orgãos de máquinas

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ESCOLA SUPERIOR NÁUTICA INFANTE D. HENRIQUE DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MARÍTIMA ENGENHARIA DE MÁQUINAS MARÍTIMAS 2014 / 2015 Orgãos de Máquinas Relatório de Projecto DIMENSIONAMENTO DE UM BRAÇO RADIAL ARTICULADO DE COLUNA POR: ANDRÉ MARÇALO Nº 10875

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Dimensionamento de uma grua rotativa

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ESCOLA  SUPERIOR  NÁUTICA  INFANTE  D.  HENRIQUE  DEPARTAMENTO  DE  ENGENHARIA  MARÍTIMA  ENGENHARIA  DE  MÁQUINAS  MARÍTIMAS  

   

 

 

2014  /  2015    

               

Orgãos  de  Máquinas  Relatório  de  Projecto  

     

DIMENSIONAMENTO  DE  UM  BRAÇO  RADIAL  ARTICULADO  DE  COLUNA  

               

 POR:  

ANDRÉ  MARÇALO  Nº  10875  

     

 Órgãos  de  Máquinas  –  Relatório  de  Projecto  

Dimensionamento  de  um  braço  radial  articulado  de  coluna      

 2    

Indice  

1.   INTRODUÇÃO  ..............................................................................................................  3  

2.   PROCEDIMENTO  ..........................................................................................................  4  2.1   Diferencial  ...................................................................................................................................................................  4  2.2   Dimensionamento  da  travessa  número  1  .....................................................................................................  6  2.2.1  Escolha  do  perfil  e  material  .................................................................................................................................  6  2.2.2  Análise  estática  .........................................................................................................................................................  7  2.2.3  Análise  à  fadiga  .........................................................................................................................................................  8  

2.3   Dimensionamento  da  travessa  número  2  .....................................................................................................  9  2.3.1  Escolha  do  perfil  e  material  .................................................................................................................................  9  2.3.2  Análise  estática  .........................................................................................................................................................  9  2.3.3  Análise  à  fadiga  ......................................................................................................................................................  11  

2.4   Dimensionamento  da  coluna  ...........................................................................................................................  12  2.4.1  Escolha  do  perfil  e  material  ..............................................................................................................................  12  2.4.2  Análise  estática  ......................................................................................................................................................  12  2.4.3  Análise  à  fadiga  ......................................................................................................................................................  14  

2.5   Concepção  e  análise  do  braço  articulado  em  SolidWorks  ....................................................................  15  2.6   Dimensionamento  da  ligação  aparafusada  da  base  ...............................................................................  18  2.7   Dimensionamento  da  soldaduras  ..................................................................................................................  18  2.8   Dimensionamento  do  sistema  de  articulação  ...........................................................................................  21  3.   Conclusão  ..................................................................................................................  25  

4.   Bibliografia  ................................................................................................................  26  

5.   Anexos  .......................................................................................................................  27          

 Órgãos  de  Máquinas  –  Relatório  de  Projecto  

Dimensionamento  de  um  braço  radial  articulado  de  coluna      

 3    

1. INTRODUÇÃO    

Com   a   realização   deste   relatório   pretende-­‐se   demonstrar   o   método   de  desenvolvimento  do  projecto  de  um  braço  radial  articulado  de  coluna  bem  como  por  em  prática  os  conhecimentos  adquiridos  na  disciplina  de  Orgãos  de  Máquinas.    

O  braço  foi  concebido  através  de  cálculos  prévios  para  dimensionamento  do  material  e   só   depois   foi   implementado   no   software   CAD   SolidWorks.   Em   complemento,   os  resultados   obtidos   numericamente   foram   comparados   com   os   obtidos   através   da  simulação  no  Simulation  (componente  de  elementos  finitos  do  SolidWorks).  No   desenvolvimento   deste   projecto   irão   ser   também   consideradas   ligações   soldadas,  aparafusadas  e  também  o  projecto  de  um  sistema  de  articulação.              

