UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ
CAMPUS UNIVERSITÁRIO DE TUCURUÍ
FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA
CORREIAS E POLIAS
Projeto de engenharia reversa de uma transmissão por correia trapezoidal de um ventilador industrial, como requisito parcial para a obtenção de nota referente à disciplina elementos de máquina II.
Docente: Prof. Eng. Maciel Costa.
Bruno Raniel Santos Marinho
Edidácio da Silva Costa
Geanilson Brito da Silva
Marcos Rairan Matos Silva
Rerolde Martins Lins
Waldson Melo Bezerra
Tucuruí – PA 2015
Avaliação nutricional e perfil de ácidos graxos como ferramenta natural para identificar três espécies de lutjanídeos (Lutjanidae-perciformes)
Edilene Santos de Almeida1, Evaldo Martins da Silva2
ABSTRACT
Key-words:
1
SUMÁRIO1 Introdução. ...........................................................................................................................1
2 Revisão Bibliográfica ............................................................................................................1
2.1 Correias ........................................................................................................................1
2.2 Relações Principais, Nomenclatura, Definições e Simbologias .....................................2
2.3 Análise e determinação das cargas ...............................................................................3
2.3.1 Carga inicial Fi .......................................................................................................3
2.3.2 Análise da relação entre as cargas no ramo da correia (F1 e F2) ............................4
2.3.3 Determinação das cargas ......................................................................................5
2.3.4 Desenvolvimento do atrito para correia de secção trapezoidal ...........................6
2.4 Especificações de correias trapezoidais ........................................................................6
2.4.1 Padronização ........................................................................................................6
2.4.2 Seleção de correias trapezoidais ..........................................................................7
2.5 Estimativa de vida da correia ......................................................................................13
3 Polias ..................................................................................................................................14
3.1 Polias para correia em V .............................................................................................14
4 Projeto de Engenharia Reversa ..........................................................................................16
5 Conclusão ...........................................................................................................................24
6 Bibliografia .........................................................................................................................25
1 Introdução. ...........................................................................................................................1
2 Revisão Bibliográfica ............................................................................................................1
2.1 Correias ........................................................................................................................1
2.2 Relações Principais, Nomenclatura, Definições e Simbologias .....................................2
Análise e determinação das cargas ..................................................................................3
2.3 ............................................................................................................................................3
2.3.1 Carga inicial Fi .......................................................................................................3
2.3.2 Análise da relação entre as cargas no ramo da correia (F1 e F2) ............................4
2.3.3 Determinação das cargas ......................................................................................5
2.3.4 Desenvolvimento do atrito para correia de secção trapezoidal ...........................6
2.4 Especificações de correias trapezoidais ........................................................................6
2.4.1 Padronização ........................................................................................................6
2.4.2 Seleção de correias trapezoidais ..........................................................................7
2.5 Estimativa de vida da correia .....................................................................................13
3 Polias ..................................................................................................................................14
3.1 Polias para correia em V .............................................................................................14
4 Projeto de Engenharia Reversa ...........................................................................................16
5 Conclusão ...........................................................................................................................24
6 Bibliografia .........................................................................................................................25
1 Introdução. ...........................................................................................................................3
2 Revisão Bibliográfica ............................................................................................................3
2.1 Correias ........................................................................................................................3
2.2 Relações Principais, Nomenclatura, Definições e Simbologias .....................................4
2.3 Transesterificação dos lipídios ......................................................................................5
