CP. AUT. PROJ.PROJETOS INDUSTRIAIS

TREINAMENTO E CONSULTORIA TCNICA

Rua Artur Moreira, 197 Jd. Marek - Santo Andr SP - CEP: 09111-380Fone: (0xx11)4458-5426 - Cel: (0xx11)9135-2562 - E-mail: cpautproj@uol.com.br

Elaborao: Proj. Carlos PaladiniVolume 3

ndice Vol. 3:

CLCULO PARA PUXADOR DE FITA LINHA............pg. 1

SOLICITAO DO ROLAMENTO............................pg. 4

SELEO DE ACIONAMENTOS..............................pg. 5Mtodos de clculos, exemplos, frmulas

APNDICE...........................................................pg. 9

EXEMPLOS DE CLCULOS.....................................pg. 10

V3 - 1

J reduo equip. = = ver frmula no formulrio tcnico, folha 19

J reduo =

J reduo = 0,816 kgm2

J total = J reduo equip. + J redutor + J motor ver frmula no formulrio tcnicofolha 19

J total = 0,816 + 0,005 + 0,35

J total = 1,17 kgm2

=

CLCULO PARA O PUXADOR DE FITA LINHAPotncia alimentao caso exemplo.O equipamento ( Desenrolador )Possui dois freios causando trao de r; 2 freios MR com presso de 6 BAR numdisco de aproximadamente 300mm ao verificar no catalogo teremos: na pior condio:

Temos dois freios 1050 x 2 =

OBS.: ( F Fora trac. na bobina N) (D max. da bobina mm)

2

175125000

t . 91200n . JP

2

=

5 . 912001750 .17,1NG

ta . 91200n . TOTAL JNG

2

2

=

=

Ver formulrio tcnico folha 20 NG = 7,85 KW => NG = 7,85 . 1,36 = 10,67 CV

Tabela para transformar potncia:

Potncia Multiplicar Para obter

CV 0,736 KWHP 0,746 KWHP 1,014 CVCV 0,9863 HPKW 1,34 HPKW 1,36 CV

Ver formulrio tcnico folha 06

1050 NMmomento fren.2100 NM momento

FREN. total

ou MF = 214,2 kgf . m

Ft 1500

2000 . 2100

20001500 .Ft

2100 2000

D . ===

FtMF

Ft = 2800 N Ft = 285,71 kgf

2mm / kgf 0,45 180 . 3,5

285,71

AFt

=== ttt

2

i1

cil. J

Sendo que:t Tenso de traoFt Fora tangencialA rea

V3 - 2

Teremos: Potncia alimentao = NALI

Para tirar a bobina da inrcia preciso de:

Natr = 0,0014 . 0,05 . 5546 . 0,75 . 2,16

Somando as duas potncias teremos:

NALI + Natr = 0,7875 + 0,85 =

Para saber a fora de trao necessria para calcular a FN que o cilindro deveatuar teremos:

. 1020,17 . 0,45 . 3,5 .180

kw . 102

v.tr . e . b

kw . 102

v.tr . e . b

=

=

=

ALI

ALI

ALI

N

N

NV = Normal p/ alimentao 0,17 m / s = 0,60 coeficiente.

NALI = 0,7875 KW p/ vencer fora de freio. ( na chapa de pior condio).

Natr = 0,628 cv0,628 . 1,36 = 0,85 KW

Npux = 1,64 KW,para o puxador

06,083,985F

0,16 . F 59,15 b .F MT

16,242,23 . 716,2

MT

n 0,12 . 3,1460 . 0,17

60n . 0,12 . 3,14

0,17

60n . d . V n que e

1,36 . 1,64 que Sabemos n

N . 716,2MT

t

t

=

=

=

=

=

=

==

== 2,23 cv

n = 27 rpm

MT = 59,15

Ft = 985,83

Chapa de maior larguraindependente da espessura

POTNCIA DISSIPADA EM ATRITO 0,05 peso kgNatr = 0,0014 , F . Q . r . n rpm raio metro

Q = (D2 d2) . 785 . 0,785 . 450 . 106Q = 5546 kgfn = rpm =

60n . d . V

== n 1,5 . 3,14 60 . 0,17

60n . 1,5 . 3,14

17,0

n = 2,16 rpm

V3 - 3

Para determinar cilindro sabemos que:

Cilindro escolhido marca RACISUL 4 Hidrulico com rosca na haste de 1-7/8-12Flange retangular dianteira.