 Órgãos  de  Máquinas  –  Relatório  de  Projecto  

Dimensionamento  de  um  braço  radial  articulado  de  coluna      

 4    

2. PROCEDIMENTO    

        Legenda:  

1. Travessa  1  2. Travessa  2  3. Coluna  

 

2.1 Diferencial       Requisitos  necessários:  

• Capacidade  de  elevação:  1  ton;  • Altura  máxima  de  elevação:  4  m;  • Método  de  fixação:  gancho.  

 Tendo  em  consideração  os  requisitos  apresentados,  o  diferencial  escolhido  foi  o  B  SMT  –  S(D)   1000   da   Samsung   Machinery.   Abaixo   serão   apresentados   algumas   das  especificações  do  mesmo,  assim  como  se  poderá  encontra  em  anexo  em  mais  pormenor.  

1  2  

3  

Figura  1  -­‐  Braço  radial  de  coluna  articulado  

 Órgãos  de  Máquinas  –  Relatório  de  Projecto  

Dimensionamento  de  um  braço  radial  articulado  de  coluna      

 5    

       

Figura  2  -­‐  Especificações  do  diferencial  

 Órgãos  de  Máquinas  –  Relatório  de  Projecto  

Dimensionamento  de  um  braço  radial  articulado  de  coluna      

 6    

 Figura  3  -­‐  Pormenores  técnicos  do  diferencial  

   

2.2 Dimensionamento  da  travessa  número  1    

2.2.1  Escolha  do  perfil  e  material    

Tanto   o   perfil   como   o   material   foram   escolhidos   com   base   nos   cálculos  efectuados  (de  acordo  com  a  teoria  demonstrada  em  2.2.2  e  2.2.3)  presentes  nas  tabelas  em  anexo.  

O  coeficiente  de  segurança  considerado  para  todos  os  cálculos  foi  2.      Perfil:  RHS  160x140x8  mm      Material:  S355  JR    EN  10025-­‐2    

 Órgãos  de  Máquinas  –  Relatório  de  Projecto  

Dimensionamento  de  um  braço  radial  articulado  de  coluna      

 7    

2.2.2  Análise  estática    

A  travessa  número  1,  elemento  que  fixará  o  diferencial,  estará  sujeita  a  esforços  de  flexão  devido  a  carga  elevada  por  este  mecanismo.  Será  considerado  o  peso  do  perfil  escolhido  (representado  como  P1).    

 Figura  4  -­‐  Forças  aplicadas  na  travessa  1  

 

 Figura  5  -­‐  Reacções  na  travessa  1  

   

 Figura  6  -­‐  Momentos  na  travessa  1  

 Em  que:    

𝐹! ⇒  𝑅! = 𝑃! + 𝑃!    

𝑀 = 0   ⇒ 𝑀! = 1250×𝑃! + 2500×𝑃!  

 Órgãos  de  Máquinas  –  Relatório  de  Projecto  

Dimensionamento  de  um  braço  radial  articulado  de  coluna      

 8    

 Com:    

𝑃! = 𝑝𝑒𝑠𝑜  𝑑𝑜  𝑡𝑢𝑏𝑜    

𝑃! = 𝑓𝑜𝑟ç𝑎  𝑎𝑝𝑙𝑖𝑐𝑎𝑑𝑎      Assim:      

𝜎!á! =𝑀𝑦𝐼 ≤

𝜏!𝑛 ⇔ 161,51 ≤ 177,5  

 Para  o  critério  de  falha  estática  o  material  seleccionado  verifica.      

2.2.3  Análise  à  fadiga    Flexão  variável:    

𝜎! =𝜎!á! +  𝜎!"#

2    

𝜎! =𝜎!á! −  𝜎!"#

2    Critério  de  Soderberg:    

1𝑛 ≥

𝜎!𝜎!

+𝜎!𝜎!"

 

 𝜎!" = 𝑘!𝑘!𝑘!𝑘!𝑘!𝑘!𝑘!𝜎!  

