projeto de uma talha

7/25/2019 Projeto de uma Talha

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Dados Iniciais

Carga 2500kg Produtividade 180hr1 Elevao 4m

Clculo do tempo de ciclo:

tciclo =1

Produtividade20s

Adotando os valores para:

tmanipulao 3s

tsubida =tciclo

2 10s tdescida tsubida

tacelerao 1s

Calculando a acelerao e a velocidade:S1 1m S2 2m S3 1m

t2 =tsubida tmanipulao 2 tacelerao 5s

Pela frmula do MUV:

a =S1 2

tacelerao2

2m

s

2

v =2 a S1

12

2m

s

Seleo do cabo de ao e dimensionamento do tambor:

- Fora do cabo (Fc):

=m*ay Fc-m*g=m*ayFy

m Carga =9.807m

s

2

Fc =m +ag 29.517kN =Fc 3.01 103 kgf

Para encontrarmos corretamente o cabo de ao, devemos saber que o seucoeficiente 7: (copiar a tabela)

S 7

Fs =Fc S 2.066 105 N =Fs 2.107 104 kgf


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Atravs do Catlogo SIVA, podemos selecionar o cabo:

SIVA Cabo de Ao Polido - 6x25 Alma de Fibra 3/4" AA/AFA:

Dcin3

4in Dc =Dcin 0.019m

Clculo do Tambor:- O dimetro mnimo do tambor 26x maior que o dimetro do cabo:

Dtambor =26 Dc 0.495m

Tcarga =Fc Dtambor

2 7.31 103 m

Nmero de voltas do cabo selecionado no tambor, considerando 3 voltas amais para maior segurana:

Nvoltas =+Elevao

Dtambor3 5.571 Adota-se ento 6 voltas

Wcabo 0.88 Nvoltas Dtambor

Wcabo 8.2kg


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-Espessura do Tambor:

Apartir do nmero de voltas do cabo no tambor, estimado a espessura domesmo:

Copiar tabela de toleranciaTolerncia mnima de 1/32"

tomnima 0.794mm =tomnima 7.94 104

m eadmorelha 5 103

m

e =++6 Dc 7 tomnima 2 eadmorelha 0.13m

Explicar mais no projeto do word

Valores retirados do Software SolidWorks:

- Volume do tambor: - Massa do TamborAo 1020

Vt 0.0214 m3 m 169.344kg

- Velocidade Angular: -Acelerao angular:

=v

Dtambor

2

8.076ad

s

=

tacelerao8.076

ad

s

2

- Momento de Inrcia:

Im =m

2

Dtambor2

4 5.193 g m2

Tinrcia =Im 41.938 m

- Torque Total:

Ttotal =+Tcarga Tinrcia 2 7.394 N m

- Seleo do acoplamento:Atravs do Torque Total conseguimos encontrar o acoplamento, utilizamos atabela da Aciobras para determinar este.


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Acomplamento: 1110GT - Torque 8500 N.m - RPM mx. 2250 - Furo mx D=121mm - Peso 55 kg

= 77.119rpm

Pot = Tcarga 79.165hpWa 55kgL1 127mm

Dimensionamento do eixoDeterminando o Material do eixo:

De certa forma devemos selecionar um material com uma boa resistncia mecnica,

temperabilidade e um menor custo. Assim, para a fabricao do material do eixo ser

selecionado o ao SAE 1050 temperado e revenido a 400F. Este foi selecionado atravs da

tabela A-9, do Livro Norton, 2013, como tambm foi encontrada as seguintes propriedades:

Tenso de Ruptura: Sut = 1,124 GPa

Tenso de Escoamento: Sy = 807 MPa

Mdulo de Elasticidade: E = 205 GPa

Coeficiente de Poisson: = 0,29

Sut 1.124 PaSy 807 Pa

- Clculo do limite de fadiga:Se' =0.5 Sut 562 Pa

- Clculo do limite de fadiga corrigido:d 100 (mudar quando encontrar o maior dimetro)

C1 1 (toro e flexo)C2 =1.189 d0.097 0.761C3 0.69 (Usinado)C4 1 (Temperatura ambiente)

C5 0.879 (confiabilidade 90%)

