4 768,37 5,8 4 768,4 Comooeixoirexercersomenteforaradialnosmancais,paraaaplicao selecionou-se o rolamento de uma carreira de esferas, por atender as necessidades do projeto e serumrolamentosimplesdebaixocustodeaquisio.AtravsdaTabelaxx,podem-se observar algumas caractersticas particulares deste rolamento. Figura. Rolamento de uma carreira de esferas. Tabela. Aplicao e caractersticas do rolamento de uma carreira de esferas (Catlogo FAG, 1999). Conforme o dimetro do eixo, os rolamentos foram selecionados tabela de dimenses de rolamentos, de forma que fosse possvel efetuar a montagem. Tabela. Dimenses do rolamento de uma carreira de esferas i15-i20 (Catlogo FAG, 1999). Databelaverificou-sequeosrolamentoscomdesignao6203e6204possuemas dimenses que atendem os requisitos necessrios para montagem, e suas capacidades de carga tambm atendem as necessidades. Tabela. Rolamentos selecionados por mancal Mancal Reao (kN) RolamentoDimenes C Fag (kN) R10,708620340x17x12 9,5 R20,141620447x20x14 12,7 R30,135620447x20x15 12,7 R40,768630340x17x12 9,5 O prximo passo consiste na verificao da vida til dos rolamentos. Para este projeto espera-se uma vida til dos rolamentos de pelo menos 5 anos para uma utilizao diria de 8 horas.ParaestedadoutilizaremosavarivelLparadesignaravidatilesperada. Transformando em horas: 5 365 8 14600 SegundoCorra[2009],devemoslevaremcontaofatordeconfiabilidadeparaa verificao dos rolamentos, e calcular a vida til terica. A vida til terica dada por: (((

||

\| =17 , 110 . 84 , 6. expLLREquao. Equao para o fator de confiabilidade. Onde temos: R o fator de confiabilidade e pode ser adquirido pela tabela abaixo: Tabela. Tabela para o fator de confiabilidade (Retirada do livro: Mechanical Engeneering Design, Joseph E. Shigley). Conforme Collins [2006], quando no definido o valor caracterstico usual para o fator de confiabilidade 0,9. Substituindo valores para encontrar L10: 0,9 146006,84 10, 10 146006,84 ln0,9 , 10 42195 Calculando a vida til do rolamento para o pior caso, que o mancal R4, onde existe a maiorreaodeapoio0,768kNeorolamentoselecionadopossuiamenorcargaesttica admissvel 9,5 kN. Segundo o fabricante (FAG, 1999), a vida til em 106 ciclos dada por: aFCL ||