2.3.1 Forças ...................................................................................................................5
2.3.2 Fjaoafja .................................................................................................................6
2.3.3 Fjafja .....................................................................................................................7
2.3.4 Fjafja .....................................................................................................................8
2.4 Fajofja ...........................................................................................................................8
2.4.1 Fafa .......................................................................................................................8
2.4.2 Fafa .......................................................................................................................9
2.5 Determinação do perfil de ácidos graxos do pescado ................................................14
3 Polias ..................................................................................................................................15
3.1 Determinação da qualidade nutricional da fração lipídica .........................................15
4 Hij .......................................................................................................................................17
5 Conclusão ...........................................................................................................................24
6 Bibliografia .........................................................................................................................24
LISTA DE FIGURAS
Figura 1: Transmissão com correia aberta e fechada........................................................2
Figura 2: Força de atrito entre a correia e a polia (a) plana e (b) trapezoidal...................3
Figura 3: Padronização de correias trapezoidais...............................................................7
Figura 4: Dimensões principais das correias trapezoidais.................................................7
Figura 5: Gráficos para determinação da seção das correias 3V, 5V e 8V.......................9
Figura 6: Gráficos para determinação da seção das correias A, B, C, D e E....................9
Figura 7: Fator de correção para o comprimento - FL....................................................11
Figura 8: Fator de correção para o arco de contato - Ca.................................................12
Figura 9: Valores de Kb, Kc, Q e x.................................................................................14
Figura 10: Dimensões dos perfis dos canais....................................................................15
Figura 11: Padronização de polias...................................................................................15
Figura 1: Transmissão com correia aberta e fechada ........................................................5
Figura 2: Força de atrito entre a correia e a polia (a) plana e (b) trapezoidal. ..................6
Figura 3: Padronização de correias trapezoidais. ..............................................................9
Figura 4: Dimensões principais das correias trapezoidais. ..............................................10
Figura 5: Gráficos para determinação da seção das correias 3V, 5V e 8V. ....................11
Figura 6: Gráficos para determinação da seção das correias A, B, C, D e E. .................11
Figura 7: Fator de correção para o comprimento - FL ....................................................13
Figura 8: Fator de correção para o arco de contato - Ca .................................................14
Figura 9: Valores de Kb, Kc, Q e x. ................................................................................15
Figura 10: Dimensões dos perfis dos canais. ...................................................................16
Figura 11: Padronização de polias. ..................................................................................17
2
1
3
2
4 Introdução.
As correias, juntamente com as polias são um dos meios mais antigos de
transmissão de movimento. É um elemento flexível, normalmente utilizado para transmissão de
potência entre dois eixos. São muito utilizadas devido sua grande versatilidade e campos de
aplicação. A maneira de transmissão de potência se dá por meio do atrito que pode ser simples,
quando existe somente uma polia motora e uma polia movida ou múltipla, quando existem
polias intermediárias com diâmetros diferentes (escalonada). A transmissão pode ser afetada por
alguns fatores, dentre os principais a falta de atrito, pois quando em serviço, a correia pode
deslizar e portanto não transmitir integralmente a potência. As correias são construídas com
materiais como: borracha, polímeros, sintéticos, reforços de nylon, tiras metálicas, tecido e
couro.
As polias são peças cilíndricas, movimentadas pela rotação do eixo do motor e
pelas correias. Os tipos de polia são determinados pela forma da superfície na qual a correia se
assenta. A polia que transmite movimento e força é a polia motora ou condutora e a polia que
recebe movimento e força é a polia movida ou conduzida. Os materiais empregados na
confecção de uma polia são: ferro fundido, ligas leves, aços e materiais sintéticos.
Posição sistemática das espécies (fishbase)
Importância da família lutjanidae
Indicações literárias de que o perfil de ácidos graxos pode ser utilizado
como ferramente para identificação de espécies; vantagens e desvantagens com
relação a outras técnicas.
Produção pesqueira do estado do Pará.
Inserir o objetivo do trabalho!
5 Materialis e métodosRevisão Bibliográfica.
5.1 AmostragemCorreias
As correias, juntamente com as polias são um dos meios mais antigos de
transmissão de movimento. É um elemento flexível, normalmente utilizado para
transmissão de potência entre dois eixos paralelos distantes. Elas são fabricadas em
várias formas e com diversos materiais.