Pa


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Se =Se' C1 C2 C3 C4 C5 259.272 Pa

- Fator de Sensibilidade ao Entalhe

Sut= 163 ksi

r 0.01in

Assim, conseguimos retirar pelo grfico da constante de Neuber ( ) para

aos. Onde, neste grfico para cargas em toro devemos aumentar 20 kpsi no Sut

e para flexo encontramos normalmente.

atoro 0.02in

1

2 aflexo 0.035in

1

2a^1/2 - se refere estes valores

Toro: Flexo:

qt =1

+1 atoro

2 r

0.833 qf =1

+1 aflexo

2 r

0.741

Atravs do Norton, podemos utilizar as frmular para determinar os fatores deconcentrao de tenso:

Para flexo, kt=3; para toro kt=2,5; para chavetas kt=4.

Flexo: Toro:

Kf=1+q(Kt-1) Kfsm=1+q(Kt-1)Kf 2.48 Kfsm 2.249

Para chaveta: Kfc 3.22 Kfsmc 3.5

- Comprimento das Sees:

l1 150mm l2 40mm l3 190mm l4 40mm

Wl1 =Wa

2

27.5kg Wl3 =++Wcabo m Carga 2.678 103 kg


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- Clculo das reaes nos Rolamentos Ra e Rb:

Rb =

+Wl1

+l1 l2

2

g

Wl3

+

l3

2

l2

2

g

++

l2

2 l3

l4

2

12.93k

Ra =+Wl1g Wl3g Rb 13.598k

- Clculo do Momento:

l1 0mm l2 170mm l3 285mm l4 400mm

(Calcular no MDsolids)

- Clculo dos Dimetros: (trocar os momentos depois)

Dimetro 1 (tambor)

Mt 1464.73 m =Ttotal 7.394 103 m

=Sut 1.124 103 Pa =Se 259.272 Pa Nft 2.5

=Sy 807 Pa

D1 =

32 Nft

+

Kfc

Mt

Se

23

4

Kfsmc

Ttotal

Sy

2

0.5

1

3

0.095m

Dimetro 2 (Rolamento)

Mr 91.72 m Nfr 2.5

D2 =

32 Nfr

+

Kf

Mr

Se

23

4

Kfsm

Ttotal

Sy

2

0.5

1

3

0.077m

Dimetro 3 (Acoplamentos)

Ma 0 m


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D3 =

32 Nft

+

Kfc Ma

Se

2

34

Kfsmc TtotalSy

2

0.5

1

3

0.089m

(Ler no trabalho de El. Mquinas o porque da alterao dos dimetros eexplicar)

Da 90mmDr 95mm (olhar o catlogo do encosto do rolamento Da)Dt 110mm

Seleo dos rolamentos:

C 63.7k Ra 14.073k Rb 12.736ka 77.119

Lh1 =106

60 a

C

Ra

3

2.004 104 Lh2 =106

60 a

C

Rb

3

2.704 104

- Dimensionamento da chavetaTambor:

=Ttotal 7.394 m b 32mmNf 1.3 h 18mmSy 441 Pa t1 11mm

l =2 Ttotal Nf

D1 b Sy0.014

m Cisalhamento

l =

2 Ttotal Nf

D1 h t1 Sy 0.066m Esmagamento

Fazer o mesmo para o acoplamento

D3 90mm b 25mm h 14mm t1 9mm Nf 1.3

l =2 Ttotal Nf

D3 b Sy0.019

m

l =2 Ttotal Nf

0.097

m


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D3 h t1 Sym

Wcarga =Cargag 2.452 104 Wacoplamento =Wag 539.366

Wtambor =mg 1.661 103

Wcab =Wcabog 80.415Wrolamento =1.262kg g 12.376

Weixo =7900g

m

3

110mm

2

4

380mm

9.81g

2.745k

W =+++++Wcarga Wtambor Wcab Wacoplamento Weixo Wrolamento 29.554k

A carga ser distribuida entre 6 parafusos

Cparafuso =W

6 4.926

k

Parafuso ISO M10At 57.99mm 2 Nf 3

t =Cparafuso Nf

At254.82

Pa


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MEMORIAL PARTE 2

3. DETERMINANDO OS COMPONENTES:

3.1 MOTOREscolha do motor atravs da potncia de sada (Tambor)

Atravs desses dados, podemos determinar o motor o qual ser necessrio paraa nossa aplicao.