 Com:    

𝜎! = 0,5 ∙ 𝜎!    

kl   Factor  de  carregamento  em  fadiga   1   Flexão  ka   Factor  de  acabamento  superficial   0,7   Aço  estrutural  kb   Factor  de  correcção  de  dimensão   1   d≤8  mm  kc   Factor  de  fiabilidade   0,814   99  %  kd   Factor  de  temperatura   1   Temperatura  

ambiente  ke   Factor  de  correcção  para  concentração  

de  tensões  1   -­‐  

kg   Outros  efeitos   1   -­‐    

 Órgãos  de  Máquinas  –  Relatório  de  Projecto  

Dimensionamento  de  um  braço  radial  articulado  de  coluna      

 9    

 𝜎!" = 139,601  𝑁/𝑚𝑚!  

 1𝑛 ≥

168,08355 +

6,57139,601  

 𝑛   ≥ 1,26  

 Para  o  critério  de  Soderberg  o  material  verifica.    

2.3 Dimensionamento  da  travessa  número  2    

2.3.1  Escolha  do  perfil  e  material    

Tanto   o   perfil   como   o   material   foram   escolhidos   com   base   nos   cálculos  efectuados  (de  acordo  com  a  teoria  demonstrada  em  2.2.2  e  2.2.3)  presentes  nas  tabelas  em  anexo.  

O  coeficiente  de  segurança  considerado  para  todos  os  cálculos  foi  2.      Perfil:  RHS  260x260x12,5  mm      Material:  S355  JR    EN  10025-­‐2    

2.3.2  Análise  estática    

Opção  1:  Esforços  de  flexão  apenas    

A  travessa  número  2,  estará  sujeita  a  esforços  de  flexão  quando  as  lanças  tiverem  no  seu  alcance  máximo.  Será  considerado  o  peso  do  perfil  escolhido  (representado  como  P1)e  o  momento  flector  provocado  pela  travessa  1.  

 

 Figura  7  -­‐  Forças  aplicadas  na  travessa  2  

       

 Órgãos  de  Máquinas  –  Relatório  de  Projecto  

Dimensionamento  de  um  braço  radial  articulado  de  coluna      

 10    

 Figura  8  -­‐  Reacções  na  travessa  2  

   

 Figura  9  -­‐  Momentos  na  travessa  2  

 Em  que:    

𝐹! ⇒  𝑅! = 𝑃! + 𝑃! + 𝐹    

𝑀 = 0   ⇒ 𝑀! = 1250×𝑃! +𝑀!        Com:    

𝑃! = 𝑃𝑒𝑠𝑜  𝑑𝑜  𝑡𝑢𝑏𝑜    

𝑀! = 𝑀𝑜𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜  𝑓𝑙𝑒𝑐𝑡𝑜𝑟  𝑡𝑟𝑎𝑣𝑒𝑠𝑠𝑎  1      Assim:      

𝜎!á! =𝑀𝑦𝐼 ≤

𝜎!𝑛 ⇔ 37,12 ≤ 177,5  

 Para  o  critério  de  falha  estática  o  material  seleccionado  verifica  quando  este  está  

sujeito  apenas  a  flexão.      

Opção  2:  Esforços  de  flexão  e  torção    

 𝐹! ⇒  𝑅! = 𝑃! + 𝑃! + 𝐹  

 Órgãos  de  Máquinas  –  Relatório  de  Projecto  

Dimensionamento  de  um  braço  radial  articulado  de  coluna      

 11    

 𝑀 = 0   ⇒ 𝑀! = 1250×𝑃! + 2500×𝑃! + 2500×𝐹  

 𝑇 = 0   ⇒ 𝑇 = 1250×𝑃! + 2500×𝐹  

   

𝜎!á! =𝑀𝑦𝐼  

 

𝜏 =𝑇

2 ∙ 𝐴! ∙ 𝑡  

 Em  que:  

Am  –  área  de  secção  t  –  espessura  

 Concluindo:    

𝜎!"#$% = 𝜎! + 3𝜏!    

𝜎!"#$% ≤  𝜎!"#    

166,11   ≤ 177,5    

Para  o  critério  de  falha  estática  o  material  seleccionado  verifica  quando  este  está  sujeito  a  flexão  e  torção.      

2.3.3  Análise  à  fadiga    

Como  o  pior  caso  foi  a  opção  número  2  (flexão  e  torção)  iremos  analisar  a  fadiga  para  esse  caso  particular  apenas.    

 Flexão  e  torção:    

𝜎! = 3𝜏!    

