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Dimensionamento de uma Esteira Rolante através do Mechanic Analysis
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MEMORIAL DE CÁLCULO - ESTEIRARIO CLARO
2016
RENÃ MARQUES DE PAULA RA: 2011168DAVI CAMPOS RA: 2011298
Rio Claro, 12 de maio de 2016.
1FACULDADE CLARETIANO RIO CLARO
ENGENHARIA MECÂNICA
PROBLEMA
A esteira abaixo está sendo projetada para transportar 2 toneladas de material.Elaborar um memorial de cálculo para:- Escolher um motor elétrico para aciona-la, sabendo que a velocidade de trabalho da esteira deverá ser de 8 metros/min para que a mesma proporcione a produção (vazão) desejada. No Eixo do Rolo Motriz está acoplado um redutor de 1:20, o qual transmiti o torque para a esteira se movimentar com a carga.- Fazer uma simulação em FEA, utilizando o software Autodesk Mechanical Simulation, para verificar se o eixo de acionamento do Rolo Motriz irá suportar o torque necessário para movimentar a esteira. O Eixo e fabricado em aço SAE 4340 (σe = 1400 MPa e σr = 1560 Mpa).
Esteira montada com o Redutor:
Esteira
Analisar o eixo do Rolo Motriz
Redutor 1:20
2 toneladas
Rolo Motriz – diâmetro total250 mm
F = 200kgf
Vt = 8m/min
2FACULDADE CLARETIANO RIO CLARO
ENGENHARIA MECÂNICA
DESENVOLVIMENTO
Dados:Vt=8m /minØrolo=250mmF=200 kgfRedutor=1:20
Esteira
3FACULDADE CLARETIANO RIO CLARO
ENGENHARIA MECÂNICA
1) Toque no Eixo
Mt=F∗r→Mt=200∗0,2502
→Mt=250 kgf .m
2) Rotação no Eixo
Vt=π∗d (mm )∗N100
→8= π∗250∗N1000
→N=10,2 rpm
3) Potência no Eixo
Mt=716,2∗PN
→P=Mt∗N716,2
→P=250∗10,2716,2
→P=3,55 cv
4) Dimensionamento Motor 10,2∗20=204 rpm25020
=12,5 kgf .m
Prova
P=12,5∗204716,2
→P=3,55cv
Pfinal=3,550,85
→P=4,18 cv ≅ 5cv
Adotado Inclusão de Correia (i = 2,5)devido a rotação do motor ser muito baixaAdotado Inclusão de Inversor de Frequência para que a partida seja suave.
N=204∗2,5→N=510 rpm
AdotadoMotorde5 cve 510rpm
Prova Potência5∗0,95∗0,985=4,68>4,18→ok
Esteira
4FACULDADE CLARETIANO RIO CLARO
ENGENHARIA MECÂNICA
5) Dimensionamento do Eixo
4340 Temperado/Revenido
FS = 4,2VonMisses = 333,32
Esteira
5FACULDADE CLARETIANO RIO CLARO
ENGENHARIA MECÂNICA
Ø do eixo
Mt=250 kgf .m→250 000 kgf .mm
σe=1400MPa→1400N /mm ²→140 k /m²
τ=0,6∗σeFS
→τ=0,6∗1404,2
→τ=20
τ=MtWt→Wt=Mt
τ→Wt=250000
20→Wt=12500
Wt= π∗d3
16→d= 3√ 16∗Wt
π→d=3√ 16∗12500
π→d=40mm
Esteira
6FACULDADE CLARETIANO RIO CLARO
ENGENHARIA MECÂNICA
4130 Temperado/Revenido
FS = 2,7VonMisses = 333,32
Conclusão: O FS segurança 2,7 atende a necessidade, pois o eixo não está sob regime de esforço crítico. Ou seja, o material adotado será 4130 Temperado/Revenido.
Esteira
7FACULDADE CLARETIANO RIO CLARO
ENGENHARIA MECÂNICA
Ø do eixo
Mt=250 kgf .m→250 000 kgf .mm
σe=1400MPa→1400N /mm ²→140 kgf /m ²
τ=0,6∗σeFS
→τ=0,6∗1402,7
→τ=31,1
τ=MtWt→W t=Mt
τ→Wt=250000
31,1→Wt=8038,6
Wt= π∗d3
16→d= 3√ 16∗Wt
π→d= 3√ 16∗8038,6
π→d=34,5mm
Conclusão:
Adotado o material: 4130 Temperado/Revenido por seu Ø ser menor, tornando o material mais acessível financeiramente.
Esteira