relatorio braço mecanico pronto 4 etapas

7/21/2019 Relatorio Brao Mecanico Pronto 4 Etapas

1/37

BAJA DUNGEONS AND DRAGONS

Faculdade Anhanguera de JoinvilleUnidade 01

Frank James Souza Mavignier -5632126787- Eng. Mecnica

Hiury Patrick. da Silva5211961190 - Eng. Mecnica

Maurcio Naspolini5632123855 - Eng. Mecnica

TRABALHO SOBRE MECNICA DO PROTTIPO BAJA DUNGEONS AND

DRAGONS

Professor Orientador: Alexandre Lima

Joinville

Julho de 2014


2/37

2

SUMRIO

1. INTRODUO............................................................................................................ 3

2. TRANSMISSO ........................................................................................................... 4

2.1 :PROPRIEDADES DE FLUDOS ........................................................................... 4

2.2 : FUNCIONAMENTO DE BRAOS MECNICOS HIDRULICOS ................. 5

2.3 MODELOS DE SERINGAS NO MERCADO ........................................................ 6

2.4 :SISTEMAS DE ADERNCIA E ACOPLAMENTO ............................................. 8

3. SUSPENSO ................................................................................................................. 9

3.1 :BRAO MECNICO DE TRANSMISSO HIDRULICA ................................ 9

3.2 : CROQUI DO PROJETO ........................................................................................ 9

3.3 PRENSA HIDRULICA DE PASCAL ................................................................ 10

4. DIREO .................................................................................................................... 11

4.1 :EQUAO DE BERNOULLI .............................................................................. 11

4.1.1 : aplicaes da equao de bernoulli............................................................... 12

4.2 : SIMULAO DAS DIMENSES DOS CILINDROS ...................................... 14

4.3 :ESCOAMENTO DE MASSA ENTRE OS CILINDROS .................................... 21

4.4 :TORQUE DAS ALAVANCAS ............................................................................ 24

5. FREIO ......................................................................................................................... 26

5.1 :LIXA ...................................................................................................................... 26

5.1.1 : estrutura de uma lixa...................................................................................... 27

5.1.2 : tipos de costados.............................................................................................. 28

5.1.3 : tipos de tratamentos........................................................................................ 30

5.2 : BORRACHA ........................................................................................................ 30

6. CONSIDERAES FINAIS ................................................................................ 35

7. REFERNCIAS ..................................................................................................... 36

.


3/37

3

1.0. INTRODUO

O projeto de pesquisa desenvolvido uma maquete que explica a Lei de Pascal,

simulando o movimento de um Brao Mecnico Hidrulico real, utilizado em escavadeiras,

caminhes Munk, e tambm em equipamentos de fbricas, como forma de intensificar o

aprendizado dos acadmicos no curso de Engenharia Mecnica.

Tendo o objetivo de colocar em prtica os clculos desenvolvidos em laboratrio;

pois as dificuldades de visualizao e entendimento teriam que ser sanadas na pratica;

visualizando assim os seus movimentos e desempenhos.

O brao mecnico executa movimentos transferindo objetos pesados de um ponto para

outro diminuindo o esforo humano, atravs de cilindros hidrulicos. O Brao MecnicoHidrulico tem um alto custo para sua fabricao, sendo mais vivel desenvolver uma

maquete, que tem um baixo custo financeiro e demonstra com exatido o funcionamento do

brao mecnico hidrulico e suas caractersticas.

O nosso projeto busca resolver problemas como carregar objetos pesados, diminuindo

o esforo e o nmero de operrios necessrios para a tarefa. Entretanto, encontramos

dificuldade no desenvolvimento do projeto como movimentar os braos e fazer a garra abrir e

fechar manualmente atravs de uma presso no fluido no cilindro e o seu dimensionamento.Espera-se que o projeto Brao Mecnico consiga movimentar objetos na vertical e

horizontal, aplicando uma fora na seringa com dimetro menor , assim transmitindo a fora

atravs do fluido (gua) para a seringa de dimetro maior para que o movimento se complete;

o que nos faz pesquisar sobre a equao de Bernoulli e suas utilidades.


4/37

4

2. BRAO MECNICO HIDRULICO

2.1 PROPRIEDADES DA COMPRESSIBILIDADE DE FLUDOS

COMPRESSIBILIDADE: A definio de compressibilidade a variao do volume

por unidade de variao de presso, ou seja, a propriedade que a matria apresenta quando

sofre a ao de foras distribudas, tendo seu volume diminudo. Em termos habituais, a

compressibilidade dos lquidos quase nula. Variaes simultneas da presso e do volume

de um gs em temperatura constante implicam na sua compressibilidade.

VISCOSIDADE: a propriedade pelo qual um fluido oferece a resistncia ao

cisalhamento. A resistncia ao cisalhamento o principal resultado da transferncia da

quantidade de movimento molecular. A reologia o estudo de escoamento e deformao da

matria, ou seja, o estudo do comportamento de fluidez. Os componentes dos fluidos podem

apresentar diferentes formas geomtricas, caracterstica de ligao de tamanhos variados que

lhe conferem comportamentos distintos. Nas propriedades de viscoelasticidade existe a

reologia, onde inclui o estudo da deformao e recuperao de um material, que exibe

caractersticas de solido elstico e de liquido viscoso, ou seja, considerado visco elstico.

