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1 Pontifícia Universidade Católica MG Prof Vicente Daniel Acoplamento mecânico – Seleção e dimensionamento Componentes usados para interligar máquinas rotativas. Transmitem rotação e torque, ou seja POTÊNCIA – capacidade de realização de trabalho. Existem vários fabricantes no mercado. O correto em projetos é especificar acoplamento comercial e não dimensionar e desenhar. O desenho se restringe a dimensões do furo e rasgo de chaveta adequando-o a determinada aplicação. Abaixo exemplos de aplicação Motor elétrico acionando redutor de engrenagens pode ser para transportador, guincho etc. Acoplamento entre bomba e motor elétrico Os acoplamentos são tipo rígido ou flexível 2 Essa figura mostra os 2 primeiros flexíveis e os 2 na linha de baixo rígidos Outros tipos de acoplamentos flexíveis Outros tipos de acoplamentos rígidos Existem também acoplamentos de outros tipos com aplicações restritas 3 Acoplamento hidráulico – altas potências – partida com alta carga. Típico para transportadores longos carregados Juntas cardans Acoplamentos magnéticos – Perdem a capacidade com o tempo e exigem muita precisão pois não tem contato. Critério de seleção Tipo Flexível – usado em motores elétricos devido carga pulsante e outras aplicações comvibração, rotações médias e altas. Geralmente lado do acionamento. Rígido – manter sincronismo. Rotações médias para baixas. Geralmente lado da máquina. 4 Torque nominal O mesmo acoplamento pode ter várias aplicações. Os equipamentos apresentam oscilações de torques em ciclos, aplicação severa com mesma potência requerem componente mais robusto. O torque catalogado para seleção é ampliado por Fator de Serviço FS Obtido em tabelas de fabricantes Medidas dos furos O acoplamento tem uma faixa de dimensões a queo os furos podem ser usinados para encaixe nos eixos Ao selecionar, confirmar se poderá ser usinado para as respectivas sedes. O catálogo mostra dimensões mínimas e máximas do furo Tensão na chaveta dentro de valor admissível Para aço SAE-1045 Sad = 150 Mpa Comprimento mínimo L = 4 . Mt / ( d . h . Sad) Mt Nm sem ampliação . d diâmetro do eixo em metros 5 . h altura da chaveta em metros Sad é a tensão admissível em Pa ( N / m2) Rotação limite. Alguns casos, pode ser restritivo. O catálogo informa. Grau de balanceamento Quando for especificado. Acoplamento para motor elétrico é selecionado de tabela de fabricante. Exemplo abaixo da Vulcan ( Pti ) 6 Exercício 1 Um guincho opera com motor 15 CV, 1750 rpm, eixo ø 38 x 80 mm. Redutor com eixo de entrada ø 42mm, saída ø 85mm 75 rpm. Especifique o acoplamento para entrada do redutor (montado no motor) e saída do redutor entre redutor e guincho Redutor com eixo saída ø 85 mm onde instala acoplamento Solução Acoplamento entrada Lê-se na tabela para motor 15 C e 1800 rpm acoplamento Vulcan Normex tamanho 97 mm No catálogo encontramos furo até 45 mm logo atende inclusive o redutor que tem eixo ø 42 mm Acoplamento de saída - Tipo rígido - Está no lado da máquina e é baixa rotação. Não pode oscilar e vibrar movimento de subida da carga. - Torque nominal . Tendo potência 15 CV e 75 rpm Torque T = 7026 . 15 / 75 = 1405 Nm - Fator de serviço Tabela Falk tem-se FS = 1,75 - Torque requerido 1405 . 1,75 = 2459 Nm = 251 kgf.m Catálogo Falk tipo G tem-se acoplamento 1025 G Dados: Torque 7470 Nm Furo máximo 98 mm Comprimento de cada flange 71,6 mm Chaveta altura 14 mm Comprimento mínimo L = 4 . 1405 / ( 0,085 . 0,014 . 150x10^6) = 31,5 mm Pontifícia Universidade Católica MG Prof Vicente Daniel 7 Chavetas – dimensionamento. A tensão de compressão é a crítica pois trabalha a metade da altura no eixo e a outra metade da altura no cubo no outro lado. σcp = Força / Área Aqui o torque é nominal. O fator de segurança já está na tensão admissível da chaveta 8 9 Exercício 2 – Elaborar esboços dos flanges indicando dimensões e rasgo de chaveta para o exercício 1 aula anterior. Determinar as tensões efetivas de compressão nas chavetas Um guincho opera com motor 15 CV, 1750 rpm, eixo ø 38 x 80 mm. Redutor com eixo de entrada ø 42mm, saída ø 85mm 75 rpm. Especifique o acoplamento para entrada do redutor (montado no motor) e saída do redutor entre redutor e guincho Redutor com eixo saída ø 85 mm onde instala acoplamento Solução Acoplamento entrada Lê-se na tabela para motor 15 CV e 1800 rpm acoplamento Vulcan Normex tamanho 97 mm No catálogo encontramos furo até 45 mm logo atende inclusive o redutor que tem eixo ø 42 mm Catálogo do fabricante com os dados técnicos. 10 Tensão de compressão na chaveta Scp = 4 Mt / ( L.d.h) Motor 15 Cv e 1759 rpm tem-se torque Mt = 7026 . 15 / 1750 = 60,22 Nm Chaveta para sede ø 38 a largura é 10 e altura 8 mm Scp = 4 . 60,22 / ( 0,05 . 0,038 . 0,008 ) = 15,8 Mpa Para redutor sede ø 42mm chaveta largura 12 mm altura 8 mm Scp = 4 . 60,22 / ( 0,05 . 0,042 . 0,008 ) = 14,34 Mpa Acoplamento de saída Selecionado fabricação Falk tipo G com dentes de engrenagens tamanho 1025 G Dados: Torque 7470 Nm; Furo máximo 98 mm Comprimento de cada flange 70,6 mm Chaveta altura 14 mm Comprimento mínimo calculado L = 4 . 1405 / ( 0,085 . 0,014 . 150x10^6) = 31,5 mm Esboço 11 Tensão de compressão Scp = 4 Mt / ( L.d.h) Potência 15 CV com 75 rpm o torque é Mt = 7026 . 15 / 75 = 1405 Nm Chaveta 22 x 14 mm Scp = 4 . 1405 / ( 0,0716 . 0,085 . 0,014 ) = 65,97 Mpa Vou gravar Áudio e postar novamente. A PUC não soube dizer se esse recurso está no CANVAS.