\|= 10Equao. Equao para a vida til em 106 ciclos. OndeCacargadinmicaadmissvel.Conformefabricante(FAG,1999)quando Fr/Fa < 0,8 o valor da carga dinmica igual ao valor da carga esttica. Como a carga axial do eixo 0, logo C vale 9,5 kN. Segundo o fabricante (FAG, 1999), o expoente a o expoente de durao da vida, e diferente para rolamento de rolos e esferas. Para rolamento de esferas utiliza-se o valor de 3, e para rolamento de rolos o valor de 10/3. Substituindo-se o valor na equao: 10 9,50,768 10 1189 10 Para conhecer o valor de L10 em horas utiliza-se a equao (FAG, 1999): 60 .10 . 10106nLLh =Equao. Equao para a vida til em horas. Substituindo-se os valores: 10 1189 1075 60 10 264222 Verificou-se que o rolamento est aprovado, pois a vida til do rolamento maior que a vida terica. Seleo dos parafusos de fixao da base Osparafusosdabaseestosujeitosatensodetrao,poisosistemadecorrentes exigedabasedefixaoomesmovalordeforaqueopesodoconjuntodomecanismo extrator. Conforme calculado anteriormente 898 N. Figura. Esquema de foras no parafuso para o sistema de correntes. Deve-seatravsdaequaodatensoadmissvelatrao,verificarareamnima necessria para o limite de resistncia ao escoamento. Equao. Para tenso normal de trao. Conforme Shigley (2006), a tenso do material dos parafusos pode ser adquirida pela tabela, e varia de acordo com a classe de qualidade do parafuso. Tabela. Tabela de tenses para parafusos Mtricos (Retirada do livro: Mechanical Engeneering Design, Joseph E. Shigley). O parafuso a ser utilizado de classe 4.6, por ter menor custo, e o projeto no exigir requisitosespecficosderesistncia(corroso,ataquequmico,temperaturaeetc).Databela foi verificado que o valor do limite de resistncia ao escoamento para um parafuso classe 4.6 240 MPa. Calculando a seo mnima do parafuso: 240 898 3,74 Comtabeladedimetroeseesdeparafusosmtricos,possvelescolherum parafuso que atenda a necessidade. Tabela. Tabela de dimetros e sees para parafusos Mtricos (Retirada do livro: Mechanical Engeneering Design, Joseph E. Shigley). Verifica-sequeomenorparafusoparaatenderseriaoM3.Pormfoiselecionadoo parafuso M8 por segurana e possuir um dimetro de cabea maior. Apsapr-seleodoparafusofoiefetuadaamontagemdabaseutilizando-seoito parafusos M8. Figura. Disposio dos parafusos na montagem da base. SegundoShigley(2006),oprximopassoaverificaodofatordecarga (coeficiente de segurana) para a montagem, pela equao: Equao. Clculo do fator de carga. Clculo do comprimento mnimo do parafuso: Tabela. Tabela de dimenses de porcas (Retirada do livro: Mechanical Engeneering Design, Joseph E. Shigley). Da tabela acima se verifica que a altura da porca para um parafuso M8 6,8 mm. 2 8 6,8 0,5 8 20,8 Conforme a tabela (ver tabela xx) de comprimentos de parafusos verificou-se que a prxima medida de comprimento padronizado 25 mm. Tabela. Tabela de comprimento de parafusos (Retirada do livro: Mechanical Engeneering Design, Joseph E. Shigley). Conforme Shigley (2006) o comprimento de rosca dado por: Tabela. Tabela de comprimento de rosca (Retirada do livro: Mechanical Engeneering Design, Joseph E. Shigley). Clculo do comprimento da rosca: 2 8 6 22 O comprimento sem rosca : 25 22 3 O comprimento da rosca dentro do alojamento: 2 8 3 7 DatabelaXX(dimetroseseoesdeparafusos),verifica-sequeAtiguala36,6 mm2.A maior rea da seo do parafuso : 4 Equao. Clculo da rea de um crculo. 84 50,26 Conforme tabela xx o mdulo de elasticidade para o ao 207 GPa. Tabela. Tabela parmetros de dureza para materiais (Retirada do livro: Mechanical Engeneering Design, Joseph E. Shigley). Clculo do fator Kb: Equao. Clculo do fator kb para resistncia dos parafusos 50,26 36,6 20750,26 7 36,6 3 824,87 Clculo do fator km: 0,5774 2 ln 5 ,,,. Equao. Clculo do fator km para resistncia dos parafusos 0,5774 207 82 ln 5 ,,,, 2347,55 Clculo do coeficiente C de dureza: Equao.Clculo do doeficiente de dureza C. 824,87824,87 2347,55 0,26 Clculo da fora de pr-aperto. Tabela. Clculo da fora de pr-carga (Retirada do livro: Mechanical Engeneering Design, Joseph E. Shigley). Onde: Da tabela de tenses para parafusos mtricos (tabela xx) enconstramos o valor de 225 MPa para Sp. Clculo da fora de prova Fp: 36,6 225 8235 Comopretendemosreutilizarosparafusosemcasodeumapossvelmanuteno, conforme tabela xx o clculo da fora de pr-carga dada por: 0,75 8235 6175 Clculo do fator de carga: 225 36,6 61750,26 70,6 Considerou-se aprovado os parafusos pois possuem um fator de carga igual 70. Confirmando o clculo do fator de carga. rea mnima calculada igual a 3,74 mm2, o parafuso selecionado possui uma seco sujeitaatensode36,6mm2,ouseja9,78vezesmaior.Foiutilizado8parafusosparaa montagem. Logo, a seo dos parafuso montados so 78 vezez maior que o nescessrio. Um valoraproximadodofatordecarga(quepossuifatoresdecorreoesegurana)calculado 70,6. Uma diferena de 1,1 %, para esta situao.