=Ttotal 7.394 m = 77.119rpm

Ptambor =Ttotal 80.073hp

A princpio ser selecionado um motor motofreio, o qual deve ser aplicado em

equipamentos industriais onde so necessrias paradas por questo desegurana, posicionamento e economia de tempo. Sendo assim, o motorselecionado um WEG W22 Motofreio IR3 Premium, com a potncia de 100 HP,4 polos, 60 hz, rotao nominal de 1780 rpm, tenso de 220/380 V, massaaproximada de 553 kg e fator de servio de 1,25.

Pmotor 100hp motor 1780rpm

Determinando a razo de reduo do eixo:

Mg =motor

23.081 Mg 24 Logo a reduo ser 24:1

Os sem-fins normalmente tm apenas um dente (ou rosca) e, assim, podem criarrazes to grandes quanto o nmero de dentes na engrenagem sem-fim. Essahabilidade de prover altas razes em um pacote compacto uma das principaisvantagens de um engrenamento sem-fim sobre outras configuraes deengrenamento possveis, a maior parte das quais so limitadas a uma razoaproximada 10: 1 por par de engrenagens. Engrenamentos sem-fim podem serproduzidos com razes variando de 1:1 at 360:1, embora a variao usualdisponvel de catlogos seja 3:1 a 100:1 . Razesacima de 30: 1 usualmente tm um sem-fim de uma nica rosca, e razes abaixodesse valor freqentemente usam sem-fins de roscas mltiplas. O nmero de

roscas no sem-fim tambm referido por seu nmero de comeos ou entradas.Um sem-fim de 2 entradas ou 3 entradas pode se usado para um engrenamentosem-fim de razo baixa.

3.2 SEM FIM

Um engrenamento sem-fim consiste em um sem-fim e uma engrenagem sem-fim(tambm chamada de roda sem-fim, ou coroa). O sem-fim , na realidade, umaengrenagem helicoidal com um ngulo de hlice to grande que um nico dentese envolve continuamente ao redor de sua circunferncia. Um sem-fim anlogo

a uma rosca de parafuso, e a engrenagem sem-fim anloga a sua porca.


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Conforme o livro Norton, o sem-fim pode, teoricamente, ter qualquer dimetrodesde que a seo transversal de seu dente (passo axial) iguale o passo circular dacoroa. Assim, o dimetro de refercia d do sem-fim pode ser selecionadoindependemente do dimetro da coroa dg e, para qualquer dimetro dg, mudanas

em d apenas variaro a distncia entre centros C entre o sem-fim e a coroa, masno afetaro a razo de engrenamento. Sendo assim, iremos adotar um valor paraa distncia entre centros:

C 15 d =C0.875

2.2 4.86 d =din 123.45mm

C=381mmdsemfim 125mm d =dsemfim 125mm =d 4.921in

O dimetro de passo da coroa dg pode ser determinado a partir dos dadosencontrados acima, o qual relacionado com o dimetro do sem fim atravs da

distncia entre centros C:d 4.921

dg =2 C d 25.079

Com as relaes:Ng 24 Nw 2 Nw=2 devido a relao ser


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Como o ngulo maior que 6, neste caso temos que usar um motor Motofreio,assim, provando que a nossa escolha inicial do motor estava correta.

Largura de face mxima:

LFmax =0.67 d 3.297 Fmx =LFmaxin 83.746mm

Agora devemos calcular o Cs, o qual um fator dos materiais definido pela AGMApara bronze produzido em moldes metlicos, como nosso C>8 in, temos que:

Cs =1411.6518 455.8259 log ,dg 10 773.81

Determinando agora o fator de correo de razo, definido pela AGMA, como:

=Mg 24

Cm =0.0107 2

++Mg2 56 Mg 5145 0.823

Seguindo o mtodo adotado no livro Norton, devemos agora, determinar avelocidade tangencial e o fator de velocidade.Velocidade tangencial:

motor 1780 d 4.921 23.011

Vt = motor d12 cos

4.381 103 Vt 4.381 103

Fator de velocidade:

3000 < Vt fpm

Cv =65.52 Vt 0.774 0.099

Uma condio tridimensional de carregamento existe no engrenamento de sem-

fim. Componentes tangencial, radial e axial atuam em cada membro. Com umngulo (tpico) de 90 entre os eixos do semfim e da engrenagem sem-fim.

