Esteira identificadora

ESTEIRA

IDENTIFICADORA

Nome: Pedro Henrique Gogliano

CREA 70.028

ETEC Martin Luther King

Curso Técnico em Mecatrônica

Manutenção

em

Projetos

Mecatrônicos

2

Prof.: Marcos Vaskevicius

Índice1) Esquema mecânico:................................................................................................................................5

3) Dimensionamento do motor...................................................................................................................6

3

Projeto Mecânico

1)Esquema mecânico:

4

Onde:

M = Motor trifásico

P1 e P2 = Acoplamentos

A a J = Mancais

I, II, II e IV = Eixos (para suportarem as ECDR’s)

1 a 4 = ECDR’s

E = Esteira

R = Rolete motriz

Ftr = Força tangencial no rolete

2) Valores adotados (pesquisa de campo):

D1 = 50 mm (Diâmetro ECDR 1)




Itot= 12

μ = 0,5 (Cof. de atrito)

5

Rrol = 50 mm

nm = 900 RPM

nrol = 75 RPM

m1,2 = 2.50 mm

m3.4 = 2,50 mm

P = 170 g (por lata de atum) = 170 gf

N = 170 gf (por lata de atum)

N = 1,7 Kgf = 2 Kgf (para 10 latas)

Frequência = 60 Hz

3)Dimensionamento do motora) Força aplicada no rolete:

F rol=μ . N

Onde:

μ = Coeficiente de atrito

N = Força normal sobre o rolete

F rol=0,5 .2 kgf

F rol=1Kgf

b) Torque necessário para mover a carga:

Mt rol=F rol .R rol

Onde:

Mtrol = Torque para mover a carga

Rrol = Raio do rolete

Mt rol=1Kgf .5cm

Mt rol=5Kgf . cm

6

c) Potência necessária para mover a carga:

Mt rol=71.620 .N (CV )n (RPM )

Onde:

N = Potência para mover a carga

n = Rotações do rolete

5Kgf . cm=71.620 . N (CV )75 (RPM )

N (CV )=75RPM . 5Kgf . cm71.620

N (CV )=0 ,005CV

d) Rendimento global:

ŋg=¿

Onde:

ŋg = Rendimento global

ŋECDR = Rendimento da ECDR (98%)

ŋMancal = Rendimento do Mancal (99%)

n1 = Número de pares de ECDR’s

n2 = Número de mancais

ŋg=(0,98 )2 . (0,99 )10

ŋg=(0,9604 ) . (0,9044)

ŋg=0,869

ŋg=87%

e) Potência mínima junto ao motor para mover a carga:

7

Nm=N rolŋg

Onde:

Ng = Potência mínima para o motor

Nrol = Potência do rolete para mover a carga

Nm=0.0050,869

Nm = 0,0057 CV

Nm = 0,25 CV (padronizado conf.catálogo WEG)

Classe de Proteção: IP 55

f) Número de pólos:

N p=7200n

Np = Número de pólos

N = RPM do motor

N p=7200900

Np = 8 pólos

4) Dimensionamento das ECDR’s 1,2:Onde:

Hd1,2 = 1,25 . m = 1,25 . 2.50 mm = hd1,2 = 3,125 mm

Ha1,2 = m = ha1,2 = 2,50 mm

a) Número de dentes:

Z=Dm

Onde:

8

Z = Número de dentes

D = Diâmetro primitivo

m = Módulo

Z1=50mm2,5mm

Z1 = 20 dentes

Z2=60dentes

Z2 = 60 dentes

b) Diâmetro externo:

De=D+ (2. ha )

Onde:

De = Diâmetro externo

D = Diâmetro interno

Ha = Adendum

De1 = 50 mm + ( 2 . 2,5 mm )

De1 = 50 mm + 5 mm

De1 = 55 mm

De2 = 150 mm + ( 2 . 2,5 mm)

De2 = 150 mm + 5 mm

De2 = 155 mm

c) Diâmetro interno

Di = D – ( 2 . hd )

Onde:

Di = Diâmetro interno


hd = Dedendum

9

Di1 = 50 mm – (2 . 3,125 mm)

Di1 = 50 mm – 6,25 mm

Di1 = 43,75 mm

Di2 = 150 mm – (2 . 3,125 mm)

Di2 = 150 mm – 6,25 mm

Di2 = 143,75 mm

d) altura do dente:

H = hd + ha

Onde:

H = Altura do dente

hd = Dedendum

ha = Adendum

H1,2 = 3,125 mm + 2,50 mm

H1,2 = 5,625 mm

e) Largura do dente:

L = 6 .m

Onde:

L = Largura do dente

m = Módulo

L1,2 = 6 . 2,50 mm

L1,2 = 15,00 mm

f) Passo:

P = m .π

10

Onde:

P = Passo

m = Módulo

P1,2 = 2,5 mm . 3,14

P1,2 = 7,85 mm

g) Espessura do dente:

E = 0,49 . P

Onde:

E = Espessura do dente

P = Passo

E1,2 = 0,49 . 7,85 mm

E1,2 = 3,85 mm

h) Vão do dente:

V = 0,51 . P

Onde:

V = Vão do dente

P = Passo

V1,2 = 0,51 . 7,85 mm

V1,2 = 4,00 mm

5) Dimensionamento das ECDR’s 3,4:Onde:

Ha3,4 = m = 2,50 mm

Hd3,4 = 1,25 .m = 1,25 . 2,50 mm = 3,125 mm

11

a) Número de dentes

Z=Dm

Onde:

Z = Número de dentes


m = Módulo

Z3=40mm2,5mm

Z3 = 16 dentes

Z4=160mm2,5mm

Z4 = 64 dentes

b) Diâmetro externo:

De = D + ( 2 . m)

Onde:

De = Diâmetro externo


m = Módulo

De3 = 40 mm + (2 . 2,5 mm)

De3 = 40 mm + 5 mm

De3 = 45 mm

De4 = 160 mm + (2 . 2,5 mm)

De4 = 160 mm + 5 mm

De4 = 165 mm

c) Diâmetro interno

Di = D – (2 .hd)

12

Onde:

Di = Diâmetro interno


hd = Dedendum

Di3 = 40 mm – (2 . 3,125 mm)

Di3 = 40 mm – 6,25 mm

Di3 = 33,75 mm

Di4 = 160 mm – (2 . 3,125 mm)

Di4 = 160 – 6,25 mm

Di4 = 153,75

d) Altura do dente:

H = hd + ha

Onde:

H = Altura do dente

hd = Dedendum

ha = Adendum

H3,4 = 3,125 mm + 2,50 mm

H3,4 = 5,625 mm

e) Largura do dente:

L = 6 .m

Onde:

L = Largura do dente

m = Módulo

L3,4 = 6 . 2,50 mm

L3,4 = 15,00 mm

13

f) Passo:

P = m .π

Onde:

P = Passo

m = Módulo

P3,4 = 2,5 mm . 3,14

P3,4 = 7,85 mm

g) Espessura do dente:

E = 0,49 . P

Onde:

E = Espessura do dente

P = Passo

E3,4 = 0,49 . 7,85 mm

E3,4 = 3,85 mm

h) Vão do dente:

V = 0,51 . P

Onde:

V = Vão do dente

P = Passo

V3,4 = 0,51 . 7,85 mm

V3,4 = 4,00 mm

14

6.0) Diagrama das forças atuantes nas ECDR’s 1,2:

Onde:

F1 = Força resultante na engrenagem 1 (kgf ou N)


Ft1 = Força tangencial na engrenagem 1 (kgf ou N)


Fr1 = Força radial na engrenagem 1 (kgf ou N)


α = Ângulo de pressão (α = Alfa)

a) No par 1 e 2 temos:

a) F1 = F2

b) Fr1 = Fr2

c) Ft1 = Ft2

d) α = 20° (Engrenagens Cilíndricas)

7.0) Definição das forças nas ECDR’s 1,2:

15

a) Cálculo de Mt1:

M t1=71.620 .N 1

n1≅ M tm=71.620 .

Nmnm

Onde:

N1 = Potência na ECDR 1

n1 = RPM da ECDR 1

Nm = Potência do motor

nm =RPM do motor

Mt1 = Torque na ECDR 1

Mtm = Torque do motor

M t1=71.620 .0,25900

Mt1 = 71.620 . 0,0003

Mt1 = 19,89 Kgf.cm

b) Calcular r1:

r1=D12

Onde:

D1 = Diâmetro da ECDR 1

r1 = Raio da ECDR 1

r1=5cm2

r1 = 2,5 cm

c) Calcular Ft1:

F t1=M t1

r1

Onde:

Ft1 = Força Tangencial na ECDR 1

16

r1 = Raio da ECDR 1


F t1=19,89Kgf . cm

2,5cm

Ft1 = 7,96Kgf

d) Calcular Fr1:

Fr1 = Ft1 .tan 20°

Onde:

Fr1 = Força radial na ECDR 1

Ft1 = Força tangencial na ECDR 1

Fr1 = 7,96 kgf . 0,364

Fr1 = 2,90 kgf

e) Calcular F1:

F r1=√Ft 12+F r12

Onde:

F1 = Força resultante na ECDR 1



F1=√(7,96 kgf )2+(2,90 kgf )2

F1=√63,36 kgf 2+8,41 kgf 2

F1=√71,77 kgf 2

F1 = 8,47 kgf

f) Cálculo das forças na ECDR 2:

Ft1 = Ft2 = 7,96kgf

17

Fr1 = Fr2 = 2,90kgf

F1 = F2 = 8,47kgf

8.0) Diagrama das forças atuantes nas ECDR’s 3,4:

Onde:







α = Ângulo de pressão (α = Alfa)

a) No par 3 e 4 temos:

a) F3 = F4

b) Fr3 = Fr4

c) Ft3 = Ft4

18

d) α = 20° (Engrenagens Cilíndricas)

9.0) Definição das forças nas ECDR’s 3,4:a) Cálculo de Mt3:

Mt2 = Mt1 . i1,2

Onde:



I1,2 = Relação de transmissão das ECDR 1 e 2

Mt2 = 19,89kgf . cm . 3

Mt2 = 59,67kgf . cm

Mt2 = Mt3, pois a ECDR 2 está no mesmo eixo que a ECDR 3.

b) Calcular r3:

r3=D32

Onde:

D3 = Diâmetro da ECDR 3

R3 = Raio da ECDR 3

r3=D32

r3 = 2 cm

c) Calcular Ft3:

F t3=M t3

r 3

Onde:


r3 = Raio da ECDR 3

19

Mt3= Torque na ECDR 3

F t3=59,67Kgf . cm

2cm

Ft3 = 29,84 kgf

d) Calcular Fr3:

Fr3 = Ft3 . tan 20°

Onde:



Fr3 = 29,84 kgf . 0,364

Fr3 = 10,86 kgf

e) Calcular F3:

F3=√F t 32+F r32

Onde:

F3 = Força resultante sobre a ECDR 3

Ft3 = Força tangencial sobre a ECDR 3

Fr3 = Força radical sobre a ECDR 3

F3=√ (29,84 kgf )2+(10,86 kgf )2

F3=√890,43 kgf 2+117,94 kgf 2

F3=√1008,37 kgf

F3 = 31,76 kgf

f) Cálculo das forças na ECDR 4:

Ft3 = Ft4 = 29,84kgf

Fr3 = Fr4 = 10,86kgf

20

F3 = F4 = 31,76kgf

10) Dimensionamento dos rolamentos para o eixo I do redutor:a) Tipo de carga:

n < 20 RPM = Carga estática

n ≥ 20 RPM = Carga dinâmica

Onde:

n = Número de rotações do eixo I do redutor

900 RPM > 20 RPM

Logo iremos dimensionar esses rolamentos pelo método da carga dinâmica.

b) Carga dinâmica equivalente:

P = X . Fr + Y . Fa

Onde:

P = Carga dinâmica equivalente (kgf)

X = Fator radial (tabelado)

Fr = Força radial resultante, em cada mancal do eixo I (kgf)

Y = Fator axial ( tabelado)

Fa = Força axial resultante, em cada mancal do eixo I (kgf)

Quando:

Fa = 0 => P = Fr

P=Fr=F12

21

P=8,472

P = 4,24 kgf

c) Cálculo de Fn:

Verificando a tabela sobre esse fator, encontraremos que para:

n = 900 RPM

Fn = 0,333

d) Cálculo de FL:

Verificando a tabela, encontraremos que 3,0 ≥ FL ≤ 4,5 (rolos de correias transportadoras)

Assim adotaremos:

FL = 4,0

e) Cálculo de capacidade de carga dinâmica (C) :

C=FLFn.P

Onde:

C = Capacidade de carga dinâmica (kgf)

Fn = Fator do número de rotações

FL = fator sobre a aplicação do rolamento

P = Carga dinâmica equivalente

C= 4,00,333

.4,24 kgf

C = 12 . 4,24 kgf

C = 50,88 kgf

22

f) Seleção do rolamento:

Verificando a tabela

C ≥ 50,88 kgf

C = 465 kgf

Rolamento nº 6200

Dimensões do Rolamento nº 6200:

d = 10 mm

D = 30 mm

B = 9 mm

r = 1 mm

Onde:

11 Dimensionamento dos rolamentos para o eixo III do redutor:a)Tipo de Carga:

23

n < 20 RPM = Carga Estática

n ≥ 20 RPM = Carga Dinâmica

Onde:

n = Número de rotações do eixo III do redutor

75 RPM > 20 RPM

Logo iremos dimensionar esses rolamentos pelo método da carga dinâmica.

b) Carga dinâmica equivalente:

P = X . Fr + Y . Fa

Onde:

P = Carga dinâmica equivalente (kgf)

X = Fator radial (tabelado)

Fr = Força radial resultante, em cada mancal do eixo III (kgf)

Y = Fator axial

Fa = Força axial resultante, em cada mancal do eixo III (kgf)

Quando:

Fa = 0 => P = Fr

P=Fr=F32

P=31,762

24

P = 15,88 kgf

c) Cálculo de Fn:

Verificando a tabela sobre esse fator, encontraremos que para:

n = 75 RPM

Fn = 0,763

d) Cálculo de FL:

Verificando a tabela, encontraremos que 3,0 ≥ FL ≤ 4,5 (rolos de correias transportadoras)

Assim adotaremos:

FL = 4,0

e) Cálculo de Capacidade de Carga Dinâmica:

C=FLFn.P

Onde:

C = Capacidade de carga dinâmica

Fn = Fator do número de rotações

FL = Fator sobre a aplicação do rolamento

P = carga dinâmica equivalente

25

C= 4,00,763

.15,88kgf

C = 5,24 . 15,88 kgf

C = 83,21 kgf

f) Seleção do Rolamento:

Verificando a Tabela

C ≥ 83,21 kgf

C = 465 kgf

Rolamento nº 6200

Dimensões do Rolamento nº 6200:

d = 10 mm

D = 30 mm

B = 9 mm

r = 1 mm

Onde:

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