Concluso: utilizar motor de:

Motor com 1710 rpm:

Marca SEW tipo (pg. 121): RF 86 DZ 100LS4 ; MA = 1163 i = 94,11 nm Na rpm = 18Com esta especificao ficaremos com:

Obs.: Para que a montagem fique mais elegante e ocupe menos espao ser usado omotor redutor: SEW Engr .cnica com Flange B5

15,0985F

MFF

M . FF

Nt

N

Nt

==

=

FN = 6566 kgf

cm 10,21 d

104,39 d 104,39 d 80.785,0

6566

d . 0,7856566

80

4d .

6566 80

rea fora

/cmkgf cm / kgf

222

22

2

2

=

===

==

=

d

AFP

presso

do cilindro atuador.d = 102

==

==

=

=

0,2 . 3,140,17 . 60

n

60n . 0,2 . 3,14

0,17 60

n . d . V: puxador do eixo non

KW 2 Potncia 0,80n

KN 1,64

n = 16,24

= 16,241710i i 105,29

6018 . 0,2 .14,3

60n . d .

== VV V = 0,18 m /s

V3 - 4

Tipo:

SOLICITAO DO ROLAMENTO:FN = 6556/2 Temos dois rolamentos

FN = 9,8 . 3278 kgf para cada rolamento

FN = 32124,4

o

Pelo resultado obtido anteriormente tirando a mdia ficamos com o resultado~ 80500 NPortanto o rolamento escolhido dever ter uma capacidade de carga dinmica = ou > que 80500N

Pelo projeto temos rolamento rgido de esferas SKF 6308 2 RSI 40 x 90 x 23, quefornece uma capacidade C = 41000N no suficiente para aplicao.

Portanto podemos utilizar dois rolamentos em cada ponta que somados daro umacarga de 82000N que satisfaz a exigncia ou trocar o rolamento por capacidade maior.Obs.:Foi mudado do cilindro para 200mm, que dar maior tranqilidade de uso, videprojeto pronto.

KAF 67 DZ 100 L S 4Ma = 836 Nm i = 67,65 Potncia 2,20 KW com 25 rpm na sada 300 V.

P* = 3 P/ rolamentos esferas P = Carga = 32124,4 N

horas rpm trab. Rol.

L 10 = 61060 .n . Lh

Vida em milhes de rotaes

Lh = 20000 horas trabalho 6 anos uso com 8,5 dia.

L 10 = 61060 . 16,24 . 20000

=

PP 10 LP.C PC

10 L

L 10 = 19,488

56,7529128,1

4,32124.3CFn

P . Fl C

Fn . C P . Fl

Fn.PC

Fl 2,69 . 32124,4 C

19,488 . 32124,4CL10 P. C

3

*P

===

=

==

=

=

C = 86448 N ou

V3 - 5

22

M

...

n

n . J . kgmJx =

=

corpo Posio doeixo derotao

smbolo Momentode inrciaem kgm2

Cilindro oco

Cilindrocheio

Cilindro ocoparedegrossa

disco

disco

esfera

esfera ocaparede fina

barra fina

Sobre o eixolongitudinal

Sobre o eixolongitudinal

Sobre o eixolongitudinal

sobre seueixo

sobre o eixoradial

passandopelo centro

passandopelo centro

transversalno meio dabarra

mr2

2r2m

+

2

2

2r1r

2m

2r2m

2r4m

2r5m2

2r3m2

2r12m

SELEO DE ACIONAMENTOS MTODOS DE CLCULO EEXEMPLOSFrmulas utilizadas no clculo deacionamentos :Utilizando-se as frmulas a seguir, osclculos dos acionamentos sero efetuados apartir dos parmetros mecnicos daaplicao (vide simbologia).Os outros parmetros necessrios para a escolhacorreta do acionamento foram abordados noscaptulos anteriores.

