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UNIVERSIDADE EDUARDO MONDLANE
Faculdade de Engenharia
Departamento de Engenharia Mecânica
Disciplina: Projecto Mecânico
Tema :
Projecto de accionamento do guindaste
Discente: Matumbela , Ofélia Orlando Docentes: Prof. Dr. Eng° Rui Vasco Sitoe Engº. Feliciano Victoria Augusto Engº. Mocomoque Domingos Júlio
Maputo, Março de 2012
INDICE
1 LISTA DE TABELAS................................................................................................ 4
3 LISTA DE FIGURAS................................................................................................ 6
4 LISTA DE SÍMBOLOS............................................................................................. 7
6 1. INTRODUCAO..................................................................................................... 1
Projecto do accionamento do guindaste 1
8 O accionamento é projectado para elevação de carga, em terminais de cargas, transporte
11.2 4.2. DETERMINACAO DA POTENCIA DO VEIO DO ORGAO EXECUTIVO EM kW
LISTA DE TABELAS
Figura 21. Deslocamentos e deflexoes no plano XOZ do veio de entrada do redutor 49 Figura 22. Deslocamentos e deflexoes no plano YOZ do veio de entrada do redutor 50 Figura 23. Deslocamentos e deflexoes no plano XOZ do veio de saida do redutor 51 Figura 24. Deslocamentos e deflexoes no plano YOZ do veio de saida do redutor 52 Figura 25. Dimensoes da chaveta prismatica 57
LISTA DE SÍMBOLOS
- Força de deslocamento do mecanismo do guindaste
- Velocidade de deslocamento do mecanismo do guindaste
- Coeficiente de segurança da potência
- Relação de transmissão global
- Coeficiente de utilização durante o dia
- Coeficiente de utilização durante o ano
- Tempo de trabalho do mecanismo
- Rendimento global do accionamento
- Potência calculada para escolha do motor eléctrico
- Relação de transmissão
- Módulo tangencial dos dentes
- Módulo normal dos dentes
- Diâmetro primitivo ou de trabalho do pinhão
- Diâmetro primitivo ou de trabalho da roda movida
- Número de dentes do pinhão
- Número de dentes da roda movida
- Distância interaxial
- Diâmetro externo ou da cabeça do dente
- Diâmetro interno ou do pé do dente
- Diâmetro do círculo de base
- Passo tangencial
- Passo normal
- Tensão de contacto admissível 7 | Page
- Tensão de flexão admissível
- Tensão de contacto máxima
- Tensão de contacto máxima admissível
- Limite de fadiga por contacto das superfícies dos dentes
- Limite de fadiga dos dentes à flexão
- Coeficiente que leva em conta a influência da rectificação da superfície de transição dos pés dos dentes
- Coeficiente que leva em conta a influência do endurecimento por deformação ou tratamento electroquímico da superfície de transição dos pés dos dentes
- Coeficiente que toma em conta a influência da reversibilidade do sentido de aplicação da carga sobre os dentes
- Coeficiente que leva em conta a rugosidade das superfícies dos dentes conjugados
- Coeficiente que leva em conta a velocidade circular ou tangencial
- Coeficiente que leva em conta a lubrificação
- Coeficiente que leva em conta as dimensões da roda dentada
- Coeficiente de segurança
- Coeficiente auxiliar
- Coeficiente de largura da roda dentada relativamente ao diâmetro da roda
- Coeficiente de longevidade
- Coeficiente que leva em conta a irregularidade de distribuição de carga pela largura ao longo do comprimento do dente
- Coeficiente que leva em conta as dimensões da roda dentada
- Coeficiente de segurança
- Frequências de rotação do pinhão e da roda movida respectivamente
- Número equivalente de variação de tensões F 02 0 - Número total de ciclos de variação das tensões
- Número básico de variações das tensões
- Número equivalente de ciclos de variação das tensões
- Coeficiente que leva em conta a sobreposição dos dentes
- Coeficiente que leva em conta a inclinação dos dentes
- Coeficiente que leva em conta a rugosidade da superfície de transição dos pés dos dentes
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1. INTRODUCAO
O Projecto Mecânico é uma disciplina curricular do ramo de Construção de Máquinas que tem como objectivo consolidar os conhecimentos adquiridos nas disciplinas precedentes que são Órgãos de Máquinas I e II, segundo o plano de estudo em vigor no Departamento de Engenharia Mecânica da Faculdade de Engenharia da Universidade Eduardo Mondlane.
Objectivo geral e consolidar conhecimentos obtidos nas disciplinas precedentes.
Objectivo especifico é projectar o accionamento de um Guindaste, escolher o respectivo motor eléctrico, tendo como dados de partida a Força de deslocamento, a velocidade do órgão exectivo, o diametro e a longevidade.
2. CAMPO DE USO
O accionamento é projectado para elevação de carga, em terminais de cargas, transporte de cargas pesadas na contrução civil.