Carga tangencial Wtg na coroa em (lb):

dg =25.079

25.4 0.987 Fmx 83.746

Wtg =Cs Cm Cv dg0.8 Fmx 5.251 103

Wtc =Wtgl f 23.359k


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O fator de atrito em uma engrenamento sem-fim no constante. uma funoda velocidade, segundo a AGMA para Vt fpm > 10:

=+0.103e 0.110Vt0.450

0.012 0.013Devemos agora determinar a fora de atrito e os mtodos de classificao, paraacharmos finalmente a eficincia do engrenamento e o torque necessrio dosistema.

Fora de atrito:Assumindo o nmero de dentes mnimos de 27, temos atravs da tabela 12-7,phi=17,5 deg.

Wf = Wtg

cos cos 17.5deg135.245 Wf 135.245

Diferentemente dos engrenamentos entre engrenagens cnicas e helicoidais, nasquais os clculos so feitos separadamente para as tenses de flexo e desuperfcie nos dentes da engrenagem e comparados com as propriedades domaterial, os engrenamentos sem-fim so classificados pela habilidades dosmesmos em lidar com um nvel de potncia de entrada. A classificao depotncia da AGMA est baseada na resistncia de craterao e desgaste, porque aexperincia tem mostrado que esses so os modos usuais de falha. Por causa dasaltas velocidades de deslizamento em engrenamentos de sem-fim, a temperaturado filme de leo separando os dentes de engrenagem se toma um fator

importante, e isso levado em conta pela norma daAGMA.Essas padronizaes esto baseadas em um ciclo de vida de 10 horas contnuaspor dia de servio sob carga uniforme, definido como um fator de servio de 1,0.

Potncia de sada: dg 25.079

=motor 1.78 103 =Wtg 5.251 103 =Mg 24

o =motor Wtg dg

126000 Mg77.52

Potncia perdida no engrenamento:

I =Vt Wf

33000 17.955

Potncia de entrada:

=+o I 95.474 entrada =hp 95.474hp


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Eficincia do engrenamento:

=o

0.812

Torque de sada:

=dg 25.079 =Wtg 5.251 103

Tg =Wtg dg

26.585 104 Tg =Tgl f in 7.44 m

=Ttotal 7.394 m

MATERIAL DO SEM-FIM:

Somente poucos materiais so apropriados para engrenagens sem-fim. O sem-fim bastante tensionado e requer um ao endurecido.Aos de baixo carbonotais comoAISI 1020, 1117, 8620 ou 4320 so usados e endurecidos a HRC58-62.Aos de mdio carbono tais comoAISI 4140 ou 4150 tambmso usados, endurecidos por induo ou chama a HRC 58-62. Eles precisam serretificados ou polidos para um acabamento de 16 micro polegadas (0,4 micrometro) Ra ou melhor.A engrenagem sem-fim necessita ser feita de um materialbrando e complacente o suficiente para engrenar e moldar-se ao sem-fim durosob condies de escorregamento elevado.

3.3. DIMENSIONAMENTO DO EIXO DA COROA

Clculo das foras atuantes:

Sabemos que nas engrenagens possuem duas foras atuantes, a radial e atangencial. Para encontrarmos estas devemos encontrar o torque no motor.

