molas cox in scal culo s

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molas coxim calculo

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  • Molas e Coxins de

    Borracha Exemplos de clculos

    Valdemir Jos Garbim

  • www.cenne.com.br Pgina 2

    1) GENERALIDADES

    Na seqncia sero desenvolvidos alguns exemplos de clculos

    de dimensionamento e verificao para alguns tipos comuns de molas ou

    coxins de borracha.

    O objetivo desta parte de orientao prtica do que mais

    comumente observa-se no dia a dia, em projetos de novas molas, coxins ou

    outros artefatos de borracha em trabalhos estticos ou dinmicos, e

    tambm serve para anlises, reclculos de verificao em peas j

    instaladas.

    2) EXEMPLOS DE CLCULOS

    2.1: - Ser instalada uma mquina operatriz sobre um mesanino metlico,

    sendo que, entre a mquina e o mesanino, sero montados coxins

    de borracha, com o objetivo de isolao da vibrao decorrente do

    funcionamento da mquina. Pede-se, qual ser a porcentagem de

    vibrao que ser transferida para o mesanino?

    Dados:

    Rotao da mquina operatriz = 1230 rpm

    Peso da mquina operatriz = 2000 kg

    Quantidade de coxins instalados = 6

  • www.cenne.com.br Pgina 3

    Dimenses do coxim = diam.10 cm x alt. 5cm

    Tipo de Borracha natural com dureza de 60 sh.a

    Coxim sob solicitao de compresso

    CLCULOS

    A) Verificar pelo grfico 17 (ou tabela n 3), qual o valor do mdulo de

    elasticidade Ec para borracha com dureza de 60 shore a .

    Encontrado ento: - Ec = 35,22 Kgf/cm2

    B) Clculo da fora axial sobre cada coxim

    PCOXIM = PTOTAL = 2000 = 334 Kgf 6 6 C) Clculo da rea da seco transversal do coxim

    Ao = . D2 = . 102 = 78, 54 cm2 4 4 D) Clculo da deformao devido a carga em cada coxim

    f = PCOXIM . eo = 334 . 5 = 0,604 cm Ec . Ao 35,22.78,54

  • www.cenne.com.br Pgina 4

    E) Clculo da porcentagem de deformao relativa altura eo

    % eo = f . . 100 = 0,604 . 100 12% eo 5 Logo: 12% < 15% , portanto, satisfatrio F) Clculo da tenso de trabalho compresso do coxim

    c = PCOXIM = 334 = 4,25 kgf/cm2 Ao 78,54 Comparando com o valor da Tabela n 7; satisfatrio Nota 1- Em ensaios de laboratrio encontrou-se que a tenso de ruptura

    compresso para esta borracha de 140 Kg/cm2.

    G) Clculo do coeficiente de rigidez da borracha do coxim, em trabalho

    K = PCOXIM = 334 = 553 Kgf/cm f 0,604

  • www.cenne.com.br Pgina 5

    H) Clculo da freqncia rotacional natural admitida pelo coxim

    nn = f

    299,093 =

    0,604

    299,093 = 385 RPM

    I) Clculo da razo de vibrao transmitida

    x = ne = 1230 = 3,2 3 nn 385

    Logo: Pela tabela 2 temos que, a vibrao transmitida Vt de 12,5% da

    vibrao de excitao, E o amortecimento 87,5%

    aproximadamente.

    2.2. - O motor de um equipamento de escavao, e fixado na estrutura,

    sobre 4 coxins de borracha. Tal motor, montado na posio

    vertical, solicitando os coxins ao cisalhamento, devido seu peso, e,

    os coxins tambm sofrem esforos de trao e compresso, devido

    ao torque em trabalho. Pede-se; dimensionar esttica e

    dinamicamente os coxins de forma a atender satisfatoriamente

    solicitao mais crtica.

    Dados:

    Peso do motor = 540 Kg

  • www.cenne.com.br Pgina 6

    Potncia do motor = 75 cv

    Rotao do motor = 875 rpm

    Figura 21

    Nota 1: - como podemos ver pela figura 21 acima, a seco transversal de

    carga de coxim, deve ter as mesmas dimenses da superfcie do

    p do motor, seja: 120 x 100 mm.