Podemos definir que as amostras visco elstica apresentam inicialmente comportamento

slido e posteriormente lquido.O coeficiente de viscosidade pode ser medido atravs do seguinte experimento: deixa-

se uma esfera cair em um fluido, e mede-se a sua velocidade de sedimentao ou limite.

Ento, aplicando-se a Lei de Stokes:

em que:

g: acelerao gravitacional, expressa em m/s;

r: raio do corpo, expresso em m;

p: massa volumtrica (massa especfica) da esfera, expressa em kg/m;

f: massa volumtrica do fluido, expressa em kg/m;

Vs: a velocidade de sedimentao ou limite que a esfera atinge no fluido, expressa em m/s;

ELASTICIDADE: Uma propriedade importante de um fluido compressvel o seu

mdulo de elasticidade volumtrica, que indica como o volume especfico varia com a


5/37

5

presso aplicada. Quanto maior o valor de , menos compressvel o fluido. O sinal negativo

necessrio, uma vez que o volume diminui com o aumento de presso.

2.2 FUNCIONAMENTO DE BRAOS MECNICOS HIDRULICOS

No cotidiano as pessoas se deparam com inmeros aparelhos que simplificam suas

atividades fsicas extenuantes e penosas, diminuindo muito o esforo fsico.

O nosso projeto brao mecnico hidrulico que possui movimentos na vertical e

horizontal onde acoplado a uma garra. O brao usado para transportar cargas pesadas,possui sistema hidrulico que da uma fora maior ao brao mecnico, a posio dos cilindros

foi levado em conta para poder dar duas ampliaes distintas; presso e alavanca, dando assim

mais fora para levantar cargas, alm de aumentar a produtividade do trabalho e tambm

diminuir a mo de obra visando um lucro maior.

Segundo o princpio de Pascal, que fora enunciado em 1652 por Blaise Pascal (1623-

1662), demonstra que uma variao na presso aplicada em um fludo ideal (incompressvel)

confinado transmitida integralmente para todas as posies do fludo e para as paredes do

recipiente que o contm.

No brao mecnico cada articulao est montado com dois cilindros, a fora

(Newton) feita na menor proporcional sua rea, ou seja, bem pequena. Quando o fluido

(gua) pressionado para o outro mbolo, ele produz uma fora (Newton) tambm

proporcional a esta rea, de modo que a fora ser tanto maior quanto maior for a tal rea.

Quando se pressiona o mbolo pequeno (do cilindro), extremamente difcil de

impedir que o mbolo maior suba, pois, como j foi explicada, a fora nele muito maior.

O sistema explica os Princpios de Pascal e Stevin e simula o funcionamento de

qualquer dispositivo hidrulico, como freios de automveis, direo hidrulica e brao

mecnico hidrulico, por exemplo.

O Princpio de Pascal uma das aplicaes tecnolgicas mais interessantes na Fsica.

Com ele, podemos aplicar uma fora em uma situao, e a fora pode ser multiplicada muitas

vezes, dependendo da rea de sua aplicao.


6/37

6

2.3 MODELOS DE SERINGAS ENCONTRADAS NO MERCADO

Formada pelo embolo, cilindro ou corpo e bico.

Graduao das Seringas: Seringas de 20 ml: escala de 1 ml;

Seringas de 10 ml: escalas de 0,2 ml;



Seringas de 1 ml: escalas de 0,1 ml, 2 U, 1 U.

Seringa ELS 65 ml: Seringa de 65 ml, compatvel apenas com bomba injetora modelo

Accutron MR, do fabricante Medtron.

Seringa ELS 200 ml: Seringa de 200 ml, compatvel com bombas injetoras modelos

Injektron 82 CT*, Injektron CT2*, Injektron 82 HP*, Accutron CT e Accutron CT-D, do

fabricante Medtron.

Apenas as unidades fabricadas a partir de outubro de 2007

Seringa BLS 200 ml: Seringa de 200 ml, compatvel com bombas injetoras modelos

Injektron 82 CT*, Injektron CT2*, Injektron MRT, do fabricante Medtron e com alguns

modelos de bombas injetoras de outros fabricantes.

Apenas as unidades fabricadas antes de outubro de 2007

Seringa 150 ml: Seringa de 150 ml, compatvel com alguns modelos de bombas

injetoras de Hemodinmica e Radiologia Intervencionista de outros fabricantes.

Seringa BLS 130 ml: Seringa de 130 ml, compatvel com bombas injetoras modelos

Injektron 82 HP*, Injektron MRT, do fabricante Medtron e com alguns modelos de bombas

injetoras de outros fabricantes.


7/37

7

A seguir, na tabela 1, ser explanada os dados tcnicos do projeto

Detalhe Denominao Material Quantidade Medida (mm)01 Base horizontal Madeira 1 395x29502 Base giratria Madeira 1 9003 Base vertical Madeira 1 180x7004 Brao Madeira 1 120x3005 Antebrao Madeira 1 180x4006 Garra Madeira 2 120x1007 Seringas Polipropileno 4 0 ml08 Seringas Polipropileno 6 10 ml08 Mangueira Borracha Lonada 00009 Abraadeira Nylon 17 ,8x 30

Tabela 01: Dados tcnicos

Fonte: Prpria, 2014

J na tabela 2, ser explanada o cronograma do projeto.

