Relatório Técnico Esteira Identificadora

ESCOLA TÉCNICA ESTADUAL

MARTIN LUTHER KING

TÉCNICO EM MECATRÔNICA

GOVERNO DO ESTADO DE SÃO PAULO

ESTEIRA IDENTIFICADORA

Técnico responsável: GUSTAVO H. DAVID SILVA - CREA 60.012

SÃO PAULO

2º SEMESTRE DE 2016

SUMÁRIO

1. DESENHO DO CONJUNTO GERAL ........................................................... 1

2. ESQUEMA MECÂNICO PARA O ACIONAMENTO .................................... 2

3. PROGRAMAÇÃO CLP ................................................................................. 3

4. ANÁLISE DOS ESFORÇOS ATUANTES .................................................... 4

5. VALORES ADOTADOS (PESQUISA DE CAMPO) ..................................... 4

6. FORMULÁRIO TÉCNICO ............................................................................. 5

7. SELEÇÃO DOS PRINCIPAIS MATERIAIS ................................................ 16

1

1. DESENHO DO CONJUNTO GERAL

2

2. ESQUEMA MECÂNICO PARA O ACIONAMENTO:

Onde:

M = Motor elétrico trifásico;

P1 e P2 = Acoplamentos;

A a J = Mancais;

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

1 a 4 = ECDR’s;

ET = Esteira;

ROL = Rolete motriz;

Ftr = Força tangencial no rolete;

Seta = Sentido de giro da máquina.

3

3. PROGRAMAÇÃO CLP:

4

4. ANÁLISE DOS ESFORÇOS ATUANTES:

Posição 3 = Suporte dos atuadores

Esforços = Flexão;

Posição 4 = Base fixadora da esteira

Esforços = Compressão;

Posição 12 = Lençol da esteira

Esforços = Tração;

Posição 13 = Rolete

Esforços = Torção e flexão;

Posição 17 = Caixa do mancal

Esforços = Compressão;

Posição 18 = Painel lateral

Esforços = Compressão

5. VALORES ADOTADOS (PESQUISA DE CAMPO):

D1 = 50 mm (Diâmetro ECDR 1);




µ = 0,5 (coeficiente de atrito);

Rrol = 50 mm;

nm = 900 RPM;

nrol = 75 RPM;

m1,2 = 2 mm;

5

m3,4 = 2 mm;

P = 170g (por lata de ervilha) = 170gf;

N = 170gf (por lata de ervilha);

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

Frequência = 60Hz.

6. FORMULÁRIO TÉCNICO:

a) Relação de transmissões parciais (i1,2 e i3,4):

i1,2 =

i1,2 =

i1,2 = 3

i3,4 =

i3,4 =

i3,4 = 4

Relação de transmissão total:

iTOT= i1,2 x i3,4

iTOT= 3 x 4

iTOT= 12

6

Onde:

D1 = diâmetro primitivo da engrenagem motora 1 (mm);

D2 = diâmetro primitivo da engrenagem movida 2 (mm);



iTOT = relação de transmissão total.

b) Rendimento de uma transmissão com dois pares de engrenagens

(ŋg):

ŋg = (ŋECDR)n1 x (ŋMANCAL)n2

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 x (0,99)10

ŋg = (0,9604) x (0,9044)

ŋg = 0,869

ŋg = 87%

7

c) Força aplicada no rolete (Frol):

Frol = µ . N

Onde:

µ = Coeficiente de atrito;

N = Força normal sobre o rolete.

Frol = 0,5 . 2 Kgf

Frol = 1 Kgf

d) Definição do torque necessário junto a uma esteira (Mtrol):

Mtrol = Frol . Rrol

Onde:

Mtrol = Torque necessário junto a uma esteira;

Rrol = Raio do rolete = 5cm (adotado).

Mtrol = 1 Kgf . 5 cm

Mtrol = 5 Kgf.cm

e) Potência necessária junto de uma esteira (Ne):

Ne (CV) = nrol (RPM) . .

