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projecto mecanico
Tipologia: Manuais, Projetos, Pesquisas
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Supervisores: Prof. Doutor Rui Vasco Sitoe Engº Mocomoque Domingo Júlio Engº Feliciano Vitória Augusto
Discente: Massango, Valter Uve Alexandre
Maputo, Junho 2012
Massango, Valter Uve Alexandre
Lista de figuras.......................................................................................................................... I
Lista de tabelas......................................................................................................................... II
Projecto de accionamento de um transportador suspenso
Projecto de accionamento de um transportador suspenso
Projecto de accionamento de um transportador suspenso
Projecto de accionamento de um transportador suspenso
Lista de figuras e abreviaturas
Símbolo Significado
das tensões F^ Tensão de flexão
Ht^ Força tangencial específica
bwbw^ Largura da do dente da roda dentada D 0 Circunferência divisora da roda motriz Fr^ Carga^ de ruptura da cadeia Ft^ Força tangencial Funiao^ Força na união F 1 e F 2 Forças nos ramos tenso e frouxo da cadeia transportadora, respectivamente HB^ Unidade de dureza Brinell Kano^ Coeficiente de utilização durante o ano Kd^ Coeficiente auxiliar que considera o tipo de dentes da transmissão Kdia^ Coeficiente de utilização durante o dia
Projecto de accionamento de um transportador suspenso
KF ^ Coeficiente que leva em conta a distribuição de carga entre os dentes KF ^ Coeficiente de distribuição de carga pela largura da coroa dentada KFv^ Coeficiente que leva em conta a carga dinâmica KH 0 Número básico de ciclos de variação das tensões correspondente ao limite de fadiga KHL^ Coeficiente de longevidade KH ^ Coeficiente que leva em conta a distribuição de carga entre os pares de dentes em engrenamento simultâneo KH ^ Coeficiente que leva em conta a irregularidade da distribuição da carga pela largura da coroa dentada ou ao longo da largura do dente KHv^ Coeficiente que leva em conta a carga dinâmica que surge no engrenamento KFg^ Coeficiente que leva em conta a influência da rectificação KFc^ Coeficiente que toma em conta a reversibilidade do sentido de aplicação de carga sobre os dentes KFL^ Coeficiente de longevidade KL^ Coeficiente que leva em conta a lubrificação da transmissão L^ Número de anos de trabalho do mecanismo m Modulo NH 0 Número básico de ciclos de variação das tensões correspondente ao limite de fadiga NHE^ Número equivalente de ciclos de variação das tensões P^ Potência do motor SH^ Coeficiente de segurança que considera o tipo de tratamento térmico dos materiais da transmissão S max , S min^ São as forças de tensão máxima e mínima da cadeia respectivamente
T^ Torque t ^ Tempo de trabalho do mecanismo durante todo o período de vida
u Relação de transmissão v Velocidade
Projecto de accionamento de um transportador suspenso
Massango, Valter Uve Alexandre 1
Enunciado
Figura 1, Esquema cinemático
Legenda
Projecto de accionamento de um transportador suspenso
Massango, Valter Uve Alexandre 2
Dados de partida Ft F 1 F 2 7 kN , Força tangencial sobre a roda estrelada; F 2 (^) 0 , 12 F 1 ; F 1 eF 2 , Tensões nos ramos tensos e frouxo da cadeia do transportador, respectivamente; v 0 , 3 m / s ;
O tempo de vida é de 10 anos e o gráfico de regime de carregamento é 4; O coeficiente de utilização durante o dia é kdia 0 , 33 ;
T^1
t t
T
Figura 2, ciclograma de carregamento
kano numero _^ de _ dias _ de 365 _ trabalho _ por _ ano 365250 0 , 68
t (^) 365 24 Kdia Kano L (1) t (^) 365 24 Kdia Kano L 365 24 0 , 33 0 , 68 4 7862 , 98 horas
Projecto de accionamento de um transportador suspenso
Massango, Valter Uve Alexandre 4
2 Cálculo cinemático e escolha do motor eléctrico O cálculo cinemático é feito de modo a conhecer a potência que o motor deve ter para que o mecanismo funcione, este cálculo inicia se com a determinação da potência necessária para o accionamento do veio executivo, dai faz se cálculos segundo os rendimentos e as relações de transmissão das várias transmissões até se determinar a frequência de rotação do veio de entrada (ou do motor) do accionamento. Para o calculo cinemático será feito guiando se em [1].