    Nota 2: - os coxins esto sujeitos solicitao de cisalhamento, devido ao

    peso do motor, assim, conveniente observar que o fator de

    forma Ff atenda s condies Ff < 1 ou seja eo = 0,25 . a

    (sendo a, o lado menor da seco do coxim).

  • www.cenne.com.br Pgina 7

    CLCULOS

    A) Clculo do torque de trabalho do motor

    Mt = 71620 . N = 71620 . 75 = 6433 Kgf.cm n 835 B) Clculo do esforo de trao ou compresso em cada p do motor,

    devido ao torque

    FPE = MT = 6433 = 75 Kgf I 86 C) Clculo da tenso de cisalhamento em cada coxim

    c = P = _540 _ = 1,125 Kgf/cm2 Ao . 4 12.10.4 D) Clculo da tenso de Trao/compresso em cada coxim

    c = FPE = _75 _ = 0,625 Kgf/cm2 Ao 12.10 Nota 3: - Como podemos observar, a solicitao de cisalhamento provoca

    uma tenso superior a tenso devido a solicitao de

  • www.cenne.com.br Pgina 8

    trao/compresso, assim, conveniente desenvolvermos os

    clculos de dimensionamento em funo da maior solicitao.

    E) Clculo da altura eo do coxim

    eo = a = 100 = 25 mm = 2,5 cm 4 4 F) Clculo da deformao mxima permitida do coxim ao cisalhamento

    f = 15% eo = 15 . 25 = 0,375 cm 100

    G) Clculo do mdulo de elasticidade tangencial de trabalho

    G = P. eo = ___540 . 2,5____ = 7,5 Kgf/cm2 f. Ao 0.375 . 4 . 12 . 10

    Nota 4: - Como j vimos anteriormente, a borracha pode ser considerada

    como material isotrpico, no alongamento acima encontrado,

    assim:

    E = 3 . G = 3 . 7,5 = 22, 5 kgf/cm2

    H) Verifiquemos agora, pelo grfico fig. 17, ou tabela n 3., qual a dureza

    da borracha a qual tem-se E = 22,5 Kgf/cm2

    Encontramos ento: Dureza = 50 Shore A

    I) Clculo da freqncia oscilatria natural, devido ao esforo vertical

  • www.cenne.com.br Pgina 9

    fn = f

    4,985 =

    0,375

    4,985 = 8,14 HERTZ

    J) Clculo da deformao devido ao esforo de compresso

    fc = FPE . eo = __75.2,5 = 0,070 cm Eo. Ao 22,5 . 10 . 12

    L) Clculo da freqncia rotacional natural admitida pelo coxim

    nn = f

    299,093 =

    0,070

    299,093 = 1130,46 RPM

    Nota 5: - Como a rotao de trabalho do motor de 835 rpm, nunca

    ocorrer o risco da ressonncia.

    2.3. - Deseja-se construir uma matriz para estampar arruelas, onde, o

    prensa-chapa deve ficar apoiado sobre 06 molas de poliuretano.

    Pede-se, dimensionar estas molas e verificar qual a intensidade de

    energia absorvida na deformao de tais molas.

    Dados: -

    Fora do prensa-chapa = 5000 Kgf

    Curso mximo do prensa-chapa = 0,8 cm

  • www.cenne.com.br Pgina 10

    Quantidade de movimento do prensa chapa = 30 por minuto

    Molas de seco transversal, circular; macias

    CLCULOS

    A) Clculo do esforo de cada mola

    PMOLA = PTOTAL = 5000 = 834 kfg 6 6

    B) Clculo do comprimento total da mola

    f = 15% . eo eo = 0,8 . 100 = 5,4 cm 15

    C) Verifica-se na tabela n 6 (ref. Plastiprene) no apndice, qual a mola

    de poliuretano que atende as especificaes:

    Pmola = 834 Kgf, e, f = 0,8 cm

    Pela tabela temos:

    Mola dimetro 45 mm tipo EF

    Fora para deformao de 1 mm = 108 Kgf

    Comprimento da mola = 5,0 cm

  • www.cenne.com.br Pgina 11

    D) Clculo da rea da seco transversal da mola

    Ao = . D2 = . 4,5 2 = 15,9 cm 4 4

    E) Clculo do mdulo de elasticidade compresso da mola

    Ec = PMOLA . eo = 834 . 5,0 = 328 Kgf/cm Ao . f 15,9 . 0,8

    F) Clculo da intensidade da energia de deformao

    Tp = P2MOLA . eo = 8342 . 5 = 333,5 Kgf/cm 2. Ec . Ao 2 . 328 .15,9

    G) Clculo da freqncia oscilatria natural da mola

    Fn = f

    4,985

    0,8

    4,985 5,6 HERTZ

    Nota 1: - Como o movimento do prensa-chapa de 0,5 hz a condio

    dimensionada plenamente satisfatria.

    2.4 - Num carrinho de ponte rolante, so montados dois coxins de

    borracha com finalidade de amortecimento do impacto de fim de

    curso. Pede-se; qual a energia no ato do choque com o anteparo

    fim-de-curso.

  • www.cenne.com.br Pgina 12

    Dados: - Peso do carrinho = 5000 kg

    Velocidade do carrinho no ato do impacto = 8 cm/seg

    No choque a deformao instantnea do coxim = 1,5 cm

    Os coxins so de borracha natural com dureza de 50 shore-A.

    CLCULOS

    A) Clculo da energia absorvida pelos coxins no choque

    TPO = m . V2 = PCAR . V2 = 5000 . 82 = 163 kgf/cm 2 981 . 2 981 . 2

    Nota 1 : - Para um coxim temos Tpo = 163 = 81,5 Kgf/cm 2

    B) Clculo da fora mxima nos coxins no ato do choque

    PMAX = m . V2 = PCAR . V2 = 5000 . 82 = 108,73 Kgf

    f 981.f 2.981 . 1,5

    C) Clculo do comprimento que deveria ter tal coxim

  • www.cenne.com.br Pgina 13

    f = 15 % . eo eo = 1,5 . 100 = 10 cm 15

    D) Clculo do coeficiente de rigidez da borracha do coxim

    K = PMAX = 108, 75 = 72,5 Kgf/cm f 1,5

    E) Clculo do tempo de absoro do choque

    Ta = 4

    K

    m.2.

    = 4

    .2981.72,5

    2500

    = 0, 3 seg

    F) Verificar pelo grfico fig. 17 ou tabela n 3, qual o valor do mdulo de

    elasticidade da borracha com dureza de 50 sh. A .

    Encontramos ento Ec = 22,5 Kgf/cm2

    G) Clculo da rea da seco transversal de cada coxim

    f = PMAX . eo Ao = PMAX . eo = 108,73 . 10 = 32,3cm2 Ec . Ao f . Ec 1,5 . 22,5

    H) Clculo da tenso de trabalho do coxim

  • www.cenne.com.br Pgina 14

    c = PMAX. = 108,73 = 3,37 Kgf/cm2 Ao 32,3

    Comparando com valores da Tabela n 7; Satisfatrio

    2.5 - Um cilindro de borracha conforme fig. 22, abaixo, tem a funo de

    aplicar uma camada de tinta sobre a superfcie de uma chapa de

    madeira, promovendo assim um acabamento a essa. Ao desenvolver

    sua funo, o cilindro sofre uma deformao de 0,3 cm no ponto de

    contato com a chapa. Sabendo-se que a tinta dissolvida em

    solventes aromticos leves, pede-se dimensionar tal cilindro.