Cronograma de Planejamento de Desenvolvimento do Brao Mecnico Hidrulico

Atividades/Semanas Meses

Matriz deResponsabilidades

Maro/14 Abril/14S1 S2 S3 S4 S5 S1 S2 S3 S4

Reunio para diviso das tarefas Grupo

Visita tcnica Maurcio/Ailton

Oramento do Projeto Rodrigo Isensee

Desenv.terico Frank Mavigner/ Rodrigo ZaniniDesenvolvimento do projeto Maurcio/Hiury

Digitao do trabalho terico Marcos

Entrega trabalho Grupo

Tabela 02: Cronograma das Atividades

Fonte: Prpria, 2014.


8/37

8

Na tabela 03 abaixo, explanada o oramento do projeto.

BRAO MECNICO HIDRULICOQTD ESPECIFICAO MATERIAL Valor unit. TOTAL

4 Seringas 20 ml Polipropileno 5,38 21,526 Seringas 10 ml Polipropileno 2,45 14,7

0,50 m Madeira Mdf 6mm/9mm 0 02 Guia para garra Alumnio 0,057 0,1144 Pinos e Contra- pinos Madeira 0 0

06 m Mangueira int 4mm Borracha lonada 5,2 31,26 Parafuso auto-tarraxante Alumnio 0,027 0,16217 Abraadeira Nylon 4,8x 30mm Nylon 0,16 2,721 Cola para madeira 0 0

1 Tinta Verde base gua 0 01 tinta laranja base gua 0 01 tinta amarelo base gua 0 01 tinta cinza base gua 0 0

TOTAL R$ 70,42

Tabela 03: Oramento do projeto

Fonte: Prpria, 2014

2.4 SISTEMAS DE ADERNCIA E ACOPLAMENTO DE DISPOSITIVO

TRANSMISSIVO DE FLUDO

Pode ser utilizados dutos de gua, tubos de PVC ou mangueiras de borracha. Pois

esses tipos de materiais so flexveis e suportam presso suficiente para que o fluido ocorra

entre elas e assim funcionar o brao mecnico hidrulico.


9/37

9

3 DEFINIO E PROPRIEDADES DOS FLUDOS

3.1 BRAO MECNICO DE TRANSMISSO HIDRULICA

Com base nas pesquisas e nos vdeos vistos, esses tipos de braos mecnicos

utilizando seringas tm varias funcionalidades tm como, por exemplo, erguer objetos,

pegar objetos ou ate mesmo serve de escavadeira, tudo isso depende do modo de

montagem e do tipo de material, quanto maior for a rea de sada mais pesado o brao

conseguira erguer o objeto. O Brao Mecnico que desenvolveremos, ira conseguir

movimentar objetos tanto na vertical como tambm na horizontal, aplicando uma fora na

seringa com dimetro menor , assim transmitindo a fora atravs do fluido (gua) para a

seringa de dimetro maior para que o movimento se complete.

3.2 CROQUI DO PROJETO

Para uma melhor visualizao do projeto, na figura 01, foi elaborado um croqui

bem como uma tabela com os detalhes das peas separadas para o projeto.

Vista Frontal Vista Superior

Figura 01: Croqui das peas do projeto

Fonte: Prpria, 2014


10/37

10

3.3 PRENSA HIDRULICA DE PASCAL

No principio de Pascal o acrscimo de presso produzido num lquido em equilbrio

transmite-se integralmente a todos os pontos do lquido, sendo assim, ao adicionar presso

no liquido (fluido) todos os pontos do liquido sofre o mesmo acrscimo de presso.

Segundo o princpio de Pascal, que fora enunciado em 1652 por Blaise Pascal

(1623- 1662), demonstra que uma variao na presso aplicada em um fludo ideal

(incompressvel) confinado transmitida integralmente para todas as posies do fludo e

para as paredes do recipiente que o contm.

No brao mecnico cada articulao e montado com dois cilindros, a fora (Newton)

feita na menor proporcional sua rea, ou seja, bem pequena. Quando o fluido (gua)

pressionado para o outro mbolo, ele produz uma fora (Newton) tambm proporcional a

esta rea, de modo que a fora ser tanto maior quanto maior for a tal rea.

Quando se pressiona o mbolo pequeno (do cilindro), extremamente difcil de

impedir que o mbolo maior suba, pois, como j foi explicada, a fora nele muito maior.

O sistema explica os Princpios de Pascal e Stevin e simula o funcionamento de

qualquer dispositivo hidrulico, como freios de automveis, direo hidrulica e brao

mecnico hidrulico, por exemplo.

O Princpio de Pascal uma das aplicaes tecnolgicas mais interessantes na

Fsica. Com ele, podemos aplicar uma fora em uma situao, e a fora pode ser

multiplicada muitas vezes, dependendo da rea de sua aplicao.


11/37

11

4.ESTTICA DOS FLUDOS

4.1EQUAO DE BERNOULLI

Daniel Bernoulli nasceu em Groningen em 1700 e morreu na Basilia, em 1782,foi um

matemtico holands, membro de uma famlia de matemticos, fsicos;em dinmica dos

fluidos, a equao de Bernoulli, atribuda a Daniel Bernoulli, descreve o comportamento de

um fluido que se move ao longo de uma tubulao.

A descoberta efetuada por Bernoulli, afirma que para um fluxo sem viscosidade, um

aumento na velocidade do fluido ocorre simultaneamente com uma diminuio na presso ou

uma diminuio na energia potencial do fluido.

