AVA UNIDADE 4

Prévia do material em texto

UNIDADE 4
As correias são elementos elásticos ou flexíveis utilizados em sistemas de transporte e na transmissão de potência sobre distâncias comparativamente grandes. Em muitos casos, o uso de correias simplifica o projeto de uma máquina e reduz muito o custo.
Três tipos de correias são aplicados em sistemas de transporte e transmissão de potência. Escolha a alternativa que apresenta esses tipos de correia.
Escolha uma:
a. Correia chata, robusta e circular.
b. Correia plana, redonda e em V. 
c. Correia redonda, chata e circular.
d. Correia plana, redonda e abaulada.
e. Correia em V, triangular e quadrada.
Em uma transmissão por correia plana ou redonda, existe um lado em que a correia tem tração e chamamos de lado tenso e do outro lado chamamos de bambo, onde temos uma tensão menor do que do lado tenso. A figura a seguir nos apresenta como visualizar o lado tenso e o lado bambo. 
Figura – Lado tenso e lado bambo de uma correia plana ou redonda.
Fonte: Elaborado pelo autor.
Como podemos determinar o lado que será tenso e o lado que será bambo? Assinale a alternativa correta.
Escolha uma:
a. Através do sentido de giro da polia movida.
b. Através do nível de rotação.
c. Através do sentido de giro da polia motora. 
d. Através do tipo de correia.
e. Através do nível de ruído apresentado durante o funcionamento.
As correias em V, se caracterizam pelo seu perfil ser trapezoidal e pelo contato da correia com a polia acontecer somente nas laterais. A figura a seguir nos apresenta uma correia em V montada em um canal da polia.
Figura – Correia em V, montada na respectiva polia de canal único.
Fonte: JUVINALL, Robert C., MARSHEK Kurt M.; Fundamentos do projeto de componentes de máquinas. 5ª ed. Rio de Janeiro: LTC, p.475, 2016. Adaptado pelo autor.
Considere as seguintes sentenças e analise quais são verdadeiras (V) ou falsas (F).
I) As correias em V têm dois lados de contato com a polia através de um canal
II) A polia para correias em V, somente podem ser construídas com um único canal
III) As correias em V têm os dois lados tensos.
Assinale a alternativa que apresenta o julgamento correto das sentenças.
Escolha uma:
a. F-F-V.
b. V-V-V.
c. V-F-F. 
d. F-V-V.
e. V-V-F.
A figura (a), nos mostra uma montagem convencional, na qual a polia motora determina o sentido de giro da polia movida com o mesmo sentido, e a figura (b) nos apresenta com a reversão do sentido de giro, ou seja, a polia movida tem sentido contrário ao sentido da polia motora.
Figura – Transmissão por correia plana ou redonda com e sem reversão.
Fonte: BUDYNAS, Richard G.; NISBETT, J.Keith; Elementos de máquinas de Shigley. Porto Alegre: AMGH, p.864, 2016. Adaptado pelo autor.
Considere as seguintes sentenças e julgue-as verdadeiras (V) ou falsas (F).
I) Em uma montagem convencional, temos sempre um lado tenso e ou outro lado bambo.
II) Na montagem cruzada representada pela figura (b), temos velocidades iguais na polia motora e na polia movida.
III) A correia na disposição de montagem cruzada, tem o mesmo perímetro quando temos a disposição de montagem aberta.
Escolha uma:
a. F-V-V.
b. F-F-F.
c. V-V-F.
d. V-V-V.
e. V-F-F. 
As correias em V, se caracterizam pelo seu perfil ser trapezoidal e o contato da correia com a polia acontece somente nas laterais. A figura a seguir, nos apresenta uma correia em V montada em um canal da polia.
Figura – Correia em V, montada na respectiva polia de canal único.
Fonte: JUVINALL, Robert C., MARSHEK Kurt M.; Fundamentos do projeto de componentes de máquinas. 5ª ed. Rio de Janeiro: LTC, p.475, 2016. Adaptado pelo autor.
Porque em correias em V, o apoio da correia na polia é somente nas laterais? Assinale a alternativa correta.
Escolha uma:
a. Caso ocorra o apoio no fundo do canal teremos maior velocidade do que a calculada
b. O apoio no fundo do canal vai provocar folga nas laterais e prejudicar a condição de atrito mínima
c. O apoio no fundo do canal diminui o desgaste da correia por maior atrito
d. Caso ocorra o apoio no fundo do canal a correia terá uma área e contato maior com a polia e isto vai aumentar o desgaste e diminuir a vida útil do conjunto. 
e. O apoio no fundo do canal não altera nenhuma propriedade da transmissão
A carga de tração inicial () é muito importante para o funcionamento de uma transmissão por correia e normalmente desenvolvemos mecanismos para garantir esta carga inicial, para acomodar também o estiramento temporário ou permanente da correia. Na prática é muito conhecido como polia esticadora ou de tracionamento. A figura a seguir, nos apresenta uma solução para adicionarmos esta polia esticadora.
