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7/25/2019 Pic 7 Dimensionamento de Sistema MecNico Para IAmento Vertical de Carga Parafuso Sem-fim e Coroa

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DIMENSIONAMENTO DE SISTEMA MECNICO PARA IAMENTO VERTICAL DECARGA: parafuso sem-fim e coroa

Deleon Ferreira Cust dio

Douglas Felipe de Paula

Erik William de Lima

Fernando Henrique Chagas

Jos Orlando da Costa

RESUMO

Este trabalho tem por finalidade mostrar os clculos de eficincia de um sistematransmisso de parafuso sem fim e coroa para elevao de carga vertical. O tema do projetescolhido com o intuito de englobar grande parte das disciplinas estudadas durante o sematual, para conciliar a teoria com a prtica desenvolvendo um prottipo baseado em clcespecficos para o dimensionamento do mesmo. om os clculos e anlises reali!ados p"deconcluir $ue o prottipo se comportou de maneira condi!ente, atendendo %s solicit previstas.

Pa a!ras-c"a!e ' Eficincia, (ransmisso, Elevao, arga.

# INTROD$%O

Nos dias atuais os sistemas de i amento de carga se tornaram praticamente indispens veis

em diversos setores como: Constru o civil, Industrias, Mec nica pesada, entre outros. Os

processos de produ o de uma empresa dependem da escolha dos tipos de m quina de eleva o e

transporte e determina o correta de seus principais par metros. Maquinas de eleva o e

transporte s o empregadas para mover cargas com intuito de otimizar e acelerar os processos

produtivos.


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Com o desenvolvimento tecnol gico e o aumento da competitividade entre as empresas, a

busca por melhorias tecnol gicas que possibilitem aumentar n veis de produtividade e qualidade,

uma necessidade constante para a conquista e manuten o de clientes.

Atualmente, a maioria das atividades de eleva o e transporte nas ind strias s o realizadas com o

aux lio de m quinas e dispositivos projetados e fabricados especialmente para atenderem a cada

situa o, levando em conta as particularidades de cada caso. Considerando a import ncia destas

atividades para a ind stria, este trabalho tem como finalidade o estudo e o desenvolvimento de

um sistema seguro de i amento vertical de cargas .

2 BREVE HIST RICO

Os guindastes tm como funo movimentar cargas com alto peso, foram criadosvolta do s)culo * a. . +a oma antiga ocorreu a )poca do ouro do guindaste, foi em uma )poem $ue o ramo da construo conseguiu alcanar posi&es no imaginadas. Os romaperfeioaram o modelo de um guindaste grego para melhor movimentao de cargas e-tremo peso.

O mais simples dos guindastes era feito apenas de uma estaca fincada no cho, $ue

erguida e apoiada por um par de cabos amarrados em sua e-tremidade superior. Em seu topo presa uma roldana por onde passava uma corda onde suspendia os materiais.

Estes guindastes apresentavam algumas restri&es. l)m de poder ser erguida at) a altda estaca, tinha a imobilidade do aparelho, $ue deveria ser desmontado a cada parteconstruo e tamb)m havia o /ngulo em $ue a carga poderia ser movida, pois o guindaste pse dese$uilibrar facilmente.


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3 SISTEMA MEC NICO DE TRANSMISS O

O prottipo foi construdo com o intuito de analisar um sistema de transmisso pro?ara tanto, as especifica&es do sistema foram retiradas e utili!adas nos clculos, afim de se a carga m-ima $ue o sistema suportaria, para $ue posteriormente a mesma fosse aplicaanalisados os resultados.

0igura 18 # @istema mec/nico' parafuso sem#fim e coroa

0onte' os autores.

(abela 1* # Especifica&es do 2otor (or$ue A=,9 g.cmotao =A1*,< rpmlimentao *9B

0onte' os autores.


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(abela 19 # aractersticas dos Elementos de (ransmisso

0onte' os autores.

&'# C( cu o )e Po*+,cia )o Mo*or

48,2 g.cmx 1 Kgf 1000 g

x 9,81 N 1 Kgf

x 10 mm

1 cm = 7,72842 N . mm

Mt =30000. P

.n = 4,72842 =

30000. P .8401,5

Pmotor = 4,16 W

&' C( cu o )e Po*+,cia .*i )o Sis*ema

(abela 18 :Elementos de (ransmisso 2ancal @em 0im # oroaendimento 1,CD 1,D9 mm5s.

&'9 Resis*+,cia 5 e20o

Em um sistema de transmisso coroa e parafuso sem fim, verifica#se somente a fle-o p) do dente da coroa, pois al)m de o parafuso sem fim ter uma maior resistncia, o mesmo reuma solicitao menos contundente.

tenso de fle-o no p) do dente da coroa ) dada por'

! m"x = F t . #

$c . mn . e . %r

Onde'


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0t) a carga tangencial, obtida por'

M t =30000 . P

. n

=300000 . 4,0352

. 221,09

= 174,2879 N . mm

Fogo'

F t =2 . M t

d 0= 2 .174,2879

15,2= 22,9326 N

; ) o fator forma, tabelado em funo do nJmero de dentes e$uivalentes, obtido por'

& cos

3

20 0

cos

3

Z e=Z c

(abela 1< # Engrenamento E-terno +G de dentes *1 ** *9 *8 *A *< *>0ator $ 8,< 8,8 8,9 8,* 8,1 9,C

+G de dentes < =1 *110ator $ 9,= 9,D 9,> 9,< 0onte' 2EF O+7 +, @ 7@. Elementos de 2$uina CP Ed. 911C. p.*19

Fogo $ H 9,=A bc ) a largura Jtil da coroa, obtida por'


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2 .m .d 0 sf + 1m = 2.0,4 .5,4 + 10,4 = 3,2 mm

mn ) mdulo normali!ado da coroamnH 1,A mme ) o fator de cargaI para carga normal e H *


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0igura A' epresentao das rea&es de apoio e solicitao a-ial das barras no softXare ftool.