Sendo basicamente duas formulas de se descrever; uma para fluidos compressveis eoutra para fluidos incompressveis.

A forma original, que para um fluxo incompressvel sob um campo gravitacional

uniforme (como o encontrado na Terra em pequenas altitudes), :

Constante ou constante, onde:v = velocidade do fluido ao longo do conduto

g = acelerao da gravidade

h = altura com relao a um referencial

p = presso ao longo do recipiente

= densidade do fluido

As seguintes convenes precisam ser satisfeitas para que a equao se aplique:

Escoamento sem viscosidade ("frico" interna = 0);

Escoamento em estado estacionrio;

Escoamento incompressvel ( constante em todo o escoamento);

Geralmente, a equao vale a um conduto como um todo. Para fluxos de potencial de

densidade constante, ela se aplica a todo o campo de fluxo.

A reduo na presso ocorre em conjunto com um aumento na velocidade, como

previsvel pela equao, denominado de princpio de Bernoulli.

A equao dedicada a Daniel Bernoulli, embora Leonhard Euler foi o que a

apresentou pela primeira vez.

De uma forma geral, tm-se uma segunda forma descrita para fludos compressveis:

= Constante onde:


12/37

12

= energia potencial gravitacional por unidade de massa, onde para campo

gravitacional uniforme vale apenas = gh,

w a entalpia do fluido por unidade de massa.

4.1.1aplicaes da equao de bernoulli

Avies: A asa de um avio mais oblqua na parte de cima. Isto faz com que o ar se

desloque com maior velocidade na parte de cima do que na de baixo. De acordo com a

equao de Bernoulli, a presso do ar exercida sobre a rea da asa na parte superior; ser

menor do que na parte inferior, devido a velocidade e presso serem inversamente

proporcionais, criando uma fora de empuxo que sustenta o avio no ar.

Figura 02: Asa de um avio

Fonte: site ebah.com. BR

Vaporizadores:Uma bomba de ar faz com que o ar seja empurrado paralelamente ao

extremo de um tubo que est imerso em um lquido. A presso nesse ponto diminui, e a

diferena de presso com o outro extremo do tubo empurra o fluido para cima. O ar rpido

tambm divide o fluido em pequenas gotas, que so empurradas para frente.

Figura 03: Vaporizador

Fonte: site if.ufrj.br


13/37

13

Chamin: O movimento climtico do ar do lado externo da residncia ajuda a criar

uma diferena de presso, devido o ar do lado externo ser mais denso e o ar quente no interior

da chamin ser mais leve, fazendo com que o ar quente suba e seja expulso para o lado

externo atravs da chamin.

Figura 04: Chamin

Fonte: site if.ufrj.br

Medidores de velocidade de um fluido: Na figura (a) abaixo, se existir ar na

tubulao, a presso P menor do que P0, ocorrendo uma diferena na coluna de fluido domedidor.

O medidor da figura (b) abaixo pode determinar a diferena de velocidade entre duas

referncias de um fluido pelo mesmo princpio, ou seja, o princpio de Bernoulli.

Figura 04: Medidores de velocidade

Fonte: site ebah.com.br

Medidor Venturi: Dispositivo empregado a medies de vazes no interior de

tubulaes, cuja frmula :


14/37

14

Figura 05: Medidor Venturi

Fonte: site ebah.com. br

Tubo de Pitot:Dispositivo empregado a medies de velocidade de escoamento de

gazes, cuja frmula :

, onde:K e n so constantes onde dependem da calibrao do tubo de Pitot

Figura 06: Tubo de PitotFonte: site ebah.com. br

4.2 SIMULAO DAS DIMENSES DOS CILINDROS

Para a realizao da simulao dos cilindros, faz-se necessrio os clculos da rea,

bem como a presso que os cilindros estaro submetendo o fludo para o correto escoamento

do fludo ( nesta caso, gua) nas tubulaes ( neste caso, nas mangueiras).A seguir, na tabela 4, ser explanada os dados tcnicos do projeto


15/37

15

Detalhe Denominao Material Quantidade Medida (mm)01 Base horizontal Madeira 1 395x29502 Base giratria Madeira 1 9003 Base vertical Madeira 1 180x70

04 Brao Madeira 1 120x3005 Antebrao Madeira 1 180x4006 Garra Madeira 2 120x1007 Seringas Polipropileno 4 0 ml08 Seringas Polipropileno 6 10 ml08 Mangueira Borracha Lonada 00009 Abraadeira Nylon 17 ,8x 30

Tabela 04: Dados tcnicos

Fonte: Prpria, 2014

Frmula da Presso:

P= Presso (Pa)

F= Fora (N)

A=rea (m)

Frmula da rea de um cilindro:

A= rea

d= Dimetro


16/37

16

Clculo da presso no cilindro (movimento vertical do brao).

Figura 02: Cilindro movimento vertical

Fonte: Prpria, 2014

Cilindro 20ml fixo no brao

d=21,80mm =0,0218m

A= 373,25 x10-6 m2

Cilindro 20mlcontrolado pelo operador

d=21,80mm = 0,0218m

A = 373,25 x10-6 m2

Obs.: usaremos como base para calcular a presso e a fora exercida pelos cilindros para

movimentar o Brao Mecnico uma fora de 9N (0,918kgf),para simular o acrscimo de

fora produzido pelos cilindros de diferentes dimetros , pelo fato da fora aplicada pelo

operador ser diferente dependendo do peso do objeto a ser levantado.