3
São largamente utilizadas nas indústrias de máquinas operatrizes e automotiva; são
encontradas em diversos equipamentos, desde pequenos aparelhos eletrônicos até
equipamentos industriais de grande porte. O grande sucesso na utilização das correias é
devido, principalmente, às seguintes razões: a boa economia proporcionada por esta
transmissão, sua grande versatilidade e a segurança.
Obtenção dos exemplares
Procedimento em laboratório (registros dos dados obtidos por exemplar)
Caracterização física do pescado
Qual?
5.2 Relações Principais, Nomenclatura, Definições e SimbologiasCaracterização química do pescado
A figura 1 mostra transmissões por correia aberta e fechada. As principais
relações, definições, simbologias e nomenclaturas adotadas neste trabalho são
mostradas a seguir.
Figura 1: Transmissão com correia aberta e fechada
Ângulo de Abraçamento –
4
Onde:
D = Diâmetro maior
d = Diâmetro menor
c = Distância entre centros
Distância entre centros –
Onde:
Comprimento da correia –
Rotações das polias motora (1) e movida (2) –
Relação de transmissão
5.2.1 Análise e determinação das cargasQual?
5.2.2 Transesterificação dos lipídiosAs correias estão submetidas basicamente a dois tipos de tensões: tensão devido
ao tracionamento e tensão devido à flexão da correia em torno da polia. A figura 2
mostra a configuração da força normal (N) resultante do tracionamento inicial, que
origina a força de atrito (μ.N) necessária à transmissão, tanto para correias planas
(figura 2a) como para trapezoidais (figura 2b).
5
Figura 2: Força de atrito entre a correia e a polia (a) plana e (b) trapezoidal.
Algumas análises e definições, baseadas na figura 1.11, serão agora feitas.
Fi = carga inicial ou pré-carga
F1 = força no ramo tenso
F2 = força no ramo frouxo
R = resultante na correia - carga útil, carga transmitida
5.2.3 Carga inicial Fio
Se T = 0 (parado)
Se T > 0 (transmissão)
Se R
Assim, o único modo de transmitir potência é aumentar a força inicial (Fi).
5.2.4 Análise da relação entre as cargas no ramo da correia (F1 e F2)
6
Porém,
Substituindo [3] em [4]; vem:
Integrando:
A equação 4 é denominada equação fundamental das correias. Essa equação
representa, considerando os demais parâmetros constantes, a relação máxima entre as
forças F1 e F2 que a correia pode operar sem deslizamento. Para correias trapezoidais a
equação torna-se:
7
5.2.5 Determinação das cargasAs cargas atuantes nesta transmissão são determinadas a partir da potência ou
torque transmitidos e na equação fundamental das correias.
Potência –
Onde:
F1= Força no ramo tenso
F2= Força no frouxo
P = Potência do motor
r = Raio da poia
n = Rotação
K1= Constante
Equações [5] ou [6]
Onde:
– Para correias planas.
Para correias em ‘’V’’.
8
5.2.6 Desenvolvimento do atrito para correia de secção trapezoidalA correia de seção trapezoidal (ou simplesmente correia em V) é provavelmente o tipo
mais usado na prática. Nas correias trapezoidais o coeficiente de atrito dado por:
Onde:
Segundo a Gates Rubber Company.
Desde que seno de seja menor que um 1, μ' > μ e isso justifica a preferência por
correia trapezoidal na maioria das aplicações práticas. Isso porque o efeito de cunha da
correia na polia multiplica o coeficiente de atrito pelo inverso do seno do ângulo de
inclinação da face lateral. O resultado é um significativo ganho de capacidade,
proporcionando conjuntos mais compactos, com menor nível de ruído e menores cargas
nos mancais, se comparado com as correias planas.
5.3 Especificações de correias trapezoidais
5.3.1 PadronizaçãoAs correias industriais trapezoidais são fabricadas basicamente com dois conjuntos de
perfis: o perfil Hi-Power (A, B, C, D e E) e o perfil PW (3V, 5V e 8 V), conforme
mostra a figura 3. As diferenças entre os perfis são dimensionais e estas dimensões são
apresentadas na figura 4.
