ELEMENTOS ORGÂNICOS DE MÁQUINAS II AT-102

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1 Universidade Federal do Paraná Curso de Engenharia Industrial Madeireira ELEMENTOS ORGÂNICOS DE MÁQUINAS II AT-102 Dr. Alan Sulato de Andrade

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3 INTRODUÇÃO: Embreagens são elementos que provêem uma conexão entre outros dois elementos (árvores rotativas). Elemento A Embreagem Elemento B UNIDADE A UNIDADE B

4 INTRODUÇÃO: A conexão pode ser realizada de diversas formas, cada qual apresentando vantagens e desvantagens: Atrito, Magnética, Hidráulica Mecânica.

5 INTRODUÇÃO: A principal característica da embreagem é que ambos os elementos unidos podem girar. Desta forma, uma embreagem pode interromper a conexão entre dois eixos.

6 UTILIZAÇÃO: Estes elementos são extensivamente utilizados em máquinas de produção de todos os tipos, não apenas em aplicações envolvendo veículos nos quais são necessário para permitir que o motor possa continuar rodando (marcha lenta) quando um veículo esta parado ou para se mudar o arranjo de engrenagens (marchas).

7 UTILIZAÇÃO: Embreagens também permitem que uma carga de alta inércia seja movimentada com um motor elétrico menor que o que seria necessário se esta fosse diretamente conectada. As embreagens são utilizadas muitas vezes para se manter um torque constante em um eixo de tensionamento.

8 INTRODUÇÃO: Exemplos de embreagens comuns

9 UTILIZAÇÃO: Uma embreagem pode ser utilizada como dispositivo de desconexão em casos de emergência, que separa o eixo do motor em casos de emperramento de uma máquina.

10 TIPOS: Este elemento pode ser classificado de varias maneiras, por meio da forma de atuação, pela maneira como transferem energia entre os elementos e pelo caráter do acoplamento.

11 TIPOS: Forma de atuação: Mecânica (Carros antigos), Hidráulica (Carros modernos), Pneumática,

12 TIPOS: Forma de atuação:

13 TIPOS: Mecânica Automotiva

14 TIPOS: Hidráulica Automotiva

15 TIPOS: Pneumática Industrial

16 TIPOS: Forma de atuação: A forma básica de transmissão hidráulica, conhecida como embreagem hidráulica. Consiste, essencialmente, numa bomba e numa turbina entre as quais o óleo circula enquanto o motor está em funcionamento. Quando o motor trabalha em marcha lenta, o óleo é expelido pela bomba, devido à força centrífuga. Este óleo é atirado pelas pás para a turbina, que permanece parada, visto a força do óleo não ser suficiente para movê-lo. Quando o motorista acelera, a velocidade da bomba aumenta e o torque resultante do movimento mais rápido do óleo torna-se suficientemente elevado para vencer a resistência da turbina, que começa a rodar e põe o automóvel em movimento. Após ter transmitido energia à turbina, o óleo volta à bomba, repetindo-se então o ciclo.

17 TIPOS: Forma como transferem energia: Contato positivo, Atrito, Sobremarcha, Magnético, Acoplamento fluídico,

18 TIPOS: EMBREAGENS

19 SELEÇÃO E ESPECIFICAÇÃO: Os fabricantes de embreagens devem fornecer uma quantidade extensa de informação com relação à capacidade em termos de torque e potência dos diferentes modelos fabricados. Porém alguns detalhes devem ser levados em consideração: tipo de unidade de acionamento (explosão interna ou elétrico), posição da embreagens entre outros.

20 SELEÇÃO E ESPECIFICAÇÃO: Fatores de Serviço: Podem variar muito (em função do fabricante), porem devemos utilizar todo o conhecimento adquirido até agora para especificar estes fatores. Ex,: 1,2 até 3,7 são aceitáveis. Motor Motor Embreagens

21 SELEÇÃO E ESPECIFICAÇÃO: Localização da Embreagem: A localização da embreagem (instalação) pode ser um ponto importante para seleção deste dispositivo. Ex. Equipamento que possui dois eixos com velocidades distintas. Surge o dilema, onde alocar o elemento?

22 MATERIAIS PAR EMBREAGENS: Normalmente pode ser utilizado nas partes estruturais aço ou ferro fundido cinzento. As superfícies de atrito são geralmente revestidas ou forradas com materiais que possuam um bom coeficiente de atrito e com resistência à compressão e a à temperatura suficientes para sua aplicação.

23 MATERIAIS PAR EMBREAGENS: Normalmente pode ser utilizado nas partes estruturais aço ou ferro fundido cinzento. As superfícies de atrito são geralmente revestidas ou forradas com materiais que possuam um bom coeficiente de atrito e com resistência à compressão e a à temperatura suficientes para sua aplicação.

24 EMBREAGENS DE DISCO: São as mais utilizadas. Consiste basicamente em dois discos, um com material de forração de alto atrito, pressionando axialmente com uma força normal que gera a força de atrito necessária transmitir torque.

25 DIMENSIONAMENTO: O dimensionamento consiste basicamente em dimensionar uma superfície de contato (Área) visando proporcionar a transferência de potencia entre unidades. Isto dependerá dos materiais e da potencia a ser transferida.

26 DIMENSIONAMENTO: Considerando um desgaste uniforme. Determinaremos o tamanho adequado e a força requerida para uma embreagem de disco axial operar. T=P/ =N.(2. /60) Determinar o coeficiente de atrito dinâmico e a pressão máxima suportada pelo elemento de forração da embreagem.

27 DIMENSIONAMENTO: Propriedades do materiais comuns de forrações: Material Coef. Atrito dina Pressão Pmax (KPa) Tecido 0,25-0, Metal sinterizado 0,15-0, Ferro Fundido 0,15-0, Outros materiais podem ser utilizados.

28 DIMENSIONAMENTO: Propriedades do materiais comuns de forrações:

29 DIMENSIONAMENTO: Relações: T=..ri.Pmax.(re²-ri²) ri= 1/3re=0,577.re F=2..ri.Pmax.(re-ri) Onde: =Coeficiente de atrito dinâmico (admensional) Pmax=Pressão máxima (KPa ou Pa) ri=raio interno (m) re=raio externo (m)

30 EXERCÍCIO: Dimensionar a embreagem (Diâmetros e força axial requerida) de disco axial, sabendo que o motor de acionamento possui 52KW de potência e opera a 1725 rpm. Considerar material de revestimento: Metal sinterizado.

31 EXERCÍCIO: Torque: T=P/ =2..N/60 T=52000/( /60) T=287,7 N.m

32 EXERCÍCIO: Relação entre Torque, Pmax e raios: T=..ri.Pmax.(re²-ri²) T=..0,577.re.Pmax.(re²-1/3re²) Sabendo que ri=( 1/3).re=0,577.re Assim: re=(287,7 /(0, , )) 1/3 re=0,087m=r Como ri=0,577.re ri=0,050m=r S=0,01592m²

33 EXERCÍCIO: Força axial: F=2..ri.Pmax.(re-ri) F=2..1, (0,087-0,050) F=239452,2N ou 240KN

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