17/37

17

P = 24,11 KN/m( presso exercida pelo cilindro do operador )F= A.P

F= F= 9 N( fora transmitida para o cilindro fixo no brao).

Clculo da presso no cilindro (movimento vertical do antebrao)

Figura 03: Cilindro Ante brao

Fonte: Prpria, 2014

Cilindro 10mlfixo no brao

Dimetro = 14,50 =0,0145 m

A = 165,13 x10-6 m2


Dimetro = 14,50 =0,0145 m

A = 165,13 x10

-6

m

2


18/37

18

P = 54,5 KN/m ( presso exercida pelo cilindro do operador )

F= A.P

F=54,5 KN/m 165,13 x10-6 m2F=9 N( fora transmitida para o cilindro fixo no brao).

Clculo da presso no cilindro (movimento vertical do suporte da garra)

Figura 04: Cilindro Suporte da garra

Fonte: Prpria, 2014


Dimetro = 14,50 =0,0145 m

A = 165,13 x10-6 m2


Dimetro = 14,50 =0,0145 m


19/37


20/37

20

Obs.: todos os resultados foram arredondados para 2 casas depois da virgula.

Dimenses Criticas por flexo

P = Carga Mxima (1 kgf )

X = Distncia entre os pinos (x2 = 0,14m) (x3 = 0,11m)

Mfmax= Momento fletor mximo

Mf= P.X

Figura 05: Detalhes 1, 2 e 3

Fonte: Prpria, 2014

Momento fletor do ante-brao (Detalhe 3)

Mfmax3 = P. (x3)

Mfmax3= 1*0,11

Mfmax3=0,11 kgf x m

Momento fletor do brao ( Detalhe 2+3)

Mfmax2= P. (x2+x3)

Mfmax2 = 1*(0,14+0,11)Mfmax2 = 0,25 kgf x m


21/37

21

Tenso de ruptura

F rup madeira mdf =E= 32,6MPa

F.S. = 3

Fadm=10,86 MPa

Modulo de resistncia cartesiana

b = 3

h = 0,2m

Wy=0,3m3

m3OBS: Wy maior que Wy

1, portanto, a estrutura resistir a carga sofrida.

4.3 ESCOAMENTO DE MASSA ENTRE OS CILINDROS

Para que ocorra o escoamento de massa entre os cilindros ( que neste trabalho,

utilizou-se seringas), para uma presso mdia de 9 N, faz-se necessrio o clculo do volume

em cada cilindro.

Onde :


22/37

22

Clculo do volume no cilindro (movimento vertical do brao).

Cilindro 20ml fixo no brao

d=21,80mm =0,0218m

r=0,0109m

h=200mm = 0,2m

V= m3


d=21,80mm = 0,0218m

r=0,0109m

h=200mm = 0,2m

V= m3

Clculo do volume no cilindro (movimento vertical do antebrao)


Dimetro = 14,50 =0,0145 m

r=0,00725m

h=210mm = 0,21m

V= m3 Cilindro 10mlcontrolado pelo operador

Dimetro = 14,50 =0,0145 m

r=0,00725m

h=210mm = 0,21m


23/37

23

V= m3 Clculo do volume no cilindro (movimento vertical do suporte da garra)


Dimetro = 14,50 =0,0145 m

r=0,00725m

h=210mm = 0,21m

V=

m3


Dimetro = 14,50 =0,0145 m

r=0,00725m

h=210mm = 0,21m

V=

m3

Clculo do volume no cilindro (abrir e fechar a garra)


Dimetro = 14,50 =0,0145 m

r=0,00725m

h=130mm = 0,13m

V= m3


24/37

24


Dimetro = 14,50 =0,0145 m

r=0,00725m

h=130mm = 0,13m

V= m34.4 TORQUE DAS ALAVANCAS

Para calcular o torque em cada alavanca do projeto, partimos da posio 0, com um

ngulo de 90 para facilitar os clculos, caso contrrio,teria que ser calculado cada ngulo

numa escala logartmica e seu devido torque. A frmula do torque dada por:

= Frsen, cuja unidade no SI o Nm o torque;

r a distncia da fora aplicada at o ponto fixo;F a fora aplicada;sen o seno do ngulo entre a fora e o brao de alavanca d.

Clculo do torque no cilindro (movimento vertical do brao).

r=180mm = 0,18m

= Frsen =9sen90

=1,62 Nm Clculo do torque no cilindro (movimento vertical do antebrao)

r=180mm = 0,18m

= Frsen =9sen90

=1,62 Nm Clculo do torque no cilindro (movimento vertical do suporte da garra)

r=130mm= 0,13m


25/37

25

= Frsen =9sen90

=1,17 N

m

Clculo do volume no cilindro (abrir e fechar a garra)

r=120mm=0,12m

= Frsen =9sen90

=1,08 N

m


26/37

26

5.REVESTIMENTOS DAS ALAVANCAS

Dentre os diversos tipos de matrias existentes no mercado, neste trabalho ser

explanado as lixas e a borracha, sendo a borracha ainda um dos materiais mais acessveis e

mais eficientes para este tipo de aplicao, sendo este o escolhido para fazer este

revestimento, mas como no existe somente um tipo de borracha aqui demonstramos as

caractersticas da borracha natural e as das sintticas.

