FADIGA – EXERCÍCIO 02

Dimensionamento de uma haste de um Martelete

Este martelete consiste

essencialmente de um cilindro, um

martelete pneumático e uma

ferramenta. As duas molas A e B

servem para manter a ferramenta

no seu ponto de equilíbrio. Estas

duas molas têm constante de

rigidez K = 0,4 MN/m e são

montadas sem pré-carregamento.

Ar comprimido é admitido no

cilindro com uma pressão de 500

kPa no início de cada ciclo. O

martelete (hammer) desloca-se 50

mm até o impacto na ferramenta. A

exaustão do ar comprimido ocorre

logo após o início do movimento do

martelete. O martelete e a

ferramenta possuem massas de 10

kg, cada um.

Dois tirantes (tie rod) com

roscas são usados para

manter o conjunto unido. Os

sistemas parafusos e porcas

são montados com uma força

de montagem de 5 kN em

cada tirante. Os tirantes foram

fabricados com aço.

Determinar os diâmetros dos tirantes

Considerações:

1. Despreze as perdas de pressão. Assim, considere que a pressão

fique constante(=500 kPa) durante todo o curso do martelete, até o

impacto. Esta é uma hipótese conservadora.

2. Despreze as forças de atrito entre pistão e cilindro. Como estas

forças giram em torno de 10N, podem ser desconsideradas.

3. Considere que a pressão do ar existente no cilindro após o impacto

seja desprezível. Esta é uma hipótese razoável, já que as válvulas de

exaustão são suficientemente grandes. Deve ser ressaltado que caso

haja pressão, a força atuante é maior que a considerada. Isto deve ser

considerado no Fator de segurança.

4. O martelete desacelera uniformemente a partir do instante em que

ocorre o impacto na ferramenta. Isto significa que a pressão é sempre

constante, o que pode não acontecer.

5. Quando não há trabalho, o sistema ferramenta-martelete vibra

livremente entre as molas A e B.

6. O amortecimento das molas B é suficiente para desacelerar

completamente a ferramenta no seu retorno.

Propriedades mecânicas:

R = 980 MPa;

0,2 = 500 MPa;

SeR95 = 208 MPa;

KF = 1,50; Kt = 1,55;

FS = 1,2