Projeto de Uma Embreagem

  • Published on
    02-Jul-2015

  • View
    205

  • Download
    0

Transcript

1. Enunciado do Projeto Projetar uma embreagem de discos para o acionamento (acoplamento e desacoplamento) de um tambor giratrio de 425mm de dimetro para o enrolamento de um cabo de ao sujeito a foras de trao de at 20kN. O sistema deve ser projetado considerando-se que a carga sobe em velocidade constante. Para o acionamento do equipamento sugere-se a utilizao de um motoredutor (ou um conjunto motor e redutor) com relao de transmisso em torno de 40. 2. Memorial de Clculo 2.1. Parmetros de Projeto Fora de trao no cabo: F = 20000 N Dimetro externo do tambor: d = 425mm = 0,425m 2.2. Clculo do Torque Necessrio no Tambor

T2 = F

d 2

T2 = 20000

0,425 2

T = 4250 N m

2.3. Escolha do Tipo de Motor

Optou-se pela utilizao de um motor trifsico de 6 plos ( P = 3 ) ligado freqncia nominal da rede ( f = 60 Hz ). Considerando que o motor gira em velocidade sncrona, pode-se calcular a rotao de entrada no redutor:n1 = 60 f P n1 = 60 60 3n1 = 1200rpm

2.4. Escolha do Modelo do Redutor

Para a escolha de um redutor adequado, deve-se seguir o procedimento de clculo recomendado pelo fabricante, no caso, a Flender[1]: i) Aplicao[1]: redutor tipo M (medium shock load), indicada para elevadores e dispositivos para levantamento de cargas. ii) Fatores de servio[1]: Fator 1: eltrico. Fator 2: Fator 3: Fator 4: Fator 5:f1 = 1,25 f 2 = 1,10 f 3 = 1,00f 4 = 0,86 f 5 = 1,20

redutor trabalhando de 2 a 10 horas por dia, sendo acionado por motor o redutor solicitado entre 10 e 60 vezes por hora. redutor lubrificado com lubrificante sinttico. redutor operando 60% do tempo. redutor trabalhando a temperatura ambiente de 30C.

iii) Clculo da correo referente condio de servio[1]: devem ser calculadas as duas grandezas a seguir e a maior delas dever ser utilizada como parmetro de seleo do redutor.T2 m = T2 f1 f 2 f 3 T2 m = 4250 1,25 1,10 1,00 1 T2 m = 5843,75 N m

T2t = T2 f 3 f 4 f 5

T2t = 4250 1,00 0,86 1,20

T2t = 4386 N m

Como T2 m > T2t , utiliza-se T2 m = 5843,75 N m na seleo do redutor. iv) Deseja-se trabalhar com uma relao de transmisso prxima de 40. Assim o redutor escolhido : Flender CAVEX - tipo CFW tamanho 225, com relao de transmisso i = 43 [1].2.5. Escolha do Modelo do Motor

Calcula-se a rotao (e a velocidade angular) na sada do redutor:i= n1 n2n2 =2 n2 60

n1 i

2 =

1200 43 2 27,91 2 = 60n2 =

n 2 = 27,91rpm

2 = 2,922rad / s

Sabendo-se a velocidade angular do tambor e o seu torque, calcula-se sua potncia:P2 = T2 2 P2 = 4250 2,922 P2 = 12420,25W

Do catlogo da Flender[1], tem-se que o rendimento do redutor (com ngulo de hlice igual a 6) R = 0,48 . Com isto pode-se calcular a potncia que o motor deve fornecer:P1 = P2

R

P1 =

12420,25 0,48

P1 = 25875,5W 26kW

Sero levadas em considerao as seguintes condies de trabalho (compatveis com aquelas do redutor)[2]: Regime S4 ou S5 o motor solicitado at 150 vezes por hora. ED = 60% motor operando 60% do tempo. O motor escolhido [2]: motor trifsico de 6 plos da linha F da Weg, modelo 250S/M (fornece 30kW de potncia nas condies especificadas).2.6. Dimensionamento da Embreagem

Existem duas formas de dimensionamento de uma embreagem de discos: critrio da presso de contato uniforme e critrio do desgaste uniforme[3]. Para o dimensionamento da embreagem de em questo (com uma nica superfcie de contato) utilizar-se- o critrio da presso uniforme:T=

2 p re3 ri3 , onde: 3 o coeficiente de atrito dado pelos materiais dos discos. p a presso de contato entre os discos. re e ri so, respectivamente, o raio externo e o raio interno dos discos.

(

)

Utilizando-se o par ferro sinterizado e ao cementado, tem-se: = 0,25 e p mx = 2100kPa . Hoje em dia j possvel fabricar peas sinterizadas de ferro com resistncia mecnica 2

razoavelmente elevada (limite de resistncia trao de at 210MPa, comparvel com o de alguns ferros fundidos), o que justifica sua aplicao neste projeto. O custo de produo de um disco sinterizado , obviamente, maior que o de um disco fundido, no entanto suas propriedades ( e pmx )so bastante superiores. As dimenses escolhidas para os discos da embreagem so:

d e = 340mm = 0,34m d i = 100mm = 0,10m

re = 0,17m ri = 0,05m

O torque mximo que pode ser obtido com esta configurao :

Tmx = Tmx

2 p mx re3 ri3 3 = 5264,7 N m

(

)

Tmx =

2 0,25 2100 10 3 0,17 3 0,05 3 3

(

)

Tmx > T2 , portanto possvel utilizar tal configurao.Calcula-se a presso de fluido necessria para que o torque nominal seja atingido:p=

3 T2 2 re3 ri3

(

)

p=

3 4250 2 0,25 0,17 3 0,05 3

(

)

p = 1695260Pa 1695kPa

A presso calculada considerada bastante alta para sistemas pneumticos, j que o ar um fluido compressvel, portanto, utilizar-se- um acionamento hidrulico.3. Referncias Bibliogrficas

[1] Catlogo de Redutores da Flender Flender-CAVEX Worm Gear Units. [2] Catlogo de Motores Trifsicos da Linha F da Weg. [3] Notas de Aula da Disciplina PME 2421 Elementos de Mquinas II, ministrada no primeiro semestre de 2006 pelo Prof. Marcelo A. L. Alves.

3