    Dados:

    Dimetro do substrato metlico = 16, 0 cm

    Largura til do cilindro = 165 cm

    Velocidade perifrica de trabalho do cilindro = 3m/seg

    FIGURA 22

  • www.cenne.com.br Pgina 15

    CLCULOS

    A) Clculo da espessura da camada de borracha sobre o substrato

    metlico:

    f = 15 % . eo eo = f . 100 = 0,3 . 100 = 2,0 cm 15 15

    B) Clculo do dimetro acabado mnimo do cilindro

    DA = DM + 2 . eo = 16 + 2 . 2 = 20 cm = 200 mm

    Nota 1 : - Sabendo-se ento que a borracha do revestimento ir trabalhar

    em contato direto com solventes aromticos, devemos ento

    indicar a utilizao de uma borracha nitrlica com alto teor de

    acrilonitrila.

    Nota 2 : - Por experincia prtica, visto que para tal aplicao do cilindro,

    aconselhvel utilizar-se borracha com dureza de 30 sh. A .

    Nota 3 : - Para borracha com dureza de 30 sh. A. , vemos pelo grfico fig.

    17 que Ec = 10 Kg/cm2 .

    Nota 4 : - Em ensaios desenvolvidos em laboratrio, para a borracha

    indicada, encontrou-se o valor da resilincia de 40%.

  • www.cenne.com.br Pgina 16

    C) Clculo da superfcie de contato cilindro/chapa.

    S = [102 (10 0,3)2]0,5

    S = 2,431 cm

    Ao = 2. S . lc

    Ao = 2. 2,431. 165 =

    Ao = 802,23 cm

    D) Clculo do esforo de cada ponta de eixo do cilindro para imprimir a

    deformao necessria.

    f = PMAX . eo PMAX = f . Ec . Ao = 0,3 . 10. 802,23 = Ec . Ao eo 2

    PMAX = 1203,34 kgf

    Para cada ponta de eixo temos:

    PMAX = 1203,34 = 602 kgf 2 2

    E) Clculo da rotao de trabalho do cilindro

    ne = VP . 60 = 3 . 60 = 286,5 RPM

    . DA . 0,2

  • www.cenne.com.br Pgina 17

    F) Clculo da rotao crtica de ressonncia da camada de borracha

    nn = f

    299,093 =

    0,3

    299,093 = 546,07 RPM

    Nota 5: Como podemos observar, a rotao crtica do cilindro para camada

    de borracha, encontra-se 90% acima da rotao de trabalho,

    portanto, satisfatrio.

    G) Clculo da energia necessria para provocar a deformao em cada

    rotao da borracha do cilindro sobre a chapa.

    TP = P2MAX . ec = 1203,352 . 2 = 180,50 Kgf.com 2 . Ec. Ao 2.20.802,23

    Nota 6: - Como a resilincia da borracha do revestimento de 40%,

    entende-se que 60% dado como Histerese, gerando calor.

    H) Clculo da energia trmica gerada pela histerese

    ETH = TP . 60 = 180,5 60 = 108,3 Kgf.cm 100 100

  • www.cenne.com.br Pgina 18

    Nota 7: - Convertendo para Kcal, temos:

    1 Kcal = 426,752 Kgfm

    k = 1,083 Kgfm

    k = 1,083_ = 2,3 . 10-3 Kcal por rotao 426,752

    Nota 8: - Assim, se quisermos podemos encontrar facilmente qual o

    incremento de temperatura oriundo de cada rotao de trabalho

    do cilindro.

    2.6 - Um conjunto de dois cilindros revestidos de borracha montados

    em forma de calandra, utilizado para remover o excesso de

    leo protetor, de chapas de ao. Os cilindros so mantidos

    encostados, porm, sem nenhuma presso de contato.

    As chapas de ao que passam pelo NIP de contato dos

    cilindros tem espessura de 0,2 cm, e sua velocidade de

    movimento de 8m/seg.

    Atualmente os cilindros so revestidos de borracha tipo

    neoprene, o dimetro acabado de 23 cm, o dimetro do

    substrato metlico de 20 cm., o comprimento til do cilindro

    123 cm e a dureza da borracha de 60 5 sh. A .

    Pede-se verificar as caractersticas de trabalho desses cilindros.