Figura 3: Padronização de correias trapezoidais.
9
Figura 4: Dimensões principais das correias trapezoidais.
5.3.2 Seleção de correias trapezoidaisO procedimento para a seleção da correia mais adequada segue a seguinte sequência ou
passos:
1º) Determinação da potência de projeto
2º) Escolha da seção mais adequada
3º) Cálculo da potência transmitida por 1 correia
4º) Determinação do número de correias
5º) Determinação do comprimento e especificação da correia
1°) Potência de Projeto –
Normalmente, em uma transmissão, é conhecida a potência da máquina
condutora (P). Esta deve ser multiplicada por um fator de serviço que levará em
consideração certas condições de funcionamento, tais como o arranque, o tempo de
funcionamento, a carga (intermitente ou contínua), o tipo de choque e etc. Quando a
potência da máquina conduzida for conhecida esta pode ser utilizada como potência de
projeto (PHP).
Onde:
10
P = Potência do motor
FS = Fator de serviço
2º) Escolha do perfil (seção) da correia
A determinação da seção mais adequada à transmissão é feita utilizando-se os
gráficos mostrados nas figuras 5 e 6. Deve-se decidir previamente o tipo de correia a ser
utilizado (Hi-Power ou PW). Em seguida deve-se encontrar a interseção entre a rotação
da polia menor (ou eixo mais rápido) e a potência de projeto (PHP), calculada no 1º
passo. A região onde estiver a interseção mostrará o perfil de correia mais indicado.
Figura 5: Gráficos para determinação da seção das correias 3V, 5V e 8V.
11
Figura 6: Gráficos para determinação da seção das correias A, B, C, D e E.
3º) Potências por Correias (Pcorr)
A próxima etapa consiste na determinação da potência que uma correia com o
perfil determinado no passo anterior, pode transmitir naquela velocidade.
Esta potência é determinada pelo fabricante, através de ensaio realizado com
polias de canais iguais (arco de contato igual a 180º), comprimentos médios e fator de
operação igual a 1.0. Ela é normalmente fornecida em forma de tabelas, coeficientes a
serem aplicados em fórmulas ou gráficos e varia de acordo com o fabricante, em função
dos materiais componentes da correia.
O segundo método consiste em determinar-se a potência que 1 correia pode
transmitir, porém através de equações, tabelas e gráficos fornecidos nos catálogos dos
fabricantes. A seguir será apresentado o processo de seleção baseado no catálogo da
Goodyear.
Determina-se a potência que 1 correia pode transmitir através da equação [7],
abaixo.
Onde:
HPbásico: É a capacidade de transmissão da correia caso as polias possuam o mesmo
diâmetro.
HPadicional: É o fator de correção aplicado devido a diferença entre os diâmetros das
polias; depende da relação de transmissão (i).
12
Assim, HPbásico = f (perfil, d, rpm) e HPadicional = f (perfil, d, rpm, i). Ambos os
valores são obtidos na mesma tabela, que se encontra no (ANEXO 2).
FL: É um fator de correção para o comprimento da correia e seu perfil. Seu valor é
obtido da seguinte forma:
Determina-se o comprimento ideal da correia através da equação [1];
Especifica-se seu comprimento real utilizando a tabela do (ANEXO 3);
O valor de FL é então obtido na tabela n, abaixo.
Figura 7: Fator de correção para o comprimento - FL
4º) No de Correias (N)
13
Assim, o no de correias (N) mais adequado à transmissão é determinado através da
relação entre a potência a ser transmitida (PHP) e a capacidade de transmissão da
correia escolhida (Pcorr). Esta relação é expressa pela equação [8]
Onde:
Ca = fator de correção para o arco de contato dado pela tabela abaixo.
Figura 8: Fator de correção para o arco de contato - Ca
5°) Comprimento da correia –
Para finalizar a especificação da correia basta determinar seu comprimento. É
necessário conhecer previamente a distância entre os centros (c). Caso esta seja
desconhecida a seguinte relação pode ser utilizada:
Calcula-se o comprimento através da equação, reproduzida abaixo, e então
procura-se na tabela de comprimentos standard de correias, o comprimento real mais
próximo do calculado.