𝜎! = 𝜎!á!    Critério  de  Soderberg:    

1𝑛 ≥

𝜎!𝜎!

+𝜎!𝜎!"

 

 

 Órgãos  de  Máquinas  –  Relatório  de  Projecto  

Dimensionamento  de  um  braço  radial  articulado  de  coluna      

 12    

𝜎!" = 𝑘!𝑘!𝑘!𝑘!𝑘!𝑘!𝑘!𝜎!    Com:    

𝜎! = 0,5 ∙ 𝜎!    

kl   Factor  de  carregamento  em  fadiga   1   Flexão  ka   Factor  de  acabamento  superficial   0,7   Aço  estrutural  kb   Factor  de  correcção  de  dimensão   1   d≤8  mm  kc   Factor  de  fiabilidade   0,814   99  %  kd   Factor  de  temperatura   1   Temperatura  ambiente  ke   Factor  de  correcção  para  concentração  

de  tensões  1   -­‐  

kg   Outros  efeitos   1   -­‐    

 𝜎!" = 139,601  𝑁/𝑚𝑚!  

 1𝑛 ≥

161,908355 +

37,12139,601  

 𝑛   ≥ 1,39  

 Para  o  critério  de  Soderberg  o  material  verifica.    

2.4 Dimensionamento  da  coluna    

2.4.1  Escolha  do  perfil  e  material    

Tanto   o   perfil   como   o   material   foram   escolhidos   com   base   nos   cálculos  efectuados  (de  acordo  com  a  teoria  demonstrada  em  2.2.2  e  2.2.3)  presentes  nas  tabelas  em  anexo.  

O  coeficiente  de  segurança  considerado  para  todos  os  cálculos  foi  2.      Perfil:  Perfil  Oco  Circular  329,9x12,5  mm      Material:  S355  JR    EN  10025-­‐2    

2.4.2  Análise  estática    

 Órgãos  de  Máquinas  –  Relatório  de  Projecto  

Dimensionamento  de  um  braço  radial  articulado  de  coluna      

 13    

A  coluna  estará  sujeita  a  um  momento  flector  provocado  pela  carga  e  pelo  peso  das  travessas.    

 

 Figura  10  -­‐  Forças  aplicadas  na  coluna  

   

 Figura  11  -­‐  Reacções  na  coluna  

   

 Figura  12  -­‐  Momentos  na  coluna  

 Em  que:    

𝐹! ⇒  𝑅! = 𝑃! + 𝑃! + 𝐹    

𝑀 = 0   ⇒ 𝑀! = 𝑀!      

 Órgãos  de  Máquinas  –  Relatório  de  Projecto  

Dimensionamento  de  um  braço  radial  articulado  de  coluna      

 14    

Assim:      

𝜎!á! =𝑀𝑦𝐼 ≤

𝜏!𝑛 ⇔ 36,64 ≤ 177,5  

 Para  o  critério  de  falha  estática  o  material  seleccionado  verifica.    

 

2.4.3  Análise  à  fadiga    

Flexão  variável:    

𝜎! =𝜎!á! +  𝜎!"#

2    

𝜎! =𝜎!á! −  𝜎!"#

2    Critério  de  Soderberg:    

1𝑛 ≥

𝜎!𝜎!

+𝜎!𝜎!"

 

 𝜎!" = 𝑘!𝑘!𝑘!𝑘!𝑘!𝑘!𝑘!𝜎!  

 Com:    

𝜎! = 0,5 ∙ 𝜎!    

kl   Factor  de  carregamento  em  fadiga   1   Flexão  ka   Factor  de  acabamento  superficial   0,7   Aço  estrutural  kb   Factor  de  correcção  de  dimensão   1   d≤8  mm  kc   Factor  de  fiabilidade   0,814   99  %  kd   Factor  de  temperatura   1   Temperatura  

ambiente  ke   Factor  de  correcção  para  concentração  

de  tensões  1   -­‐  

kg   Outros  efeitos   1   -­‐    

 𝜎!" = 139,601  𝑁/𝑚𝑚!  