3. ENUNCIADO DA TAREFA TÉCNICA
Projecto do accionamento dum guindaste com motor eléctrico
Esquema cinemático
Figura Mecanismo de accionamento dum guindaste Legenda
- (^) Motor eléctrico;
- União elástica de cavilha;
- Redutor cilíndrico;
- Transmissão por engrenagens cilíndricas abertas;
- Carril;
- (^) Roda; I...IV: Veios Tabela Dados da tarefa técnica
Dados F [kN] v[m/s] D[mm] Turno L[anos] gráfico 2,2 0,8 250 2 10 1
Ciclograma de carregamento
4. CÁLCULO CINEMÁTICO DO ACCIONAMENTO DE UM GUINDASTE E
ESCOLHA DO MOTOR ELÉTRICO
4.1. CALCULO DA FREQUENCIA DE ROTACAO DO VEIO DO ORGAO EXECUTIVO
4.2. DETERMINACAO DA POTENCIA DO VEIO DO ORGAO EXECUTIVO EM kW
Onde
4.3. DETERMINACAO DO RENDIMENTO GERAL DO ACCIONAMENTO
4.5. ESCOLHA DOS PARÂMETROS DO MOTOR ELÉCTRICO
Escolhe-se o motor para o accionamento tendo em conta a potência necessária para o motor eléctrico (Tabelas 8, Guia para o Cálculo Cinemático de Accionamentos). Neste caso escolhe-se o motor com a potência de 3 kW, dado ser este motor o que tem a potência mais próxima de 2, KW.
Tabela Características dos motores eléctricos
Variante Designação do motor (^) potência nominal N (^) me [kW]
Frequência de rotação Síncrona nsinc [rpm]
Assíncrona n [rpm] 1 4A90L2Y3 3 3000 2840 2 4A100S4Y3 3 1500 1435 3 4A112MA6Y3 3 1000 955 4 4A112MB8Y3 3 750 700
4.6. CÁLCULO DA RELAÇÃO DE TRANSMISSÃO GERAL
A relação de transmissão geral, é determinada como sendo a relação entre a frequência de rotação do veio do motor eléctrico e do veio do orgão executivo.
Donde, para cada motor seleccionado determina-se:
De acordo com as tabelas 11, 12 e 13 das recomendações [1], faz – se a partição da relação de transmissão global pelas transmissões que constituem o accionamento. A relação de transmissão para transmissão por engrenagens abertas varia de (3)4...8 e para um redutor cilíndrico de um escalão varia 2,5...5(6,3).
1ª opção Tabela Partição da relação de transmissão
Designação Variante 1 2 3 4 Relação de transmissão geral 46,47 23,48 15,63 11, Relação de transmissão- redutor 5 5 5 5 Relação de transmissão- T. Eng.cil abertas 9,29 4,7 3,13 2,
2ª opção Tabela Partição da relação de transmissão
Designação Variante 1 2 3 4 Relação de transmissão geral 46,47 23,48 15,63 11, Relação de transmissão- redutor 4 4 4 4 Relação de transmissão- T. Eng.cil abertas 11,62 4,87 3,91 2,
Na primeira opção exclui-se as vaiantes 1,3, e 4 porque a relação de transmissão da engrenagem aberta esta fora do intervalo recomendado. Na segunda opção exclui-se igualmente as variantes 1,e 4. Dentre as 3 variantes destacadas a ideal seria a 3 a^ da segunda opção por ser lento e possuir relação de transmissão do redutor menor, mas a da transmissão aberta e critica. Apesa do redutor ligar directamente ao motor electrico opta-se 2 a^ variante da 1^ a^ opção, com motor barato, pequeno, pequeno torque, permite instalação compacta, mesmo sendo este rápido. Nota-se que o redutor será um pouco mais caro que a transmissão aberta,por possuir dimensões maiores. Assim escolhe-se o motor 4A100S4Y3 com:
As características do motor eléctrico são:
4.7. CÁLCULO DAS FREQUÊNCIAS DE ROTAÇÃO DOS VEIOS
4.9.2. Veio da entrada do redutor
4.9.3. Veio de saída do redutor
4.9.4. Veio do órgão executivo
Tabela Resultados do cálculo cinemático do accionamento:
Tipo de motor:4A100S4Y3 potência: 3,0kW Frequência nominal: 1435rpm Parâmetro Veio Fórmula Valores Potência N em Kw
- Motor eléctrico 2, 2.Entrada do redutor 2, 3.Saida do redutor 2,
- Coluna giratória 2,
Frequência de rotação n, em rpm
- Motor eléctrico 1435 2.Entrada do redutor 1435 3.Saida do redutor 287
- Coluna giratória 61, Momento torsor T em N.m
- Motor eléctrico 15, 2.Entrada do redutor 15, 3.Saida do redutor 76,
- Coluna giratória 329,
5. CÁLCULO PROJECTIVO DE ENGRENAGENS
5.1. CALCULO DO PROJECTO DAS ENGRENAGENS CILINDRICAS DE DENTES
HELICOIDAIS
Dados
Figura Transmissão cilíndrica com dentes helicoidais do redutor
Coeficiente de utilização durante o dia
Cálculo do número equivalente dos ciclos das tensões
Coeficiente de longevidade para carga variavel é dado por:
e segundo recomendações não deve ser menor que 1, por isso adopta-se
Determinação as tensões de contacto
5.1.3. Determinação do valor de orientação do diâmetro do círculo primitivo
Da tabela 19 escolhe-se para veios rígidos.
Tem-se que e dado por:
Da tabela 20 escolhe-se , e pela recomendação toma-se o coeficiente de sobreposição axial
Determina-se o ângulo de inclinação dos dentes
O número de dentes do pinhão
Toma-se , precisa-se o ângulo de inclinação dos dentes
Determina-se o número de dentes da roda dentada movida
Precisam-se os diâmetros dos círculos primitivos seja