Potncia necessria para movimento linear:

Potncia necessria para movimentode rotao:

Clculo de potncia para translaode ponte rolante com o carro em umaextremidade da ponte:

Fora resistente translao ( atrito + atrito ao rolamento):

Fatores L . f. c . vide apndice v3-9

Fora de atrito:F = m . g . = ... N

Momento de carga:

Momento de Inrcia:

A) Reduo do momento de inrciaao eixo do motor.

Para movimento linear:

Para movimento de rotao:

KW... . 1000

V. F Px =

=

KW... . 9550n . MPx =

=

KW...m

)m m ( . 2 mPx 'P cargacarroponte =

++=

...Ncf)..(D2

. g . mF L =

++=

Nm...1000

r . FMx

Nm...n

9550 . PxMx

==

==

22

M

...

n

v . m . 91,2 kgmJx =

=

TEOREMA DE STEINER:

JS = o momento de inrcia de massa [kgm2], de umcorpo em relao a um eixo de rotao passando pelocentro de gravidade S.

JA = o momento de inrcia de massa [kgm2], domesmo corpo em relao a um eixo de rotaopassando por A

s = a distncia entre os eixos paralelos em [m].m = a massa do corpo em [kg].

B) Clculo do momento de inrcia para diversoscorpos.As frmulas so coerentes com as massas mem [kg], raios r em [m] e comprimentos I em[m]. Clculo do momento de inrcia paradiversos corpos.

n = rotao de sada do redutor rpm n = rotao nominal do motorM

aa

2d

V3 - 6

SELEO DE ACIONAMENTOSMTODOS DE CLCULO E EXEMPLOSFrmulas:

Temos ento o teorema:

JA = JS + m . S2 = ...kgm2

Velocidade tangencial:

Velocidade de rotao:

Tempo de acelerao (movimento horizontal ou de rotao ou vertical paracima):

Tempo de acelerao ( movimento vertical para baixo):

Distncia de partida (movimento horizontal ou de rotao ou vertical paracima):SA = 0,5 . tA . Vmax . 1000 = ...mm.

Distncia de partida (movimento vertical para baixo):SA = 0,5 . tA . ns Vmax . 1000 = ...mm.

nM

Tempo de comutao (movimento horizontal ou de rotao ou vertical paracima):

Tempo de comutao (movimento vertical para baixo):

Distncia de comutao (movimento horizontal ou de rotao ou vertical paracima):

Distncia de comutao ( movimento vertical para baixo):

/s...m D . 1000 . 60

n . ==v

rpmvn ...D .

60 . 1000 . ==

( ) sM

JJt

X

XM

A ...C . 9,55

n .

H

M

=

+

=

( ) sMJJ

tX

XM

A ... . C . 9,55

n .

2 H

M

=

+

+

=

( ) ( )( ) ...s .MC 9,55

nn . JJt 2

XU

M1M2 . XMU =

+

+=

...mm n

n 1 . 1000 . v. t. 0,5s

M2

M12rf =

+=

...mmn

n1 . 1000 . n

n . v. t. 0,5s

s2

s1

M2

S22rf =

+=

( ) ( )( ) ...s .MC 9,55

nn . JJt 2

XU

M1M2 . XMU =

+=

V3 - 7

Aproximao para o momento de freio (movimento horizontal ou de rotao)

Mf CH 2 . MX . 2 = ...Nm

(Aproximao razovel para > 0,7)Tempo de frenagem (movimento horizontal ou de rotao ou vertical paracima):

Tempo de frenagem (movimento vertical para baixo):

Distncia de frenagem (movimento horizontal ou de rotao ou vertical paracima):

Distncia de frenagem ( movimento vertical para baixo):

Desacelerao (movimento horizontal ou de rotao ou vertical para baixo):

Desacelerao (movimento vertical para baixo):

. Frmula simplificada, a ser aplicada nos casos de alta inrcia e momento de cargabaixo ( p. ex. Translao)... Frmula completa, leva em conta a diferena de velocidades que surge durante otempo de reao do freio.

que esta frmula deve ser aplicadaprincipalmente em mecanismos de elevao.