Onde:

Ne = Potência necessária junto a uma esteira

nrol = Rotações no rolete

Ne (CV) = 75 RPM . .

.

Ne (CV) = 0,005 CV

f) Potência do motor para acionar uma esteira (Nm):

Nm = ŋ

8

Onde:

Nm = Potência mínima para o motor;

Ne = Potência no rolete para mover a carga na esteira.

Nm = ,

,

Nm = 0,0057 CV

Nm = 0,25 CV (padronizado conf. catalogo de motores)

g) Dimensionamento de uma engrenagem ECDR:

Dimensionamento das ECDR’s 1,2:

Onde:

hd1,2 = 1,25 . m = 1,25 . 2 mm = hd1,2 = 2,5 mm

ha1,2 = m = ha1,2 = 2 mm

1. Números de dentes:

Z =

Onde:

Z = Número de dentes;

D = Diâmetro primitivo;

m = Módulo.

Z1 =

Z1 = 25 dentes

9

Z2 =

Z2 = 75 dentes

2. Diâmetro externo:

De = D + (2 . ha)

Onde:

De = Diâmetro externo;


ha = Adendum.

De1 = 50 mm + (2 . 2 mm)

De1 = 50 mm + 4 mm

De1 = 54 mm

De2 = 150 mm + (2 . 2 mm)

De2 = 150 mm + 4 mm

De2 = 154 mm

3. Diâmetro interno:

Di = D – (2 . hd)

Onde:

Di = Diâmetro interno;


hd = Dedendum.

10

Di1 = 50 mm – (2 . 2,5 mm)

Di1 = 50 mm – 5 mm

Di1 = 45 mm

Di2 = 150 mm – (2 . 2,5 mm )

Di2 = 150 mm – 5 mm

Di2 = 145 mm

4. Altura do dente:

H = hd + ha

Onde:

H = Altura do dente;

hd = Dedendum;

ha = Adendum.

H1,2 = 2,5 mm + 2 mm

H1,2 = 4,50 mm

5. Largura do dente:

L = 6 . m

Onde:

L = Largura do dente;

m = Módulo.

L1,2 = 6 . 2 mm

L1,2 = 12,00 mm

11

6. Passo:

P = m . π

Onde:

P = Passo;

m = Módulo.

P1,2 = 2 mm . 3,14

P1,2 = 6,28 mm

7. Espessura do dente:

E = 0,49 . P

Onde:

E = Espessura do dente;

P = Passo.

E1,2 = 0,49 . 6,28 mm

E1,2 = 3,07 mm

8. Vão do dente:

V = 0,51 . P

Onde:

V= Vão do dente;

P = Passo.

V1,2 = 0,51 . 6,28 mm

V1,2 = 3,21 mm

12

Dimensionamento das ECDR’s 3,4:

Onde:

ha3,4 = m = 2 mm

ha3,4 = 1,25 . m = 1,25 . 2 mm = 2,5 mm

1. Número de dentes:

Z =

Onde:

Z = Número de dentes;


m = Módulo.

Z3 =

Z3 = 20 dentes

Z4 =

Z4 = 80 dentes

2. Diâmetro externo:

De = D + (2 . ha)

13

Onde:

De = Diâmetro externo;


m = Módulo.

De3 = 40 mm + (2 . 2 mm)

De3 = 40mm + 4 mm

De3 = 44 mm

De4 = 160 mm + (2 . 2 mm)

De4 = 160 mm + 4 mm

De4 = 164 mm

3. Diâmetro interno:

Di = D – (2 . hd)

Onde:

Di = Diâmetro interno;


hd = Dedendum.

Di3 = 40 mm – (2 . 2,5 mm)

Di3 = 40 mm – 5 mm

Di3 = 35 mm

Di4 = 160 mm – (2 . 2,5 mm)

Di4 = 160 mm – 5 mm

Di4 = 155 mm

14

4. Altura do dente:

H = hd + ha

Onde:

H = Altura do dente;

hd = Dedendum;

ha = Adendum.