5.1 LIXAS

Os abrasivos revestidos, tambm conhecidos como lixas, so utilizados para executar

desde desbastes at trabalhos de polimento. As lixas so constitudas basicamente de um

costado que a base da ferramenta abrasiva, por gros abrasivos e por adesivos de fixao e

de revestimento dos gros abrasivos.

Figura 06: Fabricao do abrasivo

Fonte: site promaquina-abrasivos.com.brA maioria das empresas utiliza em seus produtos vrios tipos de gros abrasivos.

Porm os mais comuns e mais frequentemente utilizados so:

a) xido de Alumnio Al2O3: Este gro extremamente forte e sua forma de cunha

permite a penetrao rpida em materiais duros. usado em materiais como ao carbono,

ligas de ao, bronze duro ou madeiras duras.

b) Carbeto de Silcio - SiC: o mais robusto e o mais afiado dos materiais usados em

abrasivos revestidos, sendo mais utilizado na rea de acabamento em materiais no ferrosos


27/37

27

como: alumnio, lato, magnsio, titnio, borracha, vidro, plsticos, madeiras fibrosas,

esmaltados e outros materiais moles.

c) xido de Alumnio Cermico- Seeded Gel: Produzido atravs de um processo qumico e

cermico, cujo resultado um material denso, duro e robusto. O processo de fabricao

produz um gro de xido de alumnio de excepcional pureza, onde fornece um abrasivo

afiado, micro-cristalino que produz resultados superiores em uma grande gama de aos-

carbono, ligas aeroespaciais, ligas base de nquel, madeiras duras, aglomerados,

compensados e alguns aos inoxidveis.

d) xido de Alumnio Zirconado: Este gro, apresenta-se como caracterstica principal, o

poder de auto afiao, o que certifica, vida longa em operaes onde se necessite uma

remoo de material maior,como por exemplo, em operaes de desbaste pesado em metais emadeiras, devido ao fratura-se os gros dos abrasivos, produz-se novas pontas abrasivas e

cortantes.

5.1.1 estrutura de uma lixa

Em determinadas aplicaes de abrasivos revestidos interessante um certo

espaamento entre os gros, para que se possa evitar a reteno de cavacos provenientes dapea-obra, reduzindo assim, o excessivo empastamento das lixas.

As lixas so, geralmente, fabricadas em dois tipos de densidade superficial de gros

abrasivos.

Camada Aberta (Opened Cloth Coat): Significa uma menor quantidade de gros por

unidade de rea. utilizada para evitar empastamento de operaes de materiais onde

gerada muita poeira,como por exemplo, madeira, metais moles e fibra de vidro ;

Camada Fechada (Closed Cloth Coat): Significa uma maior quantidade de gros por

unidade de rea. indicada em operaes de acabamento e para lixas de gros finos,

oferecendo uma maior uniformidade no acabamento do material..

Nas figuras 2 e 3 mostraremos a lixa de camada aberta e lixa de camada fechada.

Figura 07: lixa de camada aberta


28/37

28

Fonte: site promaquina-abrasivos.com.br

Figura 08: lixa de camada fechada

Fonte: site promaquina-abrasivos.com.br

5.1.2 tipos de costatos

Existem basicamente quatro tipos de costados, a saber: Costado de Papel: Aslixas com costado de papel leve possuem espessura que variam

entre 70 e 150 g/m2, sendo sua caracterstica principal sua flexibilidade, sendo sua

aplicao em operaes manuais e lixadeiras portteis, a seco ou refrigeradas.

J as lixas com costado de papel pesado possuem espessura que variam entre 180 e

280 g/m2, sendo sua aplicao, em operaes leves de desbaste, semi-acabamento e

acabamento. So aplicadas em lixas nos formatos de cintas ou fitas;

Combinao: obtido atravs de pano e papel ligados entre si por um adesivo de

grande resistncia, onde este tipo de lixa empregado nas indstrias madereiras pesadas, para

assoalhos e em lixadeiras de cilindros no formato de folhas grandes;

Costado de Tecido: O costado de pano empregado em lixas para operaes

manuais e mecnicas, inclusive aquelas que necessitam de grandes esforos. Os costados de

pano recebem tratamentos de acordo com o tipo de lixa a que se destinam.

Os tecidos comumente usados so: Lonita, Jeans, Drill, Cetim e Poliester;

Costado de Fibra: O costado de fibra (fibra de algodo + papel) o que apresenta a

maior resistncia mecnica, sendo sua aplicao mais usual em discos para lixadeiras

portteis.

A seguir, na tabela 05, ser demonstrado um exemplo das lixas Norton, onde so

codificadas por 4 caracteres, sendo o primeiro uma letra e os sucessores numricos.

Trataremos do significado de cada caracter.


29/37

29

Posio 1: Costadoe Adesivo principal

Posio 2: Groabrasivo

Posio 3:Camada

Posio 4:Diferenciador

A - Papel leve compesos de A a D

1 - xido dealumnio branco

Nmero par -Indicativo decamada fechada

Designaprodutospertencentes aum mesmogrupo, pormcom algumasdiferenas, taiscomo costado,adesivo, etc.