Acelerao (movimento horizontal ou de rotao ou vertical para cima):

...s) . M(M . 9,55n)-(n . ) . J(J

**t

...s) . M(M . 9,55n . ) . J(J

*t

2Xf

MXMf

2Xf

MXMf

=

+

+=

=

+

+=

...s) . M(M . 9,55n)(n . ) . J(J

**t 2Xf

sXMf =

++=

Sf * = v . 1000 . (t2 + 0,5 tf ) = ...mm

...mm 1000 . )]n

n n( t. 0,5 )n

2n

n

( . t[ . v *SM

Mf

M

M

2 f =

+

=

...mm 1000 . ] )n

n n( t0,5 )n

2.n

n

( . t[ v ** Ss

sf

s

s

2f =+

++

=

2

f

sf

2

ff

...m/st

)n

n - (1 v.

**a

...m/stv

*a

==

==

2

f

sM

s

f m/st

)n

n(1n

n v.

**a =

+

=

sendo...rpm, . J J t. .M . 9,55n

XM

22

X=

+=

2

AA s/m...t

va ==

V3 - 8

Acelerao (movimento vertical para baixo):

Desacelerao na comutao (movimento horizontal ou de rotao ou verticalpara cima):

Desacelerao na comutao (movimento vertical para baixo):

Preciso de posicionamento:

Nmero de ligaes admissveis no motor (movimento horizontal ou de rotaoou vertical para cima):

Nmero de ligaes admissveis no motor (movimento vertical para baixo):

Trabalho do freio (por frenagem):

Vida do freio (at a prxima regulagem):

Rendimento reverso para redutores de roscas sem-fim: (fluxo de fora da coroapara o eixo sem-fim)

nG = rendimento do redutor de rosca sem-fim (conforme catlogo).

2

A

M

s

A s/m...tn

. n . v

a ==

2

U

2 M

1 M

U ...m/st

)n

n - (1 v.

a ==

2

U

s2

s1

M1

s2

U ...m/st

)n

n - (1 v .

n

n

a ==

mm ... s . 0,12 X ff ==

...S/hk .

JJJJ

CM

- 1 . ZZ p

M

XZM

H

X

oadm =

++

=

...S/hk .

J . JJJ

CM

- 1 . ZZ p

M

XZM

H

X

oadm =++=

...J182,5

n . ) .JJ(J . . MM

Mw

2M XZM2

Xf

ff =

++

+=

...hZ . w

wLrealf

Nf ==

GG

n

12 =

V3 - 9

APNDICE11.3 Coeficiente de atrito para mancais

11.4 Fator adicional (atrito pela flange da roda)

11.5 Coeficiente de atrito para vrios materiais.

11.6 Atrito ao rolamento ( brao de alavanca da resistncia ao rolamento)

11.7 Fatores adicionais para foras radiais.

Rolamentos L = 0,005Buchas L = 0,08 0,1

Ao / ao Atrito esttico (a seco) P = 0,12 0,6 Atrito deslizante (a seco) = 0,08 0,5 Atrito esttico (engraxado) P = 0,12 0,35 Atrito deslizante ( engraxado) = 0,04 0,25Madeira / ao Atrito esttico (a seco) P = 0,45 0,75 Atrito deslizante (a seco) = 0,30 0,60Madeira / madeira Atrito esttico (a seco) P = 0,40 0,75 Atrito deslizante (a seco) = 0,30 0,50Correias de mat. Sinttico / ao Atrito esttico (a seco) P = 0,25 0,45 Atrito deslizante (a seco) = 0,25 Ao / material sinttico Atrito deslizante (a seco) = 0,20 0,45 Atrito deslizante (engraxado) = 0,18 0,35