 1𝑛 ≥

23,01355 +

13,62139,601  

 𝑛   ≥ 6,16  

 Órgãos  de  Máquinas  –  Relatório  de  Projecto  

Dimensionamento  de  um  braço  radial  articulado  de  coluna      

 15    

 Para  o  critério  de  Soderberg  o  material  verifica.    

2.5  Concepção  e  análise  do  braço  articulado  em  SolidWorks    

     

Como   pode   ser   verificado   através   da   gama   de   tensões   em  toda   a   estrutura,   em   circunstância   nenhuma   esta   ultrapassa   o  valor   de   170,4   Mpa,   valor   inferior   ao   estipulado   (177,5   Mpa)  para  o   coeficiente  de   segurança   atribuído   (n=2)  para  o   critério  de  falha  estática.  

A  simulação  foi  realizada  para  os  dois  casos,  flexão  apenas  e  flexão   e   torção   pelo   que   o   pior   obtido   foi   o   apresentado   no  relatório  (flexão  e  torção).                

Figura  13  -­‐  Braço  radial  de  coluna  articulado  projectado  em  SolidWorks  

Figura  14  -­‐  Gama  de  tensões  na  estrutura  

 Órgãos  de  Máquinas  –  Relatório  de  Projecto  

Dimensionamento  de  um  braço  radial  articulado  de  coluna      

 16    

     

Figura  15  -­‐  Valor  máximo  de  tensão  na  estrutura  

Figura  16  -­‐  Pormenor  do  valor  de  tensão  máxima  na  estrutura  

 Órgãos  de  Máquinas  –  Relatório  de  Projecto  

Dimensionamento  de  um  braço  radial  articulado  de  coluna      

 17    

      Como   podemos   reparar   o   deslocamento   máxima   na   ponta   da   lança   para   esta  condição  é  de  45,4  mm,  bastante  aceitável  dado  a  altura  de  4000  mm  e  comprimento  de  lança   de   5000   mm.   No   caso   da   estrutura   estar   sujeita   apenas   a   flexão   o   valor   do  deslocamento   é   ligeiramente   superior,   cerca   de   55   mm,   que   continua   a   ser   bastante  aceitável.        

Figura  17  -­‐  Pormenor  tensões  na  base  da  coluna  

Figura  18  -­‐  Resultados  do  deslocamento  na  estrutura  

 Órgãos  de  Máquinas  –  Relatório  de  Projecto  

Dimensionamento  de  um  braço  radial  articulado  de  coluna      

 18    

2.6 Dimensionamento  da  ligação  aparafusada  da  base    

Para  os  parafusos  de  fixação  da  base  iremos  considerar  12  parafusos  M60x5,5    de  classe  8.8.  

 Para  o  cálculo  dos  mesmos  foi  considerado  um  coeficiente  de  segurança  igual  a  2,  

uma   tensão   de   limite   elástico   de   640   N/mm2   e   o   momento   máximo   na   coluna   de  32976,93  N/m.      

𝑃𝐴ú𝑡𝑖𝑙 ≤

𝜏!𝑛  

   A  força  de  aperto  por  cada  parafuso  será:    

𝑃 =𝑀𝑚á𝑥𝑖 ∙ 𝑏  

 Considerando  i  o  número  de  parafusos  e  b  a  altura  da  coluna  (4  m):    

𝑃 =32976928,1

𝑖 ∙ 4  𝑁    

32976928,1𝑖 ∙ 42227 ≤

6402  

 𝑖 ≥ 11,56  

 Assim  o  número  de  parafusos  considerado  será  12.      

2.7 Dimensionamento  da  soldaduras       Para   o   dimensionamento   da   soldadura   da   base,   em   termos   de   esforços,   vamos  considerar  que   esta   estará   sujeita   a   um  momento   flector.  O   aço   estrutural   que  de   são  compostos   os   componentes   é   o   S355   JR   e   consideramos   um   limite   elástico   da   junta  soldada  igual  a  75%  do  material  de  base.          Para  uma  junta  soldada  circular  (desprezando  os  reforços):    

𝐼! = 𝜋𝑟!    