Fora axial no sem-fim:

Wasf Wtc

A fora axial da coroa igual a fora tangencial do sem-fim:

=Pmotor 7.457 104 g m2

s

3 motor 1780rpm =motor 186.401

1

s

Tmotor =Pmotor

motor400.051 m

Wtsf =2 Tmotor

dsemfim6.401k Wac Wtsf


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A fora radial atuante nos componentes dada por:

17.5deg 23.011deg Wr =Wtc tan

cos 8.002k

Dimenses:

Coroa: Sem-fim:=Wr 8.002k =Wr 8.002k

=Wac 6.401k =Wtsf 6.401k

=Wtc 23.359k =Wasf 23.359k

=dcoroa 637.007mm =dsemfim 125mm

Aproximao do eixo da coroa: face da coroa 80 mm + folga para travamento +

50 mm de cada rolamento + acoplamento 127 mm + folga

l1 50mm l2 100mm l3 50mm l4 150mm

l =+++l1 l2 l3 l4 350mm

Com o auxlio do software MD Solids podemos calcular os momentos do eixoPlano X-Y:

Com o auxlio do SolidWorks foi possvel obter a massa da coroa. Sendo que, foiestipulado que o furo do eixo de 100 mm, o seu mdulo arredondado para 28,0

o qual foi determinado pela expresso do dimetro da coroa e seu nmero dedentes e uma largura de face de 80 mm. E considerando o material como bronzecomercial.dg=Ng*M

mcoroa 236.897kg Wcoroa =mcoroag 2.323k

=Wr 8.002k

Wxy =+Wr Wcoroa 10.325k

=Wac 6.401kWacoplamento =Wag 0.539k

Mac =Wac

dcoroa

2 2.039 m

Com o auxlio do MDsolids, temos:

Ra 18.16kRb 7.3k

l1 0mm l2 25mm l3 100mm l4 175mm l5 340mm

Mxz x >x l2 Ra x l2 >x l3 Wxy x l3 >x l3 Mac >x l4 Rb x l4 >x l5


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=Mxz l1 0 m =Mxz l3 1.362 m

Mxz l5 0k m

=Mxz l2 0 m Mxz l4 0.0889k m

Agora, tambm podemos calcular o momento para o plano Z-X, com o auxlio do

software MDsolids.

=Wtc 23.359k

Raxz 11.68k

Rbxz =Raxz 11.68k


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Para este plano devemos determinar o momento atravs dos clculos.

x , 0mm 1mm 340mm

=l1 0mm =l2 25mm =l3 100mm =l4 175mm =l5 340mm

=Wtc 23.359k =Raxz 11.68k =Rbxz 11.68k

Mxz x +>x l2 Raxz x l2 >x l4 Rbxz x l4 >x l3 Wtc x l3

=Mxz l1 0 m =Mxz l3 0.876 m

=Mxz l2 0 m Mxz l4 0k m

=Mxz l5 0 m


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Com os momentos nos dois planos nos pontos de interesse, podemosagora, calcular os mdulos em cada ponto, para poder simular o pior caso deatuao:

Ml1 0k m Ml2 0k m

Ml3 1.619k m Ml4 0.0889k m Ml5 0k m

MATERIAL DO EIXO DA COROA:

Como j determinado, um dos materiais mais comuns para eixo, o ao SAE1020 laminado a frio. Tabela C-9 Norton.

Sut 469 Pa Sy 393 Pa

=Sut 68.023ksi

Para clculo da resistncia fadiga corrigido devemos fazer algumasconsideraes, como: carregamento em flexo, material usinado, trabalhando atemperatura menor que 450C, confiabilidade de 90%, dimetro de 100mm.

Carregamento: Tamanho: Acabamento:d 120

C1 1 C2 =1.189 d0.097 0.747 C3 0.83Temperatura: Confiabilidade:

C4 1 C5 0.897

S'e =0.5 Sut 234.5 PaSe =C1 C2 C3 C4 C5 S'e 130.471 Pa

Fator de Sensibilidade ao Entalhe:

Sut= 68,023 ksir 0.01in

Assim, conseguimos retirar pelo grfico da constante de Neuber ( ) para aos.

Onde, neste grfico para cargas em toro devemos aumentar 20 kpsi no Sut e

para flexo encontramos normalmente.


18/28

atoro 0.08in

1

2

aflexo 0.1in

1

2

a^1/2 - se refere estes valores

Toro: Flexo:

qt =1

+1 atoro

2 r

0.556 qf =1

+1 aflexo

2 r

0.5

Atravs do Norton, podemos utilizar as frmular para determinar os fatores deconcentrao de tenso:Para flexo, kt=3; para toro kt=2,5; para chavetas kt=4.