Rodas com rolamentos c = 0,003Rodas com buchas c = 0,005Guia de rolos c = 0,002

Ao / ao F = 0,05 cm f 0,5 mmMadeira / ao F = 0,12 cm f 1,2 mm(transportador de rolos)Material sinttico / ao F = 0,2 cm f 2 mmBorracha dura / ao F = 0,7 cm f 7 mmMaterial sinttico / concreto F = 0,5 cm f 5 mmBorracha dura / concreto F = 1-2 cm f 10 20 mmBorracha meio dura / concreto f 15 35 mm F = 1,5 a 3,5

Tipo de elemento Observao Fator adicional

Engrenagens 17 dentes f = 1,0Reta ou helic. < 17 dentes f = 1,15Corrente 20 dentes f = 1,0

< 20 dentes f = 1,25< 13 dentes f = 1,4

Correia em V conf. pr - tenso f = 2 a 2,5Correia plana conf. pr tenso f = 4 a 5Correia plana conf. pr tenso f = 2,5 a 3Com polia tensora

V3 - 10

EXEMPLOS DE CLCULOSistemas de translao, exemplo de clculo. Veculo de transporte:

Um acionamento dever ser escolhido a partir dos seguintes dados, para um veculode transporte.Tipo do redutor: engrenagens helicoidais com motor trifsico, 4 plos.

Peso a ser transportado m = 800 kg( carga desprezvel)Acelerao mx. permissvel a = 0,6 m / s2Velocidade v = 0,5 m / sRodas motoras da roda D = 250 mm do eixo d = 60 mmMancal de rolamentosSuperfcies de contato ao / aoGuia pela flange da rodaReduo externa c / corrente 1 Z1 = 16, Z2 = 29Condies de servio 150 ligaes / hora, 60% EDRendimento = 0,85

A) Clculo do motor.Fora resistente translao:

Potncia:

Momento de carga;

Veculo de transporte

N 64 0,003] mm) 0,5 2

60mm . (0,005 .

250mm2[ . m/s 9,81 . kg 800 F

...N c] f)2d

.( . D2[ . g . mF

2

L

=++=

=++=

kw 0,040,85 . 1000

/sm 0,5 . N . 64P

kw... . 1000

v . FP

X

X

==

=

=

Nm... 0,23 rpm 1680

9550 .kw 04,0M

Nm...n

9550 . PM

X

M

XX

==

==

V3 - 11

Momento de inrcia da carga:

Motor escolhido;DZ71K4BTF

Pn = 0,15 KWCH = 1,79 NmnM = 1680 rpmJM = 3,52 x 10-4 kgm2Zo = 11000 S /h (c/ liberao antecipada do freio)Zo = 9900 S /h ( c/ BSE 22)Tempo de acelerao:

Acelerao:

Distncia da partida:

SA = 0,5 . tA . v . 1000 = ... mm.SA = 0,5 . 0,90 s . 0,5 m /s . 1000 = 225 mm.

N. de partidas admissveis:

O fator Kp resulta em 0,8 ( vide diagrama 2.9)

= 339,5 S/ h com alvio antecipado de freio.

s 0,90 Nm) 0,23 - Nm (1,79 . 9,55

rpm 1680 )kgm 0,000352 85,0

kgm 00646,0(

...) M C ( . 9,55

n . )(

22

XH

M

=

+

=

=

+

=

A

MX

A

t

SJJ

t

22X

22

MX

0,00646kgm)rpm 1680

s / m 0,5( . kg 800 . 91,2 J

...kgm )n

v( m . 91,2 J

==

==

c = dado do catlogo SEW 2000 pg. 672

0,8521680

9550 . 0,15M

cnMNm 1,79c

0,852 . 2,1c 2,1c

c

X

X

n

H

==

=

=

==

2A

2

AA

m/s 0,56 s 90 0,

/sm 0,5a

...m/stv

a

==

==

ED 60% e 0,27 kw 0,15kw 04,0

PP

comN

X==

freio. de antecipado alvio comS/h 339,5

8,0.

kgm 0,000352

kgm }85,0

00646,0000352,0{Nm 1,79Nm 0,23

- 1 . 11000

/k .