G - Papel pesado

com pesos E e F

2 - xido de

alumnio marrom

Nmero impar -

Indicativo decamada aberta

H - Papel pesadocom pesos E e F eadesivo de resina

4 - Carbureto deSilcio

T - Papel a provad'gua

8NorZon

K - Pano com

adesivo de cola

9 - Seeded Gel

R - Pano comadesivo de resina

S - Combinaopapel e pano

W - Pano a provad'gua

FFibra

Tabela 05: codificao dos costados

Fonte: www.norton.com.br

Para exemplificar a tabela acima descrita, vejamos o cdigo abaixo:

A 4 3 7 : Podemos dizer que se trata de uma lixa com costado de papel leve, com gros

de carbureto de silcio e com camada aberta


30/37

30

5.1.3 tipos de tratamentos

Para determinados tipos de lixas, os gros so submetidos a tratamentos, cuja

finalidade a remoo de contaminaes de superfcies, assim sendo, adequando-se s

necessidades de determinadas aplicaes:

Tratamento Antiempastante (NO-FIL):Neste tipo de tratamento acrescentado ao

produto um recobrimento especial, onde o abrasivo, no lixamento gera calor e o recobrimento

atua como lubrificante fundido ao material. Estes produtos so aplicados em vedaes em

mveis, lixamentos aps aplicao de primers em automveis, remoo e acabamento de

verniz e seladores de madeira; Tratamento Supersizer: Neste tipo de tratamento aplicado uma terceira camada,

com a inteno da diminuio do calor gerado pela operao, reduzindo assim, uma possvel

queima da pea e aumentando a vida til do produto;

Tratamento Antiesttico: Neste tratamento, as partculas criadas pelo sistema de

lixamento adquirem a mesma carga esttica, consequentemente, so atradas por um segundo

material que possua a carga oposta, gerando um excesso de resduos nas lixadeiras e o

empastamento das cintas de lixa.Para que seja eliminada a formao de eletricidade esttica em mquinas de lixamento

de madeira e na prpria pea, incorporado agentes especiais em alguns produtos abrasivos,

resultando assim, na preveno do empastamento prematuro do produto abrasivo, no controle

do depsito de fuligem de serragem na pea e, consequentemente, na reduo do p da

madeira no ar.

5.2 BORRACHA

De acordo com pesquisas realizadas para a realizao deste trabalho, verificou-se que

existem mais de 500 tipos e variedades de borrachas existentes no mercado, podendo ser

classificadas em 20 grupos principais, identificados por siglas ou nomes comerciais, conforme

apresentados na tabela 06 a seguir:


31/37

31

SIGLA/ NOME DESCRIO

ACM Borrachas Acrlicas (Outra SiglaAEM)

BR Polibutadieno

CFM Borrachas Fluoradas (Viton da DuPont)ou FPM, FKM

CR Policloropreno (Neoprene da DuPont)

CSM Polietilenos Cloro Sulfonados (Hypalon da DuPont)

ECO Borracha de Epicloridrina (Outra SiglaCO)

EPDM Borracha de Etileno-Propileno Dieno

EPR Borrachas de Etileno-Propileno

FMVQ Borrachas de Silicone Fluoradas

GPO Elastmeros de xido de Propeno

HNBR Borracha Nitrlica Hidrogenada

IIR Borracha ButlicaPoliisobutileno

IR Poliisopreno

MVQ Borrachas de Silicone (Outra SiglaSi)

NBR Borracha Nitrlica (Acrilonitrila - Butadieno)

NR Borracha Natural

PUR Borrachas de Poliuretano (Outras SiglasAU, EU, PU)

SBR Borracha de Estireno-Butadieno

T Polissulfetos (Thiokol)

TPE Borrachas Termoplsticas (Outras SiglasTPR ou TR)

Tabela 06: descrio dos tipos de borrachas e siglas

Fonte:http://www.ced.ufsc.br/

Na tabela 07, explanada algumas aplicaes da borracha, que at a dcada de

1940, era praticamente inexistente as borrachas sintticas, e durante a Segunda Guerra Mundial,

elevou-se rapidamente seu uso, chegando em 1979, atingindo o patamar mximo de 79%,

quando comeou haver um declnio at chegar em 1995 em 62%.
http://www.ced.ufsc.br/http://www.ced.ufsc.br/http://www.ced.ufsc.br/http://www.ced.ufsc.br/


32/37

32

SIGLA/ NOME APLICAESBR Alm da utilizao em pneus, o BR vem encontrando um mercado

crescente como modificador de resistncia ao impacto do poliestirenona produo do High Impact Polystyrene (HIPS) ou PSAI.EPDM Devido a sua especial resistncia ao envelhecimento aplicado

preferencialmente em peas externas de automveis, como moldurasde vedao de janelas e portas de veculos, batentes, frisos e palhetasde limpador de pra-brisas. Aplica-se, tambm, como modificador do

polipropileno nos TPOs (ver item de borrachas termoplsticas).NBR Devido a sua excelente resistncia aos derivados de petrleo,

especialmente recomendada para fabricao de peas e componentesdas indstrias automobilstica, grfica, de petrleo e petroqumica quetenham contato com aqueles produtos, tais como mangueiras para

leos e solventes, retentores, gaxetas, juntas, anis de vedao erevestimento de cilindros de impresso, vasos e tanques industriais. A

NBR tem sido utilizada tambm como aditivo de PVC, para melhoraras propriedades de artefatos que necessitam de resistncia a leo,oznio, intempries e abraso, como coberturas de mangueiras, fios ecabos, solados e botas industriais.

