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CONSTRUÇÃO DE DISPOSITIVO CONSTRUÇÃO DE DISPOSITIVO PARA CALIBRAÇÃO DE PARA CALIBRAÇÃO DE
CÉLULAS DE CARGACÉLULAS DE CARGA
Tec. Francisco dos Reis FaustinoTec. Francisco dos Reis Faustino
Lab. LFSLab. LFS
EstruturaEstrutura IntroduçãoIntrodução ObjetivosObjetivos MétodosMétodos MateriaisMateriais ResultadosResultados ConclusãoConclusão ReferenciasReferencias AgradecimentosAgradecimentos
IntroduçãoIntroduçãoCÉLULAS DE CARGA:CÉLULAS DE CARGA:
Funcionamento:Funcionamento:Extensômetros:Extensômetros:
•Transforma Força em sinal elétrico.Transforma Força em sinal elétrico.
•Usos:Usos:Transdutores de medição:Transdutores de medição:
•Balanças Digitais;Balanças Digitais;•Processos de automação;Processos de automação;•Tribômetros.Tribômetros.
ObjetivosObjetivos
Desenvolver a construção de um Desenvolver a construção de um dispositivo;dispositivo;
Realizar a calibração de duas célula Realizar a calibração de duas célula tração:tração:– utilizando células de 50 e 20 Kgf;utilizando células de 50 e 20 Kgf;
MateriaisMateriais
Tirante: para prender manípulo:Tirante: para prender manípulo:– (h=520mm x L=480mm x esp=25mm);(h=520mm x L=480mm x esp=25mm);
Manípulo: para acionar o parafuso roscado;Manípulo: para acionar o parafuso roscado;
Parafuso roscado, preso à célula de carga:Parafuso roscado, preso à célula de carga:– (parafuso M12x1.75)(parafuso M12x1.75)
Estrutura de aço retangular:Estrutura de aço retangular:– (h=680mm x L =480mmx esp=40mm; ABNT 1045) (h=680mm x L =480mmx esp=40mm; ABNT 1045)
NA CONSTRUÇÃO DO DISPOSITIVO DE CALIBRAÇÃO, NA CONSTRUÇÃO DO DISPOSITIVO DE CALIBRAÇÃO, FORAM EMPREGADOS:FORAM EMPREGADOS:
MateriaisMateriais
Vibra stop MacVibra stop Mac
Mesa de ferro fundido cinzento - classe FC-20, com rasgo Mesa de ferro fundido cinzento - classe FC-20, com rasgo em T:em T:– (475mm x 310mm X 37mm);(475mm x 310mm X 37mm);
Chapa de aço, base da mesa:Chapa de aço, base da mesa:– (455mm x 385mm x 15mm, SAE 4140)(455mm x 385mm x 15mm, SAE 4140)
NA CONSTRUÇÃO DO DISPOSITIVO DE CALIBRAÇÃO, NA CONSTRUÇÃO DO DISPOSITIVO DE CALIBRAÇÃO, FORAM EMPREGADOS:FORAM EMPREGADOS:
MateriaisMateriais
Dinamômetro Digital InstruthermDinamômetro Digital Instrutherm– Modelo DD-300Modelo DD-300– ESCALA 100kg/220LB/980N ESCALA 100kg/220LB/980N
Células de carga ALEPHCélulas de carga ALEPH– modelo TS 20 (TYPE S):modelo TS 20 (TYPE S):
Capacidade nominal de 20 kgf.Capacidade nominal de 20 kgf.
– modelo TS 50 (TYPE S):modelo TS 50 (TYPE S): Capacidade nominal de 50 kgf.Capacidade nominal de 50 kgf.
Sistema de aquisição de dados NI.Sistema de aquisição de dados NI.
NO ENSAIO DE CALIBRAÇÃO A TRAÇÃO EMPREGAMOS:NO ENSAIO DE CALIBRAÇÃO A TRAÇÃO EMPREGAMOS:
MateriaisMateriaisMÁQUINAS OPERATRIZESMÁQUINAS OPERATRIZES
Serra de fita automática, FranhoSerra de fita automática, Franho
Torno mecânico horizontal, Romi S30Torno mecânico horizontal, Romi S30
Furadeira de bancada, Yadoya FY-B25Furadeira de bancada, Yadoya FY-B25
Fresadora, Lagun FTV-2Fresadora, Lagun FTV-2
MétodoMétodo Na montagem do dispositivo para calibração das células Na montagem do dispositivo para calibração das células
de carga, foram feitos 4 furos passantes de ¼” na parte de carga, foram feitos 4 furos passantes de ¼” na parte inferior de uma estrutura de aço para fixação dos mini inferior de uma estrutura de aço para fixação dos mini vibra stop .Na parte superior, instalou-se uma chapa com 4 vibra stop .Na parte superior, instalou-se uma chapa com 4 furos roscados allien M6. Presa à chapa com 4 parafusos, furos roscados allien M6. Presa à chapa com 4 parafusos, colocou-se uma mesa com rasgo em T .Em seguida, colocou-se uma mesa com rasgo em T .Em seguida, passou-se à montagem de um tirante em U, fixado à passou-se à montagem de um tirante em U, fixado à estrutura com os parafusos Allien M8 .estrutura com os parafusos Allien M8 .