  • www.cenne.com.br Pgina 19

    CLCULOS

    A) Determinar a deformao no ponto de contato do cilindro no ato da

    passagem da chapa.

    Como podemos ver, pela fig. 23,

    considerando que a chapa passa

    pelo NIP de contato entre os

    cilindros e a deformao de ambos

    os cilindrs sejam iguais, temos:

    FIGURA 23

    B) Clculo de superfcie de contato borracha / chapa.

    S = [R2 - (R f)2 ]0,5

    S = [11,52 (11,5 0,1)2 ]0,5

    S = 1,514 cm

    Ao = 2 . S . lc

    Ao = 2. 1,514.123

    Ao = 372,45 cm2

  • www.cenne.com.br Pgina 20

    C) Verificar pelo grfico fig. 17, qual o valor do mdulo de elasticidade da

    borracha com dureza 60 sh. A.

    Encontramos ento Ec = 35,22 Kgf/cm2

    D) Clculo do esforo nas pontas de eixo do cilindro.

    f = P . eo P = f . Ec. Ao = 0,1 . 35,22 . 372,45 Ec . Ao eo 1,5 P = 874,52 Kgf Para cada ponta de eixo temos: P = 874,52 = 437,3 Kgf 2 2 E) Clculo da porcentagem de deformao no NIP no ato da passagem

    da chapa. (J a porcentagem de deformao real de funcionamento

    da borracha do cilindro).

    f = J % . eo J = f . 100 = 0,1 . 100 = 6,7 % eo 15 Assim: 6,7 < 15%, portanto, satisfatrio.

  • www.cenne.com.br Pgina 21

    F) Clculo da rotao de trabalho dos cilindros

    ne = VP . 60 = 8 . 60 = 664,3 RPM

    . DA . 0,23

    G) Clculo da rotao crtica para camada de borracha.

    nn = f

    299,093 =

    0,1

    299,093 = 945,8 RPM

    Nota: Como podemos observar a rotao crtica esta a aproximadamente

    30% acima da rotao de trabalho do rolo, portanto, satisfatrio, pois

    no corre o risco da ressonncia.

    2.7. Uma empresa manufatureira de artefatos de borracha pretende ampliar

    sua linha de produtos com o lanamento de coxins de borracha. O

    incio da fabricao est previsto com um coxim de compresso

    conforme fig. 24 a seguir.

    Pede-se quais os dados tcnicos que devero estar contido no

    catlogo que ser enviado aos clientes.

  • www.cenne.com.br Pgina 22

    Figura 24 Borracha Natural dureza 50 shore A

    CLCULOS

    A) Verificar pelo grfico figura 17 (ou tabela n 3) qual o valor de Ec para

    borracha com dureza 50 shore A.

    Verificando, encontramos: EC = 22,50 Kgf/cm2

    B) Clculo da rea da seco transversal da borracha.

    Ao = . D2 = . 8 2 = 50,26 cm2 4 4

    C) Clculo da deformao mxima permitida

    f = 15 % . eo = 15 . 4,0 = 0,6 cm 100

  • www.cenne.com.br Pgina 23

    D) Clculo do peso mximo sobre cada coxim

    f = PMAX . eo PMAX = f . Ec . Ao = 0,6 22,50 . 50,26 = Ec . Ao eo 4,0

    PMAX = 170 Kgf

    E) Clculo da freqncia oscilatria natural quando o coxim estiver sob

    solicitao de PMAX

    Fn = f

    4,985 =

    0,6

    4,985 = 6,5 HERTZ

    F) Clculo da freqncia rotacional natural

    Nota 1: - Este caso se aplica quando sobre o coxim ser montado

    mquinas ou equipamentos que produzem rotaes.

    nn = f

    299,093 =

    0,6

    299,093 = 386,12 RPM

    Nota 2: - Tecnicamente aconselhvel que a rotao de trabalho do

    equipamento montado sobre o coxim esteja com no mnimo 30%

    acima ou abaixo de nn.