NR A borracha natural no pode ser inteiramente substituda porborrachas sintticas em pneus, porque aquela possui uma gerao decalor mais baixa. Devido a esta caracterstica, a NR precisa serutilizada em maiores propores nos pneus de carga, submetidos a

maior esforo como os de caminhes e nibus.Borrachasespeciais

Exemplos de aplicaes onde estes materiais so requeridos: isolamento de fios e cabos eltricos submetidos a condies detemperatura extremas: muito baixas em aeronaves e foguetes, eelevadas em fornos eltricos;

fabricao de artigos mdicos que precisam ser incuos e inertes;revestimento de mquinas e equipamentos, e peas de vedao -anis, gaxetas etc. - submetidos a contato com ambientes muitoagressivos, assim como:oxidantes (perxidos e cido crmico);cidos e bases fortes (soda custica, cido sulfrico); e

thinnerspara tintas em cilindros de impresso grfica.Tabela 07: descrio das aplicaes dos tipos de borrachas

Fonte:http://www.ced.ufsc.br/

Na tabela 08, demonstra as caractersticas das famlias de Neoprene.
http://www.ced.ufsc.br/http://www.ced.ufsc.br/http://www.ced.ufsc.br/http://www.ced.ufsc.br/


33/37


34/37

34

Na tabela 09, mostra a famlia, tipo, viscosidade, bem como a velocidade de

vulcanizao.

Tabela 09: viscosidade de Mooney e velocidade de vulcanizao.

Fonte:http://www.borrachaatual.com.br/
http://www.borrachaatual.com.br/http://www.borrachaatual.com.br/


35/37

35

6.0. CONSIDERAES FINAIS

O ATPS Atividade Prtica Supervisionada da matria MECANICA DOS

FLUIDOS proporcionou explorar a criatividade, o desenvolvimento da capacidade de

relacionamento interpessoal, interao para realizar um excelente trabalho em equipe, foram

algumas das metas alcanadas pelo grupo.

Sobre o brao mecnico, podemos dizer que foi de suma importncia, pois

aprendemos calcular as reas dos cilindros (seringas), bem como suas foras de

movimentao, aprendemos tambm a lei de Pascal, e a fabricao da maquete de um brao

mecnico hidrulico que faz movimentos tanto horizontais quanto verticais.

Sendo assim, este assunto no deve ser encerrado com este trabalho, e ao contrrio,seja motivador para estudos complementares futuros com a pesquisa constante, novos

sistemas e equipamentos devem surgir para este assunto relacionado aos braos mecnicos.


36/37

36

7.0. REFERENCIAS

Bibliogrficas:

BRUNETTI, Franco. Mecnica dos Fludos. 2 ed. So Paulo:Pearson Prentice Hall, 2008.

Sites pesquisados:

Como funcionam as escavadeiras Caterpillar

http://ciencia.hsw.uol.com.br/escavadeiras-caterpillar5.htm acessado em 02/04/2014.

Brao mecnico

www.bracohidraulico.blogspot.com acessado em 30/03/2014.

Npn Parafusos

http://www.npnparafusos.com.br/page002.html . Acesso em: 30/03/2014.

Princpio de Pascal

http://www.algosobre.com.br/fisica/principio-de-pascal.html . Acesso em: 28/03/2014

Aplicaes de Bernoulli

http://www.ebah.com.br/content/ABAAABU4EAH/mecnica-dos-fluidos-aula-5-aplicaes-

Bernoulli. Acesso em: 28/05/2014

http://www.if.ufrj.br/~bertu/fis2/hidrodinamica/hidrodin.html. Acesso em: 28/05/2014

tenso de ruptura dos materiais

http://www.ufv.br/dea/ambiagro/arquivos/resistencia.pdf.Acesso em: 28/05/2014

torque

http://www.infoescola.com/mecanica/torque-ou-momento-de-uma-forca. Acesso em:

30/05/2014

lixas

http://www.promaquina-abrasivos.com.br/a-Conceitos%20Gerais.html.Acesso em: 01/06/2014
http://ciencia.hsw.uol.com.br/escavadeiras-caterpillar5.htm%20acessado%20em%2002/04/2014http://ciencia.hsw.uol.com.br/escavadeiras-caterpillar5.htm%20acessado%20em%2002/04/2014


37/37

37

calculo de volume de um cilindro

http://www.brasilescola.com/matematica/volume-cilindro.htm.Acesso em: 01/06/2014

borrachas

http://www.ced.ufsc.br/emt/trabalhos/borracha/borracha/sintetica_arquivos/aplica2.htm

Acesso em: 03/06/2014

http://www.ced.ufsc.br/emt/trabalhos/borracha/borracha/sintetica_arquivos/classifica.htm

Acesso em: 05/06/2014

http://www.borrachaatual.com.br/adm/materias/5afe6f6a6678938ef11afde6db3aef86.pdf

Acesso em: 05/06/2014.
http://www.ced.ufsc.br/emt/trabalhos/borracha/borracha/sintetica_arquivos/aplica2.htmhttp://www.ced.ufsc.br/emt/trabalhos/borracha/borracha/sintetica_arquivos/classifica.htmhttp://www.ced.ufsc.br/emt/trabalhos/borracha/borracha/sintetica_arquivos/classifica.htmhttp://www.ced.ufsc.br/emt/trabalhos/borracha/borracha/sintetica_arquivos/aplica2.htm

relatorio braço mecanico pronto 4 etapas

Documents