PEM. Projeto de elementos de máquinas - Aula 4

PEM Projeto de elementos de máquinas - Aula 4

Ementa CONTEÚDO PROGRAMÁTICO 2.1 Esforços na transmissão 2.2. Seleção de correias trapezoidais

Esforços Considerando o sistema em rotação constante temos: 2μN força de arraste máx. da polia / correia. Fc Força centrífuga. β ângulo da ranhura (padrão β=17º;18º e 19º) Obs:Na correia β = 21º

Esforços Ftp força tangencial na polia Fnp força normal na polia F1 e F2 Forças de tração na correia D diâmetro da polia movida d diâmetro da polia motora αa arco de contato

Dimensionamento Temos a relação entre a tensão do ramo tenso com a tensão do ramo frouxo em função da tensão centrífuga, aderência correia/polia e do ângulo de abraçamento. Abaixo de certo valor de velocidade, o valor Ftp fica muito pequeno em relação aos valores F1 e F2, podendo dessa forma ser desprezado. Como tensão centrífuga Ftp, teremos: (F1 Ftp) = e (F2 Ftp) µ θ senβ

Dimensionamento A aderência correia/polia não é um valor fixo, depende principalmente da tensão entre ambos, do tempo de vida da correia e da sujeira na interface correia/polia. Um aumento da tensão inicial da correia, gera um aumento da tensão inicial possibilita uma maior carga a ser transmitida. Um esticamento além do necessário porém, acarreta uma redução na vida útil da correia.

Dimensionamento É importante ter conhecimento sobre a potência transmitida pela polia à correia e o torque transmitido pela polia à correia. Potência transmitida pela polia à correia: Pot = v(t1 T 2) Torque transmitido pela polia à correia: Torque = (T1 T 2).R

Especificação A especificação de uma correia em V é a letra da secção seguida pela circunferência interna em pol. (Ex: B75). As correias podem ser fornecidas em: duas séries: série A, B, C e D; série 3V, 5V e 8V determinadas em função do rpm e da potência na transmissão. comprimento médio: determinado pela circunferência interna (padrão).

Séries A, B, C, D e E

Séries

Classificações de potência

Séries Secção da correia Largura a (pol) Espessura b (pol) Ø mín da polia acanelada (pol) Intervalo entre uma ou mais correias A 1 / 2 11 / 32 3,0 1 / 4-10 B 21 / 32 7 / 16 5,4 1-25 C 7 / 8 17 / 32 9,0 15-100 D 1 1 / 4 3 / 16 13,0 50 250 E 1 1 / 2 1 21,6 100 e acima

Circunferência interna De acordo com o perfil indicado pela série (secção) podemos obter os valores padronizados de circunferência interna (em pol.).

Comprimento médio Para qualquer secção de correia, o comprimento médio é obtido adicionando-se um valor à circunferência interna obtida. Secção da correia A B C D E Qde a ser adicionada (pol) 1,3 1,8 2,9 3,3 4,5 Ex: B75: pela tabela a circunferência interna é de 75 pol. A quantidade a ser adicionada é de 1,8 e temos então como comprimento médio do passo primitivo 76,8 pol

Polia As dimensões Se, Sg, hg, a, D e α são tabelados em função do perfil da correia. A largura da polia deve ser calculada,

Potência do projeto A Potência do projeto é definida como a potência do motor (em HP) vezes o fator de serviço (FS):

Dimensionamento Para o correto dimensionamento partimos da potência a ser transmitida. - Calcula-se a potência de projeto ou serviço, (que é igual à potência a ser transmitida multiplicada pelo fator de serviço) e considera-se o fator adicional (Fsa). -Com essa potência e rotação determina-se o tipo de correias a ser utilizada e as demais caracteristicas necessárias.

Exemplo Um gerador de 50kw é acionado por um motor a gasolina com uma rotação de 1200 RPM e o gerador deve girar com 800 RPM. - Determine a(s) correia(s) a ser utilizada - Considere sala fechada, sem poeira e sem umidade. - Polia tensora utilizada no ramo frouxo.

Exemplo 1)Distância entre centros:- Caso não se tenha definido, a distância recomendada para a distância entre centros C use a relação de transmissão i 2) Abraçamento Utilize para a menor polia um abraçamento > 120º (tabela) 3) Potência transmitida: PT = 50kw = 67 HP 1 kw 1,3 HP

Exemplo 4) Fator de serviço (Fs): Utilizaremos a condição de serviço pesado: FS = 1,6 Usaremos o adicional devido ao uso de polia tensora. Fsa = 0,1; Fs = 1,7 OBS: Esses valores são encontrados em catálogos 5) Potência de projeto: P p = P t x 1,7 P p = 67 x 1,7 = 114 HP

Exemplo

Exemplo 6) Escolha da seção: - O gráfico que nos possibilita uma escolha inicial para o tamanho do perfil são mostrados 5 tipos de perfis. Vemos que por esse gráfico, escolheríamos a correia D.

Exemplo Utilizar 300 < V < 1200 m/min. Não é recomendado longas distâncias entre centros para correias trapezoidais porque a excessiva vibração do ramo frouxo abrevia a duração da vida da correia. Ha = potência admissível por correia; K1 = fator de correção de ângulo de contato; K2 = fator de correção de comprimento de correia. H tab =potência total transmitida

Fator de ângulo (K 1 )

Fator de comprimento (k 2 )

Correia dentada

Correia dentada A correia dentada em união com a roda dentada correspondente permitem uma transmissão de força sem deslizamento. As correias de qualidade têm no seu interior vários cordonéis. A força se transmite através dos flancos dos dentes e pode chegar a 400N/cm 2. O perfil dos dentes pode ser trapezoidal ou semicircular e, são feitos com módulos 6 ou 10.

Correia dentada As dimensões transversais são padronizadas pelos fabricantes, com cada secção designada por uma letra do alfabeto para tamanhos em dimensões de polegada (em metros por números)

Correia dentada Comprimento de passo primitivo Lp e distância de centro a centro C: Onde D é o diâmetro de passo primitivo da maior polia e d é o diâmetro de passo primitivo da menor.

Exemplo de dimensionamento

Dimensionamento Um motor de 7,5 kw (9,87 hp), com velocidade de rotação de 1750 rpm deve ser usado para acionar uma bomba centrífuga que opera 24 horas por dia (1175 rpm) A distância entre centros não deve excefer 1117 mm. O espaço disponível limita o diâmetro da polia a 292 mm. Determinar o diâmetro das polias, as dimensões das correias e o número de correias.

Dimensionamento Decisões: 1) K sobrecarga = 1,2 (choque leve); 2) 7,5 kw, correia com secção B; 3) D < 292 mm ; D = 280 mm como primeira tentativa; 4) C = 1060 mm (1a tentativa).

Dimensionamento