 Órgãos  de  Máquinas  –  Relatório  de  Projecto  

Dimensionamento  de  um  braço  radial  articulado  de  coluna      

 19    

𝜏!á! =𝑀!á! ∙ 𝑦𝐼! ∙ 𝑎

 

Em  que:    

𝑀!á! = 32976928,1  𝑁/𝑚𝑚    

𝑦 =  𝑑2 =

329,92 = 164,95  𝑚𝑚  

 𝐼! = 𝜋 ∙ 164,95! = 14099601,31  𝑚𝑚!  

 Conclusão:    

𝜏!á! = 𝜏!"#    

𝑀!á! ∙ 𝑦𝐼! ∙ 𝑎

≤ 0,75𝜏!2  

 385,79𝑎 ≤ 133,125  

 𝑎 ≥ 2,897  𝑚𝑚  

 A  garganta  do  cordão  mínima  para  a  soldadura  da  base  será  de  3  mm.    

Para   o   dimensionamento   da   soldadura   dos   apoios   da   travessa   2,   em   termos   de  esforços,   vamos   considerar   que   esta   estará   sujeita   a   um   momento   flector.   O   aço  estrutural  que  de  são  compostos  os  componentes  é  o  S355  JR  e  consideramos  um  limite  elástico  da   junta  soldada   igual  a  75%  do  material  de  base.  Cada  apoio  será  soldado  de  ambos  os  lados.  

  Figura  19  -­‐  Soldadura  dos  apoios  

 Órgãos  de  Máquinas  –  Relatório  de  Projecto  

Dimensionamento  de  um  braço  radial  articulado  de  coluna      

 20    

 𝐼! = 𝜋𝑟!  

 

𝜏!á! =𝑀!á!2 ∙ 𝑦

2 ∙ 𝐼! ∙ 𝑎  

Em  que:    

𝑀!á! = 32976928,1  𝑁/𝑚𝑚    

𝑦 =  𝑑2 =

329,92 = 164,95  𝑚𝑚  

 𝐼! = 𝜋 ∙ 164,95! = 14099601,31  𝑚𝑚!  

 Conclusão:    

𝜏!á! ≤ 𝜏!"#    

𝑀!á!2 ∙ 𝑦

2 ∙ 𝐼! ∙ 𝑎≤ 0,75

𝜏!2  

 96,36𝑎 ≤ 133,125  

 𝑎 ≥ 0,72  𝑚𝑚  

 A  garganta  do  cordão  mínima  para  a  soldadura  da  base  será  de  3  mm,  tendo  em  conta  as  espessuras  do  material  e  uma  condição  de  segurança  superior.    

Para   o   dimensionamento   da   soldadura   dos   apoios   da   travessa   1,   em   termos   de  esforços,   vamos   considerar   que   esta   estará   sujeita   a   um   momento   flector.   O   aço  estrutural  que  de  são  compostos  os  componentes  é  o  S355  JR  e  consideramos  um  limite  elástico  da   junta  soldada   igual  a  75%  do  material  de  base.  Cada  apoio  será  soldado  de  ambos  os  lados.    Para  uma  junta  soldada  linear:    

𝐼! =𝑑!

6    

𝜏!á! =𝑀!á!2 ∙ 𝑦𝐼! ∙ 𝑎

 

   

 Órgãos  de  Máquinas  –  Relatório  de  Projecto  

Dimensionamento  de  um  braço  radial  articulado  de  coluna      

 21    

 Em  que:    

𝑀!á! = 25565473,1  𝑁/𝑚𝑚    

𝑦 =  𝑑2 =

2002 = 100  𝑚𝑚  

 

𝐼! =200!

6 = 1333333,33  𝑚𝑚!    Conclusão:    

𝜏!á! ≤ 𝜏!"#    

𝑀!á!2 ∙ 𝑦𝐼! ∙ 𝑎

≤ 0,75𝜏!2  

 958,7𝑎 ≤ 133,125  

 𝑎 ≥ 7,20  𝑚𝑚  

 A  garganta  do  cordão  mínima  para  a  soldadura  da  base  será  de  8  mm.      