14
Onde:
D = Diâmetro da polia maior
d = Diâmetro da polia menor
c = Distância entre centros
Algumas vezes pode ser necessário recalcular a distância entre centros (creal)
em função do comprimento real da correia (Lreal→ creal). Substituindo o valor de
Lreal na equação [1], vem:
Onde:
5.4 Determinação do perfil de ácidos graxos do pescadoEstimativa de vida da correia
Após a especificação, uma estimativa da vida desta correia pode ser feita. O enfoque importante
é a análise da ordem de grandeza desta vida. Se ela não atender os critérios projeto existem
parâmetros que podem ser alterados a fim de se obter uma alternativa possível. Os fatores que
influenciam a vida de uma correia são: as cargas de tração e de flexão, o número de picos de
carga e os efeitos centrífugos. Baseado nestes conhecimentos, algumas observações podem ser
feitas: quanto menor o diâmetro da polia e o comprimento e quanto maior a velocidade, mais
severa é a transmissão e menor é a vida da correia.
A vida da correia é determinada utilizando-se o método de Minner, que prediz que o número de
ciclos que a correia pode suportar é:
Onde:
15
M1 e M2 correspondem ao número de picos de carga F1 e F2 que a correia é capaz de suportar.
Os valores de Q e x estão listados na tabela, abaixo.
Figura 9: Valores de Kb, Kc, Q e x.
* Para o cálculo de M1 e M2 utilizando os valores de Q e x da tabela 7, as cargas F1 e
F2 deverão estar em [lbf].
6 PoliasAs polias são os elementos de máquinas rígidos que, juntamente com as correias
completam este tipo de transmissão. Não necessitam de um dimensionamento especial,
sendo sua geometria e dimensões bastante conhecidas e bem descritas nas normas.
Serão abordados aqui apenas os tipos principais para correias em V, planas e
escalonadas, os materiais de fabricação mais comuns e algumas recomendações de
utilização e montagem.
6.1 Determinação da qualidade nutricional da fração lipídicaPolias para correia em V
As polias para correias em V são especificadas nas normas NBR 8319 [18] e
PB-479 [15]. Estas normas padronizam as formas e dimensões principais das polias
entre eixos paralelos e horizontais. A figura abaixo apresenta as dimensões dos perfis
dos canais bem como sua posição na polia.
16
Figura 10: Dimensões dos perfis dos canais.
A figura n apresenta o perfil de uma polia com a correia alojada na canaleta e a
respectiva simbologia adotada.
Figura 11: Padronização de polias.
Onde:
f - distância entre a linha de centro do primeiro canal e a face mais próxima da polia.
e - distância entre as linhas de centros de dois canais consecutivos.
h - profundidade do canal abaixo da linha do diâmetro primitivo.
b - profundidade do canal acima da linha do diâmetro primitivo.
lp - largura do canal na linha do diâmetro primitivo.
dp - diâmetro primitivo da polia.
17
ϕ - ângulo do canal.
ls - largura superior do canal.
7 Projeto de Engenharia ReversaPara o Projeto de Engenharia Reversa, de um ventilador
Industrial centrifugo com transmissão usando correia trapezoidal,
encontre:
1) Potência de Projeto
2) Tensão do lado tenso e frouxo
3) Fator de projeto;
4) Vida em fadiga;
5) Verificação do desenvolvimento do atrito
Dados: Potência nominal 4HP; rotação 890RPM; Polia motora 125mm; Polia movida
230mm; coeficiente de atrito entre correia e polia é 0,512.