O dispositivo foi montado de maneira que, se necessário, O dispositivo foi montado de maneira que, se necessário, poderá ser modificado, já que todas as fixações são feitas poderá ser modificado, já que todas as fixações são feitas com parafusos roscados, exceto às das estruturas, cujo com parafusos roscados, exceto às das estruturas, cujo conjunto foi soldado.conjunto foi soldado.
. Resultados. ResultadosDispositivo de calibração montadoDispositivo de calibração montado
Estrutura
Manípulo
Tirante
Vibra Stop
Mesa com rasgo em T
Parafuso Roscado
Chapa
Célula de carga
Dinamômetro
ResultadosResultadosTabelas das células de Carga de 50Kgf e 20 Kgf e suas deformaçõesTabelas das células de Carga de 50Kgf e 20 Kgf e suas deformações
Medição Carga [kgf] Deformação [∆L/L] x 106
1 4,95 1062 10,35 2023 14,9 2824 20,15 3775 25,15 4666 30,3 5587 35,05 6428 40,55 7409 45,45 827
Aleph TS50
Medição Carga [kgf] Deformação [∆L/L] x 106
1 0 52 4,1 2093 7,95 4004 12,05 6075 16,1 8076 19,9 997
Aleph TS20
RESULTADOSRESULTADOSGráfico da deformação em função da cargaGráfico da deformação em função da carga
Deformação em função da Carga
y = 17,816x 17,613R2 = 1
y = 49,864x 4,6944R2 = 1
1200
1000
800
600
400
200
00 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
Carga [kgf]
Def
orm
a
çã o x
10
6
Aleph TS50
Aleph TS20
ConclusãoConclusão
Nos ensaios de calibração a tração, foi possível verificar a Nos ensaios de calibração a tração, foi possível verificar a relação entre força (Dinamômetro) e deformação relação entre força (Dinamômetro) e deformação (Computador). Podemos dizer que a relação encontrada (Computador). Podemos dizer que a relação encontrada comportou-se de forma linear.comportou-se de forma linear.
Entretanto, o uso de valores aproximados, na aplicação de Entretanto, o uso de valores aproximados, na aplicação de cargas, deveu-se à folga no manípulo - talvez pelo passo cargas, deveu-se à folga no manípulo - talvez pelo passo da rosca, para o que sugere-se a colocação de uma mola da rosca, para o que sugere-se a colocação de uma mola entre a haste do parafuso do manípulo e a célula de entre a haste do parafuso do manípulo e a célula de carga, eliminando-se o problema.carga, eliminando-se o problema.
ReferênciasReferências Brusamarelo,V.Células de carga.Disciplina da UCS-Universidade de Caxias Brusamarelo,V.Células de carga.Disciplina da UCS-Universidade de Caxias
do Sul;Centro de Exatas e Tecnologia em Automatização Industrial,2005do Sul;Centro de Exatas e Tecnologia em Automatização Industrial,2005
Beckwith,T.G.& Buck, N.L. Mechanical measurements, Addison-Wesley Beckwith,T.G.& Buck, N.L. Mechanical measurements, Addison-Wesley publishing Company,Inc.,London,England;publishing Company,Inc.,London,England;
Holman,J.P. Experimental methods for engineers. Mcgraw-Hill Book Holman,J.P. Experimental methods for engineers. Mcgraw-Hill Book Company;Company;
Chiaverini, V.Aços e Ferros fundidos.6°.Ed.,1990Chiaverini, V.Aços e Ferros fundidos.6°.Ed.,1990
AgradecimentosAgradecimentos Aluno de IC: Alexandre Martins (LFS)Aluno de IC: Alexandre Martins (LFS)
Tec. Fernando Maiorquin (LEA)Tec. Fernando Maiorquin (LEA)
Profa.Dra. Izabel Fernanda MachadoProfa.Dra. Izabel Fernanda Machado
Dr. Maria Cristina M. FariasDr. Maria Cristina M. Farias
Tec. Antônio Marco de Souza(PSI/LME)Tec. Antônio Marco de Souza(PSI/LME)