2.8 Dimensionamento  do  sistema  de  articulação    

O   sistema   de   articulação   na   coluna   é   baseado   num   eixo   maquinado   maciço,  apoiado   em   2   rolamentos   (exemplificados   apenas   no   desenho   CAD).   O   eixo   é  posteriormente  soldado  à  travessa  2  e  a  um  tirante  para  suportar  os  esforços  de  flexão.  O   sistema   vai   ser   demonstrado   a   seguir   juntamente   com   pormenores   das   tensões  resultantes   no   mesmo.   O   sistema   de   articulação   da   travessa   1   é   semelhante   ao   da  travessa  2.    

 

 Órgãos  de  Máquinas  –  Relatório  de  Projecto  

Dimensionamento  de  um  braço  radial  articulado  de  coluna      

 22    

           

   

Figura  20  -­‐  Sistema  de  articulação  na  coluna  

Figura  21  -­‐  Pormenor  explodido  do  sistema  de  articulação  

 Órgãos  de  Máquinas  –  Relatório  de  Projecto  

Dimensionamento  de  um  braço  radial  articulado  de  coluna      

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Figura  22  -­‐  Pormenor  explodido  do  sistema  de  articulação  da  travessa  1  

Figura  23  -­‐  Tensões  máximas  no  sistema  de  articulação  da  coluna  

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Dimensionamento  de  um  braço  radial  articulado  de  coluna      

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Figura  25  -­‐  Tensões  máximas  no  sistema  de  articulação  da  travessa  1  

Figura  24  -­‐  Tensões  máximas  no  sistema  de  articulação  da  travessa  1  -­‐  Pormenor  cima  

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3. Conclusão    

Com  a  realização  deste  relatório  de  projecto  foi  proporcionada  a  oportunidade  de  uma  aprendizagem  mais  aprofundada  acerca  de  aspectos  a  ter  em  conta  aquando  da  fase   de   projecto.   Permitiu   entender   a   importância   na   selecção   de   materiais,  coeficientes  de  segurança  e  todos  os  aspectos  relativos  à  segurança  do  projecto.    

Como   foi   possível   reparar   ao   longo   do   relatório,   os   dados   teóricos   calculados  foram  bastante  positivos  pois  mostraram-­‐se  de  acordo  com  o  resultado  de  elementos  finitos   realizado   no   Simulation   do   SolidWorks.   Em   relação   à   fadiga   os   valores   do  coeficiente  de  segurança  não  são  muito  elevados  porém  o  mesmo  foi  calculado  para  vida   infinita.   Assim,   de   qualquer   maneira,   prevê-­‐se   a   segurança   do   braço   radial  articulado.    

Deveriam  ter  sido  analisados  os  rolamentos  assim  como  os  parafusos  de  fixação  das   chumaceiras   dos   mesmos.   Foi   realizado   apenas   um   esboço   intuitivo   para   o  sistema  de  articulação.  

O  projecto  poderia  ter  sido  realizado  com  um  material  de  qualidade  mais  elevada,  reduzindo  o  peso  da  estrutura,  no  entanto,  aspectos  monetários  devem  ser  tidos  em  conta.   Uma   boa   proposta   de   trabalho   futura   seria   orçamentar   uma   estrutura   para  uma  mesma  capacidade  de  qualidade  de  material  reduzida  e  maior  peso  de  estrutura  e  comparar  com  o  orçamento  de  uma  estrutura  igual,  realizada  num  tipo  de  material  mais  elevado,  ou  seja,  com  maior  tensão  limite  elástico.        

     

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4. Bibliografia      Órgãos   de   Máquinas,   Textos   de   Apoio   –   Volume   1,   ENIDH   2013-­‐2014,   Victor   Franco  Correia;    Órgãos  de  Máquinas,  Dimensionamento  de  juntas  soldadas,  ENIDH  2005,  Victor  Franco  Correia;    Órgãos  de  Máquinas,  Ligações  aparafusadas,  ENIDH  2005,  Victor  Franco  Correia;      Shigley's  Mechanical  Engineering  Design,  8th  Edition,  Mc  Graw  Hill;      Catálogo  de  perfis,  Ferpinta;    Catálogo  de  parafusos,  Pecol;    Catálogo  de  diferenciais,  Samsung  Machinery.            

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5. Anexos                                

ANEXOS