    Logo: Rotao de trabalho: - acima de = 502 rpm

    Abaixo de = 270 rpm

  • www.cenne.com.br Pgina 24

    Ento, os dados tcnicos para o catlogo so:

    Peso mximo por coxim = PMAX= 170 Kgf

    Deformao com carga mxima = f = 0,6 cm

    Freqncia natural com carga mxima = fn = 6,5 hz

    Rotaes permitidas = abaixo de 270 rpm

    = acima de 502 rpm

  • www.cenne.com.br Pgina 25

    EXEMPLO DE CLCULO

    Dimensionar um conjunto de dois rolos montados em forma de

    calandra onde o rolo inferior revestido de borracha.

    Este conjunto destina-se a promover a extrao de gua limpa e

    sem agentes qumicos de tecidos de algodo em uma tecelagem.

    Demais dados conforme abaixo

    OUTROS DADOS:

    Velocidade de processo do tecido = VP = 3 m/seg

    Tipo de Borracha = Nitrlica

  • www.cenne.com.br Pgina 26

    Dureza da Borracha = 60 5 Shore A

    Resilincia da Borracha = 35%(dado de laboratrio)

    Regime Dirio de Trabalho = 10 H/Dia

    Temperatura no Ambiente Trabalho 30 C

    DETERMINAR

    Espessura da camada de emborrachamento = eo

    Dimetro do substrato metlico = Do

    Fora em cada ponta de eixo = PMAX /2

    Porcentagem da rotao crtica = nn/ne

  • www.cenne.com.br Pgina 27

    DESENVOLVIMENTO DOS CLCULOS

  • www.cenne.com.br Pgina 28

    1) Clculo do valor de x

    Observando o esquema temos que:

    b2 = 150 2 - (140 + x)2 e Tambm b2 = 100 2 - (100 + x)2

    Logo:

    1502 - (140 + x)2 = 100 2 - (100 + x)2

    = 1502 - (1402 + 280 x + x2) = 1002 (1002 200 x + x2) =

    = 1502 - 1402 - 280 x - x2 = 1002 1002 + 200 x - x2 =

    = 1502 - 1402 - 280 x - x2 = 200 x x2 =

    = 22500 19600 280 x x2 = 200 x x2 =

    = 2900 280 x x2 = 200 x - x2 =

    = 2900 - 280 x 200 x = - x2 + x2 =

    = 2900 480 x = 0

    x = 2900 = 6,04167 6,1 mm 480 2) Clculo de b

    b = [ 1002 (100 x)2 ]0,5

    b = [1002 (100 6,1)2 ]0,5

    b = 34,39 34,4 mm

  • www.cenne.com.br Pgina 29

    3) Clculo de

    = ARC.SEN b = R1 = - ARC. SEN 34,4 = 100

    20 4) Clculo da Dimenso S

    S = 2 . . R1 . 2 . = 360 o

    S = . R1 . = 90 o

    S = . 100 . 20 = 90 o

    S = 69,82 70 mm 5) Clculo da rea de Contato entre os Rolos

    Ao = S . lc =

    Ao = 70 . 2000 =

    Ao = 140.000 1400 cm2

  • www.cenne.com.br Pgina 30

    6) Clculo da espessura da Camada de Revestimento

    eo = f . 100 = 15

    eo = 10 . 100 = 15

    eo = 66,66 67 mm = 6,7 cm 7) Clculo do Dimetro do Substrato Metlico

    DM = D2 2 . eo

    DM = 300 2 . 67 =

    DM = 166 mm = 16,6 cm 8) Clculo do Esforo nas Pontas de Eixo Obs.: Conforme grfico Figura 17 (Pg. 53), para Borracha com Dureza de

    60 SH. A o mdulo de Elasticidade Ec = 35,3 Kgf/cm2.

    PMAX = f . EC . Ao = eo

    PMAX = 1,0 . 35,3 . 1400 = 6,7

    PMAX = 7376 Kgf

  • www.cenne.com.br Pgina 31

    Para cada Ponta de Eixo temos:

    PMAX = 7376 = 3688 Kgf 2 2 9) Clculo da Rotao do Rolo Emborrachado

    ne = Vp . 60 =

    2. R2

    ne = 3 . 60 =

    2. 0,150

    ne 191 RPM 10) Clculo da Rotao Crtica do Emborrachamento

    nn = f

    60 . VP =

    nn = 1,0

    299,093 =

    nn = 299,093 300 RPM 11) Clculo da Porcentagem da Rotao Crtica

    = ne = % CRI nn = 300 = % CRI 191

    Nota:- Verifica-se que o rolo emborrachamento est trabalhando a

    63% da Rotao Crtica Satisfatrio.

