Dilatação_Linear

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Técnico em Eletromecânica
	UNIDADE CURRICULAR – FUNDAMENTOS DE MECÂNCIA
SITUAÇÃO DE APRENDIZAGEM 2 – EVITANDO PROBLEMAS POR MEIO DE CONTROLE DE DADOS E REGISTROS
ATIVIDADE 1
Nome do aluno:
Turma:
Informações sobre o problema no rolamento do eixo do ventilador/circulador de ar no forno da Fixafort:
· forno tipo poço, utilizado para o tratamento de matéria-prima; 
· parte do eixo que fica dentro do forno é submetida à temperatura de 750˚C, por irradiação, a temperatura na área dos mancais chega a 150˚C; 
· na última desmontagem realizada para a substituição do rolamento, observou-se que ele apresentava desgaste acentuado nas pistas de rolamento. 
Hipóteses:
· alguém, durante a manutenção, substituiu ou trocou a posição das tampas dos mancais, reduzindo a folga entre a tampa e a face dos rolamentos, vindo a forçar os elementos rolantes dos rolamentos contra as pistas devido ao esforço axial provocado pela dilatação linear do eixo; ou
· o sistema de refrigeração do conjunto eixo e rolamentos está com algum problema. A tampa do mancal foi retirada para medição de folga e verificou-se que esta é de 1,5 mm. 
Considere que:
· O comprimento do eixo que fica alojado no interior do mancal é de 800,00 mm e o restante do comprimento do eixo fica alojado junto à hélice no interior do forno, 
· Quando o forno está desligado, a temperatura do eixo é de 25˚C e quando o forno é ligado, ao final da rampa de aquecimento, ele atinge a máxima temperatura que é de 750˚C. 
· O comprimento de 800,00 mm que suporta os rolamentos dentro do mancal, é exposto a uma temperatura de 150˚C, que é induzida por irradiação. 
· O eixo é fabricado em aço inoxidável refratário, seu diâmetro no alojamento dos rolamentos é de 80,00 mm e seu coeficiente de dilatação é de: ɑ = 0,000012/˚C. 
· A folga radial para um rolamento com diâmetro de furo igual a 80,00 mm é de 0,050 mm ou 50µ. 
Para realizar os cálculos, observe as imagens, a seguir, e as fórmulas a serem aplicadas. 
BATERIA DE FORNOS POÇO
EIXOS DE RECIRCULAÇÃO DE AR
Fórmulas para a realização dos cálculos necessários para a resolução do problema proposto.
Δl = l0 . ɑ . Δt
L = l0 + Δl
Δt = t final – t inicial, ou então Δt = 	 
t final = Δt + t inicial 
Δl = Dilatação linear do material à temperatura final;
Δt = Variação da temperatura;
l0 = Comprimento inicial do material à temperatura inicial;
ɑ = Coeficiente de dilatação linear, expresso em 1/˚C;
L = Comprimento final;
t inicial = Temperatura inicial; 
t final = Temperatura final.
Cálculo da variação da temperatura Δt.
Δt = t final – t inicial
Δt = 150 °C – 25 °C
Δt = 125° C
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Cálculo da dilatação linear do material à temperatura final Δl.
Δl = l0 . ɑ . Δt
Δl = 800,00 . 0,000012 . 125 °C
Δl = 1,20 mm.
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Cálculo da Comprimento final L.
L = l0 + Δl
L = 800,00 + 1,20 mm
L = 801,20 mm.
Cálculo da variação da temperatura Δt, que somada a t inicial causará a dilatação máxima.
Δt = 
Δt = 
 
Δt = 52,08° C
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Cálculo da Temperatura final que causará a dilatação máxima.
t final = Δt + t inicial 
t final = 52,08°C + 25°C
t final = 77,08°C
1) Identifique nos cálculos a folga ideal entre a tampa e a face do rolamento. Este é o motivo que está ocasionando o problema no rolamento? justifique sua resposta. 
2) Com base nos cálculos, indique e justifique a causa do problema e proponha ações para mitigá-lo