H3,4 = 2,50 mm + 2 mm

H3,4 = 4,50 mm

5. Largura do dente:

L = 6 . m

Onde:

L = Largura do dente;

m = Módulo.

L3,4 = 6 . 2 mm

L3,4 = 12,00 mm

6. Passo:

P = m . π

Onde:

P = Passo;

m = Módulo.

15

P3,4 = 2 mm . 3,14

P3,4 = 6,28 mm

7. Espessura do dente:

E = 0,49 . P

Onde:

E = Espessura do dente;

P = Passo.

E3,4 = 0,49 . 6,28 mm

E3,4 = 3,07 mm

8. Vão do dente:

V = 0,51 . P

Onde:

V = Vão do dente;

P = Passo.

V3,4 = 0,51 . 6,28 mm

V3,4 = 3,21 mm

16

7. SELEÇÃO DOS PRINCIPAIS MATERIAIS:

a) ABNT 1020

Aço ao carbono com baixo teor de carbono.

Justificativas técnicas:

Bom limite de resistência para as finalidades nas quais será empregado;

Baixa dureza;

Boa ductilidade;

Fácil soldabilidade.

Justificativa econômica:

Baixo custo para a obtenção e facilidade em gerar formatos bem como em

unir por soldagem.

b) ABNT 52100

Aço liga para beneficiamento com 1% Carbono, apresentando também

Cromo e Molibdênio.


Elevado limite de resistência após o beneficiamento;

Elevada dureza de resistência após o beneficiamento;

Excelente resistência ao desgaste;

17


Custo ajustado à elevada expectativa de vida útil que consegue propiciar a

um mancal de rolamento que irá operar 24 horas por dia.

c) FC 300

Ferro fundido cinzento com um limite de resistência de 300N/mm² e com

uma composição química na qual prevalecem Fe, C e Si.


Boa fluidez no molde de fundição;

Limite de resistência adequado com a sua utilização nesse projeto;

Bom nível de dureza;

Favorece a obtenção de formas e medidas por usinagem.


Viabiliza a fundição de peças pequenas com formatos simples ou

complexos em grandes quantidades por dia diminuindo a necessidade de

muitos processos de fabricação posteriores.

d) ABNT 4140

Aço liga para beneficiamento com baixo teor em liga (cromo e molibdênio)

e médio teor de carbono.


Elevado limite de resistência após o beneficiamento;

Elevada dureza após o beneficiamento;

Excelente resistência ao desgaste.

18


Custo ajustado à elevada expectativa de vida útil que consegue propiciar a

um eixo que irá operar 24 horas por dia.

e) ABNT 1030

Aço ao carbono com médio teor de carbono.


Utilizado em peças pequenas de moderada resistência;

Pouco mais resistente e duro que os aços com menor teor de carbono;

Favorece a obtenção de formatos diversos por usinagem.


Baixo custo para a obtenção.

f) ABNT 1040

Aço ao carbono com médio teor de carbono.


Bom limite de resistência para as finalidades nas quais será empregado;

Boa resposta à têmpera;

Boa usinabilidade;

Boa dureza após tratamento térmico.

19


Baixo Custo para a obtenção e ótimo aperfeiçoamento das propriedades

principais após um tratamento térmico.

g) Nylon 6.6

Plástico de engenharia obtido da poliamida 6.6, modificada, fabricada

através do processo de extrusão, sendo tratado termicamente, o que

possibilita uma estrutura cristalina, uniforme e livre de tensões internas.


Baixo peso específico (1,14g/cm³);

Alta resistência ao desgaste e à abrasão;

Ponto de fusão elevado;

Permite aditivação e tratamentos;

Excelente isolamento térmico e elétrico;

Boa resistência a agentes químicos;

Temperatura de trabalho – 30 a 110°C;

Tenacidade;

Facilidade de usinagem;

Excelente resistência ao desgaste.


Baixo custo para obtenção da matéria prima e facilidade em gerar formatos

com o material.

Engineering

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