Flexo: Toro:Kf=1+q(Kt-1) Kfsm=1+q(Kt-1)

Kf 2.11 Kfsm 1.75


C LCULO DOS DI METROS DO EIXONesta seo iremos estipular um valor para cada eixo do sistema utilizando oscritrios de Goodman modificado, sendo assim, iremos determinar por estas o

valor do coeficiente de segurana.=Tg 7.44 m Tm Tg

ROLAMENTO (25 mm)=Se 130.471 Pa =Sut 469 Pa d 0.1m =Kf 2.11

=Ml2 0 m =Tm 7.44 m Fa 0k =Kfsm 1.75

Nf =

+

Kf 32 Ml2

d3

Se

2+

Kfsm 4 Fa

d2

2

3

Kfsm Tm 16

d3

2

Sut

1

4.084


19/28

COROA (100 mm)

=Ml3 1.619 m =Tm 7.44 m Fa 7.3k =Kfc 2.5=Sut 469 Pa =Se 130.471 Pa d 0.12m =Kfsmc 2.71

Nf =

+

Kfc 32 Ml3

d3

Se

2

+

Kfsmc 4 Fa

d2

2

3

Kfsmc Tm 16

d3

2

Sut

1

2.485

ROLAMENTO 2 (175 mm):

=Se 130.471 Pa =Sut 469 Pa =Kf 2.11 =Fa 7.3k=Ml4 0.089 m d 0.1m =Kfsm 1.75 =Tm 7.44 m

Nf =

+

Kf 32 Ml4

d3

Se

2+

Kfsm 4 Fa

d2

2

3

Kfsm Tm 16

d3

2

Sut

1

3.853

ACOPLAMENTO(340 mm):

=Ml5 0 m Fa 0k =Tm 7.44 m=Se 130.471 Pa =Sut 469 Pa d 0.095m

Nf =

+

Kfc 32 Ml5

d3

Se

2

+

Kfsmc 4 Fa

d2

2

3

Kfsmc Tm 16

d3

2

Sut

1

2.261

3.4 SELEO DOS ROLAMENTOS DO EIXO DA COROA

Como j foram determinadas as reaes nos rolamentos e seus especficosdimentros, agora podemos atravs destes valores, determin-los:

=Ra 18.16k =Rb 7.3k

=Raxz 11.68k =Rbxz 11.68k

Pela tabela da SKF "Rolamentos rgidos de esferas, uma carreira". Foi escolhido orolamento modelo 6320-RS1. O qual est em anexo no fim deste memorial.

Verificando os Rolamentos:

tambor 77.119rpm =Ra 18.16k 77.12


20/28

Rad =+Ra2 Raxz2

1

2

21.592kC 174k Rb 7.3k Co 140k

Lh1 =106

60

CRa

3

1.901 105

Considerando a carga axial e radial para esta seo:

=Rb

Co0.052 v 1.2 x 0.56 y 1.75

P =+v x Ra d y Rb 27.285k

Lh2 =106

60

C

P

3

5.605 104

Como se pode observar, o rolameto o qual mais sofrer esforos ter uma vida

de aproximadamente 56 mil horas. O que torna a escolha deste rolamentovivel e confivel.

3.5. SELEO DA CHAVETATabela de chavetas em anexo.3.5.1. CHAVETA PARA A COROA - AO SAE 1010, laminado a frio.Chaveta: 32x18 ; Rasgo: 32x11

=Ttotal 7.394 m Nf 1.3 b 32mm h 18mm

D1 120mm Sy 303 Pa t1 11mm

l =2 Ttotal Nf

D1 b Sy16.522mm Falha por cisalhamento

l =2 Ttotal Nf

D1 h t1 Sy75.529mm Falha por esmagamento

3.5.2. CHAVETA ACOPLAMENTOAo SAE 1010 laminado a frio

Chaveta: 28x16 ; Rasgo: 28x10

=Ttotal 7.394 m b 28mm h 16mm t1 10mm=Nf 1.3 D3 95mm =Sy 303 Pa

l =2 Ttotal Nf


l =2 Ttotal Nf



21/28

3.6. CLCULO E VERIFICAO DO SEM-FIM

Seleo do acoplamento pelo torque e Furo mximo - Aciobras.