J

CM

- 1 .

2

2

pX

H

X

=

=

+=

=

+=

adm

M

M

oadm

Z

hs

J

JZZ

H

H

H

pega-se no catlogo de motor o valorde c / c neste caso 1050 2,1H n

V3 - 12

Momento de freio:

Tempo de frenagem:

Desacelerao:

Este valor sendo superior ao admissvel (0,6 m /s2 ) temos que reduzir o momento defreio (vide apndice) p/ 0,8 Nm.

Desacelerao:

Distncia de frenagem:

Sr = v . 1000 ( t2 + 0,5 . tf ) = ...mm(t2 vide apndice: dados do freio)Sf = 0,5 m /s . 1000 . ( 0,02 s + 0,5 . 1,06 s ) = 275 mmPreciso de posicionamento:

Xf = Sf . 0,12 = ...mm

12% da distncia de frenagem corresponde preciso de posicionamento.

Xf = 275 mm . 0,12 = 33 mm

Trabalho do freio (por frenagem):

Mf CH 2 MX . 2Mf 1,79 Nm - 2 . 0,23 Nm . 0,852 = 1,46 NmEscolhendo a partir do apndice: Mf = 1,2 Nm

s 0,75)0,85 . Nm 0,23 Nm 1,2 ( . 9,55rpm 1680 . 0,85) . kgm 0,00646 kgm (0,000352

t

...s) . M (M . 9,55n . ) . J(J

t

2

22

f

2X f

XMf

=

+

+=

=

+

+=

2f

2

ff

m/s 0,67 s 0,75

/sm 0,5a

...m/stv

a

==

==

s 1,06 )0,85 . Nm 0,23 Nm (0,8 . 9,55 rpm 1680 . ) 0,85 . kgm 0,00646 kgm (0,000352

t 222

f =+

+=

2f /sm 0,47

s 1,06 /sm 0,5

a ==

J 74,8182,5

rpm) 1680 ( . 0,85) . kgm 0,00646 kgm (0,0003520,85 . Nm 0,23 Nm 0,8

Nm 0,8 w

...J182,5

n . ) . J (J . M M

M w

222

2f

MXM2

. Xf

ff

2

=

+

+=

=

+

+=

V3 - 13

Vida do freio ( at a prxima regulagem):

B) Escolha do redutor:Velocidade de sada:

Reduo do redutor:

Fator de acelerao das massas:

Para 8 horas/dia de operao, 300 S /h (150 partidas + 150 frenagens).Fator de inrcia das massas 18,4 e tipo de carga III, o fator de servio necessrio fsnee 1,6 (vide diagrama).

Momento de sada:

Conforme catlogo, podemos escolher o moto redutor :

Tipo: R30DZ71K4BTFPN = 0,15KWn = 1680 / 69rpmfs = 2,4

Motor com freio; momento de freio = 0,8NmMotor com sensores de temperatura TF

h 10695 S/h 150 . J 74,8

J 10 . 120L

...hz . w

wL

6

f

realf

Nf

==

==

rpm 69,2 1629

.

mm 250 . 1000 . 60 . s/m 5,0

n

...rpm i . D . 1000 . 60 . v

n

a

a

=

=

=

=

24,3 rpm 69,2rpm 1680i

n

nia

M

==

=

18,4 kgm 000352,0

kgm 00646,0JJ

2

2

M

N==

Nm 33 1,6 . rpm 69,2

9550 . kw 0,15M

...Nm f . n

9550 .PM

a

s

a

Na

==

==