0onte' os autores.

om o au-lio do programa ftool, ) possvel ver as barras $ue esto sendo mais solicitada-ialmente, tanto por cargas de trao como de compresso, assim como as rea&es de apoio

Uarras de ao'

? trao H 99=1,=< +?compresso H 9,8= +

omo as barras utili!adas na confeco do prottipo so tubos A1-91 mm, com espessde 8 mm, de ao *191 laminado a $uente, com tenso de ruptura de apro-imadamente 8D9 nota#se $ue a estrutura est hiperdimensionada em relao % carga aplicada.

3'# =arra su?me*i)a a mome,*o f e*or e for/a a2ia

+a estrutura desenvolvida para o teste do sistema mec/nico de transmisso, o pilar e-posto a uma carga de compresso combinado com um momento fletor. ?or esta combina


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est dimensionado economicamente, sendo assim, justificada a sua utili!ao por se tratar de material de fcil acesso, uma ve! obtido em sobras de outros processos

4 PLACA DE CONTROLE DO SENTIDO DE GIRO DO MOTOR

Mevido a necessidade de se ter um controle de subida e descida da carga fe!#se necesa construo de uma placa de circuito $ue pudesse de forma rpida inverter a rotao do m podendo escolher o lado de giro, tornando possvel o sobe e desce do cabo de ao. om baseestudos feitos por meio da internet e unindo conceitos bsicos aprendidos na disciplinrobtica e automao foi possvel desenvolver um circuito $ue com apenas duas chaves puls pud)ssemos ter acesso a esse recurso. Os detalhes da montagem esto descritos abai-o.

O primeiro passo foi descobrir $ue recurso eletr"nico concederia a funo de invertrotao do motor, com estudos feitos por meio de vdeos descobrimos $ue utili!ando dois seria possvel, de forma simplificada o es$uema da ligao fica assim'

Os reles tm cinco terminais, um positivo $ue recebe a tenso da fonte, um negativoterra, o normalmente fechado, o normalmente aberto e o comum. (odos os terminnormalmente fechados e negativos so ligados ao terra, en$uanto $ue o comum liga#se no me o positivo vai no boto de pulso. Ztili!ando o softXare ? O(EZ@ foi simulado o es$uema

placa demonstrado a seguir'

0igura 1A : Es$uema el)trico da placa controladora no softXare ?roteus.

0onte' os autores

omo pode ser visto na imagem o terminal comum dos reles so ligados ao motor, etm ligao direta com o terminal negativo $ue leva diretamente ao motor, ao acionarmo


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boto a chave se fecha e manda corrente positiva ao polo do motor ligado ao rel) fa!endogirar. o fa!er o contrrio o outro rel) fica com corrente positiva e o outro negativa tornandgiro no sentido contrrio. bai-o uma imagem da placa montada'

0igura 1< : ?laca controladora montada

0onte' os autores

7 RES$LTADOS E DISC$SS%O

nalisando os clculos reali!ados chegamos % concluso $ue o sistema mec/nico utili!suportaria uma carga de apro-imadamente 99 [g, j o cabo de ao utili!ado, considerando o fde segurana, suportaria A,A [g, sendo assim utili!amos esta carga para reali!ar simula&es prottipo e o mesmo apresentou bom funcionamento comprovando a veracidade dos clculo

9 CONCL$S%O

om o prottipo confeccionado pelos integrantes do grupo, podemos observar de for bem mais detalhada como os clculos reali!ados ) de e-trema import/ncia na construo desistema, pois so eles a base de tudo. ?ortanto podemos dimensionar a carga m-ima $ue siada e com um fator de segurana estabelecido em norma, obtemos sucesso em ne-perimento. Me fato aos olhos parece coisa simples mas por trs de tudo e-istem desafios $u podem ser descobertos com muita garra e determinao.


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SIZING OF MECHANICAL SYSTEM FOR LIFTING LOAD VERTICAL: Worm and Gear

ABSTRACT

This paper aims to show the efficiency calculations of a Worm and Gear transmission system to

vertical load-lifting. The design theme was chosen in order to cover most of the subjects studied

during the current semester, to reconcile theory with practice developing a prototype based on

specific calculations for the design of it.With calculations and analyzes carried out it was

concluded that the prototype behaved in a manner consistent, given the planned requests.

Keywords : Efficiency, Transmission, Stroke, Load.


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REFER NCIAS

ZME+ O, +. Mquinas de elevao e transporte . Fivros t)cnicos e ientficos Editora @. 'io de ;aneiro, ;, *CD>.

2EF O+7 +, @ar[is. Elementos de Mquinas. 9 Edio Revisada. Editora \rica' @o ?aulo,911=.

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@@O 7 ]^O U @7FE7 ME +O 2 @ (\ +7 @. A=NT N=R ISO 99BB: BB9'?rojeto de estruturas de ao e de estruturas mistas de ao e concreto de edifcios.

@ite' _http'55pt.slideshare.net53uindastes5histria#do#guindaste`. cesso em 1>mai. 91* mai. 91* mai. 91*

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