P Ks Ft v (5.1) Onde: Ks , é o coeficiente de segurança da potência que varia de ( 1 , 0 1 , 2 ) segundo [1]. Ft , é a força tangencial (é dado no enunciado); v , é a velocidade da cadeia é dado no enunciado); P 1 , 2 7 0 , 3 2 , 52 kW
2.2 Escolha de alguns parâmetros da cadeia Para transportadores suspensos o passo da cadeia t , pode ser 80; 100 e 160mm, segundo [1], Para este trabalho será escolhido o passo t 100 mm. Também para transportadores suspensos segundo [1] o numero de dentes (^) z da roda estrelada motriz varia de ( 8 12 ) e ira se escolher
A escolha da cadeia feita segundo a carga de ruptura Fr e calcula se pela fórmula: Fr S max Ks Cir (5.2) Onde: S max, é o esforço máximo na cadeia que corresponde a força máxima neste caso S (^) max F 1 (é dado no enunciado); Ks ,é o coeficiente de segurança, será tomado Ks 10 Cir , é o coeficiente de irregularidade de distribuição de carga entre cadeias, para o
presente trabalho tem se apenas uma cadeia então, Cir 1
Projecto de accionamento de um transportador suspenso
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1 2
t
1 1
2 1
7 0 , 12
F kN
F kN
0 , 95
2
1
Fr 7 , 95 10 1 79 , 5 kN
Da tabela 3 de [1], segundo o passo e a força de ruptura calculada escolhe se a cadeia do tipo M80-3-100.
2.3 Determinação do diâmetro da circunferência divisora da roda motriz D 0
sen z
D t 0 1800 (5.3)
Onde: (^) t , é o passo da roda; z^ , é o numero de dentes da roda; mm sen
2.4 Determinação da frequência de rotação do veio motor do transportador nre
0
n v re (^)
Onde: v é velocidade da cadeia ( v 0 , 3 m / s , é dado no enunciado); D 0 , é o diâmetro divisor da roda anteriormente calculado;
nre 360000 , 14 386 ^0 , 37 ,^3 14 , 84 rpm
Projecto de accionamento de um transportador suspenso
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Variante Designação do Motor
Potência nominal Nme
Frequência de rotação Síncrona n sin c Assíncrona n ou nme 1 4A90L2Y3 3,0 3000 2840 2 4A100S4Y3 3,0 1500 1435 3 4A112MA6Y3 3,0 1000 955 4 4A112MB8Y3 3,0 7500 700
2.7.1 Cálculo da relação de transmissão para cada variante, ugi
t gi i n u n (5.7)
Onde: ni , é a frequência de rotação de para cada variante de motor; nt , é a frequência de rotação do veio da roda estrelada motriz calculada pela equação (5.4)
ug 1 142840 , 84 191 , 37 ug 2 141435 , 84 96 , 70
ug 3 14955 , 84 64 , 35 ug 4 14700 , 84 47 , 17
Como a relação de transmissão deve ser normalizada, os valores referentes a relações de transmissão do redutor e da transmissão cónica serão consultados na tabela 13 de [1]
Tabela 2, primeira tentativa
Designação
Variante 1 2 3 4 Relação de transmissão - Geral (^) 191,37 96,70 64,35 47, Relação de transmissão - Redutor 16 16 16 16 Relação de transmissão de engrenagem cónica
Projecto de accionamento de um transportador suspenso
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Na primeira tentativa escolhe se a relação de transmissão de 16 sendo o que corresponde uma relação de transmissão de 4 por cada escalão. Assim verifica-se que apenas a primeira variante de motor é que fica fora de hipótese por se ter uma relação de transmissão maior que 8 para a transmissão cónica aberta, com as variantes 3 e se 4 tem menor dimensão da transmissão cónica mas por serem um motores lentos (que é carro e volumoso) melhor seria o motor 2. Na segunda tentativa ira se aumentar o valor da relação de transmissão do redutor para conseguir se a diminuição da relação de transmissão da transmissão cónica.
Figura 3, segunda tentativa
Designação
Variante 1 2 3 4 Relação de transmissão - Geral 191,37 96,70 64,35 47, Relação de transmissão - Redutor 20 20 20 20 Relação de transmissão de engrenagem cónica
Na segunda tentativa com aumento da relação de transmissão para 20 (isto significa que o redutor aumenta as dimensões em 25%) sendo ua 4 e ub 5 , o motor da primeira variante
continua fora da hipótese, e para o motor da segunda variante tem se 4,84 (uma diminuição de dimensões em 30 %). Avaliando os valores nota se a diminuição da relação de transmissão da transmissão cónica não foi satisfatório pelo contrario o redutor teria um aumento muito acentuado das suas dimensões, dai que escolhe se o motor 4A100S4Y3 com as relações de transmissão da primeira tentativa.
2.8 Determinação dos parâmetros cinemáticos de cada veio Para a determinação dos parâmetros de cada veio temos que ter em conta os seguintes dados: Motor: 4A100S4Y nass 1435rpm Pme 3 kW