=Ttotal 7.394 m =Pmotor 100hp

ACOPLAMENTO SELECIONADO: 30Torque mx 20000 N.m / RPMmax 5800 / Furo mx 112 mm / Wac = 41,25 kg

L1 90mm

Wa 25.21kg

Wac =Wa

2g

123.613

=Wr 8.002k

=Wtsf 6.401k

=Wasf 23.359k

=dsemfim 125mm

Aproximao do eixo do sem fim: comprimento da helicide o diametroprimitivo da coroa somado com 2x o adendo + folga para cada lado + 50 mm decada rolamento + 105 mm de acoplamento para motor + folga

=dcoroa 637.007mm

Pd =dcoroa

24 26.542

mm

Pd 1.045 a =1Pd

0.957

a =25.4 0.957 24.308

Acoplamento Rolamento1 Helicide+folga (637+2*25+folga) Rolamento2

l1 110mm

l2 50mm

l3 720mm

l4 50mm

l =+++l1 l2 l3 l4 930mm


22/28

Com o auxlio do MDsolids podemos calcular os momentos e as reaes nos planos:

Plano X-Y:

=Wr 8.002k =Wasf 23.359k

Wac =Wa

2g 0.124k Mac =Wasf

dsemfim

2 1.46 m

dsf 125mm Lsf 690mm 7.8 103 g

m

3

Wsf =

dsf

2

2

Lsf g

0.648k

Ws =+Wr Wsf 8.649k


23/28

Raxy 6.36k Rbxy 2.41k

Mxyl1 0k m Mxyl2 0.015k m Mxyl3 2.39k m

Mxyl4 0k m Mxyl5 0k mPlano X-Z:

=Wtsf 6.401k

Raxz 3.2k Rbxz 3.2k

Mxzl1 0k m Mxzl2 0k m Mxzl3 1.23k m

Mxzl4 0k m Mxzl5 0k m


24/28

Com os momentos nos dois planos nos pontos de interesse, podemos agora,calcular os mdulos em cada ponto, para poder simular o pior caso de atuao:

Ml1 =2 +Mxzl12 Mxyl12 0 m

Ml2 =2 +Mxzl2

2 Mxyl22 0.015 m Ml4 0k m

Ml3 =2 +Mxzl3

2 Mxyl32 2.688

m

Ml5 0k m

MATERIAL DO EIXO:

Como j determinado, um dos materiais mais comuns para eixo, o ao SAE

1020 laminado a frio, endurecidos a HRC 58-62. Tabela C-9 Norton.

Sut 469 Pa

Sy 393 Pa

=Sut 68.023ksi

Para clculo da resistncia fadiga corrigido devemos fazer algumasconsideraes, como: carregamento em flexo, material usinado, trabalhando atemperatura menor que 450C, confiabilidade de 90%, dimetro de 125mm.

Carregamento: Tamanho: Acabamento:

C1 1 d 125 C3 0.83C2 =1.189 d0.097 0.744

Temperatura: Confiabilidade:C4 1 C5 0.897

S'e =0.5 Sut 234.5 Pa

Se =C1 C2 C3 C4 C5 S'e 129.956 Pa

Fator de Sensibilidade ao Entalhe:

Sut= 68,023 ksir 0.01

in

Assim, conseguimos retirar pelo grfico da constante de Neuber ( ) para aos.

Onde, neste grfico para cargas em toro devemos aumentar 20 kpsi no Sut e para

flexo encontramos normalmente.


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atoro 0.08in

1

2 aflexo 0.1in

1

2 a^1/2 - se refere estes valores

Toro: Flexo:

qt =1

+1 atoro

2r

0.556 qf =1

+1 aflexo

2r

0.5

Atravs do Norton, podemos utilizar as frmular para determinar os fatores deconcentrao de tenso:

Para flexo, kt=3; para toro kt=2,5; para chavetas kt=4.

Flexo: Toro:Kf=1+q(Kt-1) Kfsm=1+q(Kt-1)

Kf 2.11 Kfsm 1.75


=Tg 7.44 m

Tm Tg

CLCULO DOS DIMETROS PARA O EIXO DO SEM-FIMAs mesmas equaes que foram utilizadas para o clculo do eixo da coroa,seram aplicadas nesta seo, equaes de Goodman modificado.

