UNIVERSIDADE PRESBITERIANA MACKENZIE

ENGENHARIA MECÂNICA

MÁQUINAS FERRAMENTAS II

PROJETO T2 – DIMENSIONAMENTO DE ELEMENTOS DE UMA MÁQUINA DE TESOURA DE FACAS CIRCULARES

TURMA 8 D11

Caíque Freire

Vinicius Freitas

Vinicius Valbon

Dados fornecidos:

Dados:

= 14º

Número de pares de facas = 3

Vo = 1,8 m/s

Largura = 800 mm

h = 1,5 mm

Material = Aço 1015

1- Diâmetro das facas

D=h+S

1−cosα

D=1,5+2

1−cos14

D= 117, 82 mm

2- Velocidade Tangencial da faca

Vt = V 0cosα

Vt = 1,8

cos14

Vt = 1,855 mm/s

3- Rotação da faca

n = Vt

π x D

n = 1,855

π x 0,11782

n = 5,012 rps

n= 300,7 rpm

4- Rotação do motor

Escorregamento = 3%

nmotor=

120 x f x(1−e)n polos

nmotor=

120 x 60 x(1−0,03)4

nmotor=1746rpm

nmotor 1750rpm

itotal=

nmotor

nfaca

itotal= 1750

300,7

itotal 6

5- Força de Corte

P1 = h2 × ρ2x tg10,5

Ρ aço 1015 = 97 N.mm/mm³

P1 = 1,5×972x tg14

P1 = 437,67 N

6- Momento de Corte

M = P1 x D x sin θ

M = 437,67 × 0,11782 × sin 14

M = 12475,01 N×mm

M = 12,47 N×m

Para 3 pares de facas:M = 37, 42 N.m

7- Potência do Motor

Nmotor=N corte

n

Nmotor=M total× ω

n

Sendo ω=2×π ×n60

ω=2×π × 300,760

ω=31,49 rad / s

Nmotor=37,42× 31,49

0,8

Nmotor=1472,90W

Nmotor=1,5kW

Para a potência de 1,5kW, foi escolhido o motor WEG 905 com potência de 2CV:

8- Redutor:

Relação de transmissão ideal = 6,3

itotal=i1×i 2

Para o redutor Cestalto CH-128s, a relação de transmissão é i1 = 3

6,3=3×i2

i2=2,1

9- Dimensionamento de Engrenagens:

i2 = 2

9.1- Dimensionamento do pinhão:

Adotando o número de dentes do pinhão = 20

Temos:

i2= z 2z 1

2= z 220

z2=40dentes

Para o aço SAE 8620, tem-se:

Tensão Admissível = 200 kgf/cm²

HB = 300 kgf/mm²

f = 1512 (aço)

h = 1600 horas

Mteixode saída=22,7kgf × cm

Verificação pelo Critério de Pressão

Pinhão:

W = 60x n xh

106

W = 60x 600 x1600

106

W = 57,6 milhões de revoluções

Padm = 48,7 x HB

W 1 /6

Padm = 48,7 x300

57,61 /6

Padm = 7434,41 kgf/cm²

Para b = dp = 5cm :

m³= 2× f ² × Mtz1³ × Padm ²

×i2+1

i 2

m³= 2× 1512²× 22,720³ ×7434 ,41²

×2+1

2

m= 0,04 mm

Adotando m= 2,5 mm

Verificação pelo critério de resistência:

= Ft x q

b xm xe ≤ adm

Ft = 2x Mtdp1

Ft = 2x 22,7

5

Ft = 9,1 kgf

= Ft x q

b xm xe

= 9,1x 3,37

5x 0,25 x1

= 24,53 kgf/cm²

≤ adm

Portanto, as demais dimensões das engrenagens:

Pinhão:

b1 = 50 mm

Dp1 = 50 mm

m1 = 2,5 mm

Dext1 = Dp1 + 2xm1 = 55 mm

Dint1 = Dp1 – 2,4xm1 = 44 mm

Coroa:

b2 = 50 mm

Dp2 = 100 mm

m2 = 2,5 mm

Dext2 = Dp2 +2xm2 = 105 mm

Dint2 = Dp2 – 2,4xm2 = 94 mm

10- Dimensionamento do eixo da faca:

Vertical:

∑MA = 0

438 x 100 + 438 x 600 + 438 x 1100 – 1200 x VB = 0

VB = 657N

VA = 657 N

Momento Torsor Vertical:

M tv=VA+VB

2×

Leixo

2

M tv=65,7+65,7

2×

1202

M tv=3942kgf x cm

Momento Torsor Máximo:

M tmáx=M fv¿¿

M tmáx=3942kgf x cm

Para aço 1045:

α o=0,47 rad

Momento Ideal

M i=√Mtmax2+(

αo

2x Mt ¿¿ faca)

2

¿

M i=√39422+( 0,742

x374,2)2

M i=3944,43kgf

cm2

11- Diâmetro do eixo:

Deixo=2,173√ Mi

σadm

Deixo=2,173√ 3944,43

575

Deixo=4,12cm

Deixo=42mm

12- Seleção de Rolamentos para o eixo da faca:

Para :

VA = VB= 657 N

Deixo = 42 mm

n eixo = 300 rpm

L10h = 16000 horas

𝑃=𝑥∗𝐹𝑟+𝑦∗ F𝐴𝐹𝑟=𝐹𝑡∗ tg20

𝐹𝑟=657∗ tg20

𝐹𝑟=239,12𝑁𝑃=1∗𝐹𝑟+0∗ F𝐴𝑃=239,12 N

Para n =300 rpm e L10h =16000 horas

CP

=6,70

C=6,70×239,12

C=1602,1 N

C= 1,6021 kN

O rolamento escolhido foi o Rolamento rígido de esferas da marca SKF, modelo 61809.

O mesmo também será adotado para o apoio B, onde VB = 657 N.13- Verificação das seções críticas dos eixos à fadiga

Através dos gráficos, obtemos:

Coeficiente de acabamento superficial ξ1 = 0,9

Coeficiente Dimensional ξ2 = 0,82

q= 0,7

Fator de concentração de tensões devido à torção kt = 1,4

Fator de concentração sujeito à flexão kf = 1,36