  • www.cenne.com.br Pgina 32

    % CRI = 1,57

    12) Clculo do ngulo

    = 2 .

    = ARC. SEN b = R2

    = ARC. SEN 34,4 = 150

    = 13 15

    = 2 . 12 15 =

    = 26 30 13) Clculo do Nmero de Deformaes por Rotao

    ND = 360 =

    ND = 360__ = 26 30

    ND 13,6 Deformaes por Rotao 14) Clculo da Energia para Deformao em cada Rotao

    TP = PMAX2 . eo . ND 2 . Ec . Ao

    TP = 73762 . 6,7 . 13,6

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    2 . 35,3 . 1400

    TP = 50156 Kgf cm/ ROTAO 15) Clculo da Energia Trmica Gerada pela Histerese Obs. Como sabemos que a resilincia da Borracha de revestimento deste

    rolo de 35%, a diferena ser absorvida pela Histerese; seja; 65%

    da energia, gerando calor.

    ETH = TP . 65 = 100

    ETH = 50156 . 65 = 100

    ETH = 32.601 Kgf cm / Rotao 16) Clculo da Energia Trmica Durante o Tempo do Regime Dirio de

    Trabalho

    ETR = ETH . ne . 60 . RT

    ETR = 32601 . 191 . 60 . 10

    ETR = 3,7 . 10 9 Kgfcm / Dia = 3,7 . 10 7 Kgf m/ Dia

    CONVERTENDO PARA KCAL TEMOS: 1 KCAL = 426,752 Kgfm

    ETR = 3,7 . 107 = K

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    k = 3, 7 . 10 7 426,752

    k = 86.700 KCAL/DIA

    17) Clculo da Massa de Borracha do Revestimento

    m = (D2 - DM2) . . l c .____ (unidades = em decmetros dm) 4

    m = (32 - 1,662) . . 20 . 1,3 . 4 m = 127,5 Kg. 18) Clculo do Incremento de Temperatura por Rotao

    Q = m . c . tF . ti ) tF = Q + ti m . c

    PODEMOS CONSIDERAR O CALOR ESPECFICO MDIO TERICO

    PARA A BORRACHA C = 0,502 K cal / Kg . C

    Q = ETH = 32.601 = 72,4 KCAL/ROT. 426. 752 426,752 dT = Q = m . c dT = 72,4_____ 127,5 . 0,502 dT = 1,13 C/ ROTAO

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    OBS.:

    1 ) O exemplo acima sobremaneira crtico, pois, a deformao alta,

    bem como, a velocidade perifrica, o que ocasiona grande espessura

    de camada, esforo alto nas pontas de eixo, etc.

    2o ) O ideal para espessura de camada de emborrachamento at 30 mm.,

    considerado tecnicamente satisfatrio, e muito econmico.

    3o ) A temperatura gerada pela histerese dissipada no somente na

    massa de borracha, mas tambm no substrato metlico e no ambiente

    onde o rolo est instalado, porm, se, se observar que a temperatura

    eleva-se extrapolando os valores admissveis ao tipo de borracha

    empregado, necessrio imprimir refrigerao forada.

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    3) - CONCLUSO

    Assim, podemos observar alguns clculos de

    dimensionamento ou verificao em tipos comuns de molas de borracha ou

    artefatos que exijam consideraes tcnicas de construo ou aplicao.