Figura – Polia esticadora intermediária
Fonte: BUDYNAS, Richard G.; NISBETT, J.Keith; Elementos de máquinas de Shigley. Porto Alegre: AMGH, p.876, 2016. Adaptado pelo autor.
A partir do texto, avalie as asserções a seguir e a relação proposta entre elas.
I) A polia esticadora pode ser colocada nos lados da correia, ou seja, no lado tenso ou no lado bambo
PORQUE
II) A curva que temos do lado bambo, se aproxima de uma curva catenária, e assim a polia esticadora deve ser colocada somente deste lado. 
A respeito dessas asserções, assinale a opção correta.
Escolha uma:
a. As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a asserção II não é uma justificativa correta da asserção I.
b. As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a asserção II é uma justificativa correta da asserção I.
c. As asserções I e II são proposições falsas.
d. A asserção I é uma proposição verdadeira, e a asserção II é uma proposição falsa.
e. A asserção I é uma proposição falsa, e a asserção II é uma proposição verdadeira. 
Existe um elemento mecânico que é construído com uma a doze camadas de arames curvados em forma de hélice enrolados em torno de um mandril de arame, alternando a direção da hélice a cada camada sucessiva. A direção de torção é determinada pela direção do arame curvado em hélice em camada mais externa.
Qual é o elemento mecânico que estamos descrevendo no texto-base? Escolha a alternativa correta.
Escolha uma:
a. Correia tipo V.
b. Eixo flexível. 
c. Cabo de aço.
d. Correia Sincronizadora.
e. Corrente de Roletes.
O cabo de aço pode ser danificado em função da carga, da velocidade, e do ambiente, bem como pelo tipo, tamanho, tipo de construção e material selecionado para o cabo. O cabo de aço é fabricado torcendo em forma de hélice vários arames juntos para formar o que chamamos de perna, e depois torcendo várias pernas juntas para se formar o cabo.
Avaliando a descrição de um cabo de aço apresentada no texto-base, qual é a diferença principal entre um cabo de aço e um eixo flexível? Assinale a alternativa correta.
Escolha uma:
a. A existência do mandril de arame no cabo de aço.
b. A existência de fios de nylon no eixo flexível.
c. A existência de arame de diferentes diâmetros no cabo de aço.
d. A existência do mandril de arame no eixo flexível. 
e. A existência de borracha na composição do cabo de aço.
As correias de sincronização têm como característica principal a transmissão de potência a uma razão de velocidade angular quase constante. A correia sincronizadora é fabricada normalmente com um tecido emborrachado revestido de outro tecido com nylon e fios de aço. Outra característica de destaque é que a mesma possui dentes que se encaixam nas ranhuras das polias, e isto é o que nos garante a velocidade angular constante.
Apesar das correias sincronizadoras possuírem dentes e ranhuras na polia, temos sempre que considerar que a velocidade não é sempre constante durante a aplicação de carga. Porque? Assinale a alternativa correta.
Escolha uma:
a. Porque temos a correia apresenta deformações plásticas.
b. Porque temos uma variação no comprimento da correia em função da deformação dos materiais durante o uso. 
c. Porque temos uma variação de rotação na roda dentada menor.
d. Porque temos vibrações no sistema causando ruídos.
e. Porque temos uma variação de rotação na roda dentada maior.
Ascorreias de sincronização estão se tornando cada vez mais utilizadas na indústria, e sua característica principal é a transmissão de potência a uma razão de velocidade angular constante. A correia sincronizadora é fabricada normalmente com um tecido emborrachado revestido de outro tecido com nylon e fios de aço. Outra característica de destaque é que a mesma possui dentes que se encaixam nas ranhuras das rodas dentadas, e isto é o que nos garante a velocidade angular constante. A figura, nos apresenta um conjunto de roda dentada e correia sincronizadora.
Figura – Roda dentada e correia sincronizadora.
Fonte: BUDYNAS, Richard G.; NISBETT, J.Keith; Elementos de máquinas de Shigley. Porto Alegre: AMGH, p.892, 2016.
Sobre o texto-base, considere as seguintes sentenças e julgue-as verdadeiras (V) ou falsas (F).