Primeiramente é necessário verificar se a correia trapezoidal do sistema de
transmissão do ventilador foi corretamente especificada. O procedimento para a seleção
da correia mais adequada segue a seguinte sequência:
1º) Determinação da potência de projeto
2º) Escolha da seção mais adequada
3º) Cálculo da potência transmitida por 1 correia
4º) Determinação do número de correias
5º) Determinação do comprimento e especificação da correia
1°) Potência de projeto
Dados:
P = 4 HP
FS = 1,2 (Anexo 1)
18
2°) Escolha da seção mais adequada
PHP = 12
rpm = 890
No gráfico rotação do eixo mais rápido X potência de projeto temos,
que a correia mais adequada seja a da seção A.
3°) Capacidade de transmissão de 1 correia de seção A:
Determinando HPbásico:
n = 890 rpm; d = 125 mm HPbásico = 2,06 (Anexo 2)
Determinando HPadicional:
HPadicional = 0,1225 (Anexo 2)
19
Determinando o fator de correção para o comprimento – FL:
Para determinar a correia ideal foi necessário efetuar uma interpolação.
Consultando a tabela abaixo para determinar o fator de correção em função da
designação do tamanho da correia A – 108, temos:
20
Dessa forma temos que a capacidade de transmissão de 1 correia é:
4°) Determinação do número de correias de seção A:
Determinando Ca:
Consultando a tabela acima. Ca é igual a 0,99. Logo o número de correia é dado por:
21
Feito a verificação do sistema de transmissão do ventilador foi comprovado que o ideal seriam duas correias A-108. Estando portanto corretamente dentro dos padrões.
Determinação das cargas F1 e F2.
Partindo de:
Onde:
= Força no ramo tenso
= Força no frouxo
P = Potência do motor
r = Raio da polia
n = Rotação
= Constante
P = 4HP
r = 62.5 mm
n = 890
K1 = 7120
22
Da equação [6]:
Determinando K2;
Dados:
A Gates Rubber Company declara que:
36°
?
Retornando a equação [6]
Portanto;
e
Substituindo (2) em (1):
23
Da equação (2):
Determinando o fator de projeto – nf
Dados:
= 4,83 HP
FS = 1,2
P = 4 HP
Verificação do desenvolvimento do atrito -
= 0,512
= 36°
24
0,512 > 0,16. Dessa forma terá como resultado um significativo ganho de
capacidade, proporcionando conjuntos mais compactos, com menor nível de ruído
e menores cargas nos mancais.
Estimativa de Vida da Correia – N° de Ciclos
Onde:
Dados:
F1 = 621 N = 139,5 lbf
F2 = 109 N = 24,5 lbf
Da tabela n temos:
Q = 674
X = 11,089
Logo:
25
8 ConclusãoRealizada a revisão bibliográfica e os cálculos de projeto da transmissão por correias
trapezoidais ou em V para o ventilador industrial da UHE Tucuruí, tomado como exemplo para
a realização do estudo de engenharia reversa, os resultados obtidos através do procedimento
de dimensionamento adotado foram condizentes com o projeto observado no equipamento.
Houve plena satisfação dos integrantes ao ratificarem seus cálculos com o projeto
original, mostrando a plena ligação entre a teoria e a prática, visto que, tal procedimento irá
acompanhar constantemente a vida profissional do Engenheiro Mecânico.
26
9
10 Tratamento estatístico dos dados (qual?)
[11] ResultadosBibliografia
[1] SHIRGLEY, Joseph E.; MISCHKE, Charles R.; BUDYNAS, Richard G. Projeto de Engenharia Mecânica. 7° Ed., Artmed Editora S.A, 2005.
[2] NORTON, R.L., Projeto de Máquinas: Uma abordagem Integrada. 2°Ed., Editora Bookman, 2004.
[3] COLLINS, J.; Projeto Mecânico De Elementos De Maquinas. LTC, 1° Ed, 2006.
[4] FILHO, Flávio de Marco. Elementos de Transmissão Flexíveis. Departamento de Engenharia Mecânica/ UFRJ, Rio de Janeiro, 2009.
Anexo 1
27
Anexo 2
28
29
Anexo 3
Discussão
Conclusão
Referências bibliografias.
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