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    TABELA 3

    Dureza

    Shore A

    E

    Kgf / cm2

    G

    Kgf/cm2

    30 10,7 3,6

    35 13,4 4,5

    40 16,5 5,5

    45 20,3 6,7

    50 24,0 8,0

    55 30,5 10,2

    60 35,3 11,8

    65 46,3 15,4

    70 56,2 18,8

    75 73,7 24,7

    A Tabela 3 acima, mostra os valores de E e G para

    borracha com dureza de 30 a 75 Shore A .

    A curva de evoluo do mdulo de elasticidade E em

    funo da dureza pode ser visto na figura 17 (informaes baseadas na

    norma ASTM D 1415 88).

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    TABELA 4

    A Tabela 4 acima mostra o valor da dureza em IRHD (Shore A) em funo

    da profundidade de penetrao da haste do durmetro com ponta esfrica

    de dimetro 2,5 mm. sob a fora de 5,7 N (informaes baseadas na norma

    DIN 53519)

  • www.cenne.com.br Pgina 39

    TABELA 5

    MOLAS DE POLIURETANO (Ref. Plastiprene F)

  • www.cenne.com.br Pgina 40

    TABELA 6

    Molas de Poliuretano (Ref. Plastiprene EF)

  • www.cenne.com.br Pgina 41

    TABELA N 7

    Tabela com valores da tenso especfica de compresso para diversos

    tipos de borracha.

    Valores calculados na base de 15% de deformao (dinmica) com fator de

    segurana fixado na faixa de 30% abaixo da ressonncia terica do corpo de

    prova.

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    FORMULAO DE BORRACHA

    Frmula n CX 010 . Borracha Tipo Natural

    Dureza 55 5 . Shore A Cor PRETA .

    Aplicao Coxim Alta Performace .

    COMPOSIO

    Ord. Mist.

    Cd. Mat. Prima PHR Qtde. KG

    1 Borracha Natural GEB.1 100 5,370

    1 Peptizante Struktol A. 86 0,7 0,037

    1 Resina SP 1077 6 0,320

    2 Flexone 7 F 1 0,054

    2 Nauagard Q 2 0,108

    3 xido de Zinco 5 0,270

    3 Estearina 1 0,054

    3 Struktol WB. 16 1,5 0,080

    4 Slica Zeosil 175 15 0,805

    4 Negro de Fumo GPF 35 1,880

    4 Plastificante Flex Bor 137 10 0,540

    4 At. Peg 4000 0,5 0,027

    4 Breu 4 0,215

    5 Enxofre 2,5 0,134

    6 MBTS 1,5 0,080

    6 TMTD 0,5 0,027

    TOTAL 186,2 ~ 10,000

    Nota 1: Antes de adicionar os ingredientes enxofre e aceleradores, melhor

    descanar a massada por mnimo 24 horas.

    Nota 2: Vulcanizao T90 + 3 minutos @ 150 C

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    Nota 1-) Os dados constantes na tabela 5, diz respeito a molas destinadas

    a servios de repuxo como prensa-chapa, onde necessrio um

    curso maior, com ciclo de operao mais lento.

    O espao para alojamento das molas Plastiprene tipo F, deve

    ser aproximadamente 30% maior que o dimetro externo da mola,

    afim de permitir seu abaulamento.

    Nota 2-) Os dados constantes na tabela 6, diz respeito a molas destinadas

    a servios onde seja necessrio um curso menor com ciclo de

    operao mais rpido.

    O espao para alojamento das molas de Plastiprene tipo EF deve

    ser aproximadamente 20% maior que o dimetro externo da mola,

    para permitir seu abaulamento.

    Nota 3-) bom lembrar que quando da construo de molas ou coxins em

    que a borracha vulcanizada sobre substratos metlicos, estes

    (substratos) devem ser devidamente preparados, para aderir

    perfeitamente a borracha.

    Tcnicas especficas de preparao dos substratos, bem como,

    adesivos adequados para cada aplicao podem ser vistos no

    Manual Prtico para Emborrachamento de Cilindros, ou sob

    consulta a fornecedores de adesivo borracha/metal, como a Lord.

    Industrial, Tixon, Dalton Dinamics, etc.