ACOPLAMENTO (10 mm)=Se 129.956 Pa =Sut 469 Pa d 0.1m =Kfc 2.5

=Ml2 0.015 m =Tm 7.44 m Fa 0k =Kfsmc 2.71

Nf =

+

Kfc 32 Ml2

d3

Se

2

+

Kfsmc 4 Fa

d2

2

3

Kfsmc Tm 16

d3

2

Sut

1

2.617


26/28

ROLAMENTO 1 (135 mm)

=Ml3 2.688 m =Tm 7.44 m Fa 6.36k =Kf 2.11=Sut 469

Pa

=Se 129.956 Pa

d 0.12m

=Kfsm 1.75

Nf =

+

Kf 32 Ml3

d3

Se

2

+

Kfsm 4 Fa

d2

2

3

Kfsm Tm 16

d3

2

Sut

1

2.506

DIMETRO SEM-FIM (520 mm):

=Se 129.956 Pa

=Sut 469 Pa

=Kf 2.11 =Fa 6.36k

=Ml4 0 m d 0.125m =Kfsm 1.75 =Tm 7.44 m

Nf =

+

Kf 32 Ml4

d3

Se

2+

Kfsm 4 Fa

d2

2

3

Kfsm Tm 16

d3

2

Sut

1

7.975

ROLAMENTO 2 (905 mm):

=Ml5 0 m =Tm 7.44 m Fa 0k =Kf 2.11=Sut 469

Pa

=Se 129.956 Pa

d 0.12m

=Kfsm 1.75

Nf =

+

Kf 32 Ml5

d3

Se

2+

Kfsm 4 Fa

d2

2

3

Kfsm Tm 16

d3

2

Sut

1

7.056

3.7. SELEO DAS CHAVETAS PARA O SEM-FIMTabela de chavetas em anexo.

CHAVETA PARA O ACOPLAMENTO

Ao SAE 1010

Chaveta 28x16 - Rasgo 28x10

=Ttotal 7.394 m

b 28mm

h 16mm

t1 10mm

=Nf 1.3 D3 100mm

Sy 303 Pa

l =2 Ttotal Nf


l =2 Ttotal Nf



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3.8. SELEO DO ROLAMENTO PARA O EIXO SEM-FIM

O rolamento selecionado foi o de esferas de fileira unica 6024, o qual est emanexo no fim deste memorial.

=Raxy 6.36k Fa Raxy=Rbxy 2.41k =Raxz 3.2k Fr 4.006k

C 88.4k

Co 80k

77.12

Determinando o ciclo de vida do rolamento:

Lh1 =106

60

C

Fr

3

2.322 106

Considerando a fora axial e a radial para o clculo da vida deste

rolamento. v 1.2 x 0.56 y 1.57=

Fa

Co0.08 P =+v x F r y Fa 12.677

k

Lh2 =106

60

C

P

3

7.328 104

O rolamento o qual sofrer maior esforo, como demonstrado acima, ter umavida de 73 mil horas. O qual demonstra uma boa confiabilidade e considera-seadequado para tal aplicao.

3.9. SELEO DOS PARAFUSOS PARA FIXAO

Usaremos 6 parafusos no projeto para fixar a caixa do sem-fim e da coroa,devemos calcular a carga total e verificar se estes 6 parafusos suportam a cargasolicitada.

=Wcoroa 2.323k Wrol =7.1kg 0.07k Wac1 = 55kg 0.539k

=Wsf 0.648k

Wac2 0.124k

lsf 930mm

= 7.8 103 g

m

3

=dsemfim 0.125m =dcoroa 0.637m lc 350mm

Wesf =

dsemfim

2

2

lsf g

0.873k

Wec =

dcoroa

2

2

lc g

8.532k

Wtotal =++++++Wcoroa Wrol Wac1 Wsf Wac2 W esf Wec 13.109k


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O parafuso para est situao ser o ISO M10 (dimetro) x 1.5 (passo),t=57,99 m^2.

Nf 3 Carga =Wtotal

6 2.185

k

At 57.99mm

2

t =Carga Nf

At113.029

Pa

projeto de uma talha

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