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)