I) Apesar de termos os dentes na correia e as ranhuras na polia, ainda assim a transmissão da velocidade angular não tem 100% de precisão.
II) As correias sincronizadoras precisam de lubrificação esporadicamente, em função dos dentes e ranhuras.
III) As correias sincronizadoras são muito mais silenciosas quando comparamos com as correntes de roletes.
Com base na sequência de valores lógicos V e F das afirmações anteriores, marque a alternativa que contém a ordem correta.
Escolha uma:
a. F-V-V.
b. V-V-V.
c. V-F-V. 
d. V-F-F.
e. F-F-F.
O cabo de aço pode ser danificado em função da carga, da velocidade, e do ambiente, bem como pelo tipo, tamanho, tipo de construção e material selecionado para o cabo. O cabo de aço é fabricado torcendo em forma de hélice vários arames juntos para formar o que chamamos de perna, e depois torcendo várias pernas juntas para se formar o cabo.
A partir do texto, avalie as asserções a seguir e a relação proposta entre elas.
I. A fabricação do cabo de aço é feita a partir de vários arames de diâmetros diferentes ajudando assim no processo de torção do cabo, 
POIS
II. O cabo de aço é flexível e pode ser enrolado em tambores ou polias. 
A respeito dessas asserções, assinale a alternativa que apresenta o julgamento correto das mesmas.
Escolha uma:
a. As asserções I e II são proposições falsas.
b. A asserção I é uma proposição verdadeira, e a asserção II é uma proposição falsa.
c. As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a asserção II não é uma justificativa correta da asserção I.
d. As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a asserção II é uma justificativa correta da asserção I.
e. A asserção I é uma proposição falsa, e a asserção II é uma proposição verdadeira. 
Uma das formas de dimensionarmos as correntes de roletes é através da determinação da potência nominal. A Chains for Power Transmission and Materials Handling (1982), estabelece para uma única fileira de corrente de roletes, as seguintes equações:
Onde:  potência nominal limitada pela placa de elo em kW;  potência nominal limitada pelo rolete em kW;  número de dentes na roda dentada menor;  velocidade da roda dentada menor em rev/min, p = passo da corrente em mm;  usamos o valor de 29 para correntes número 25 e 35, 3,4 para corrente 41, e 17 paras correntes de 40 a 240. (Obs.: os números referenciados são baseados na norma AISI B29.1.1975.).
Avaliando as potências nominais , com a roda dentada com menos de 21 dentes , uma rotação de 1000 rev/min e  . A partir de qual tamanho de passo da corrente teremos  ?
Escolha uma:
a. Igual ou maior que 25 mm. 
b. Igual ou maior que 21 mm.
c. Igual ou maior que 22 mm.
d. Igual ou maior que 23 mm.
e. Igual ou maior que 24 mm.
Chamamos de velocidade crítica de um eixo quando este se torna instável em certas velocidades, com aumento de sua deflexão, causando grandes vibrações.
O eixo tem uma velocidade crítica por causa de sua própria massa. Os acessórios fixados a um eixo têm velocidade critica muito menor do que a velocidade do eixo, e quando um eixo é simples, ou seja, contém uma seção de diâmetro uniforme, podemos expressar a velocidade critica com uma equação simples, sendo:
Em que  é a velocidade crítica em (rad/s); E é o módulo de elasticidade; I é o momento de inércia; m é a massa por unidade de comprimento, A é a área de seção transversal, g é a aceleração da gravidade e  é o peso específico.
A equação apresentada no texto-base é aplicada em qual situação de projeto de um eixo não flexível? Assinale a alternativa correta:
Escolha uma:
a. Quando temos uma situação de cálculo de um mancal em um eixo.
b. Quando temos um dimensionamento de um mancal de rolamento axial.
c. Quando precisamos desenvolver um conjunto qualquer com vários eixos com diâmetros diferentes.
d. Quando temos um eixo com várias aplicações de carregamentos externos.
e. Quando temos um eixo sem aplicação de carregamentos externos. 
Para dimensionarmos um eixo, devemos avalia-lo em primeiro lugar, conhecendo todos os elementos mecânicos que estão associados e elaborar um diagrama de corpo livre demonstrando as tensões, torções e momentos fletores na qual o eixo é submetido. Com isto em mãos, poderemos aplicar equações para determinar um fator de segurança (n) e depois o diâmetro (d) do eixo, ou vice-versa.
Em um dimensionamento de eixo, usamos normalmente o diâmetro como resultado. Porque? Escolha a alternativa correta.
Escolha uma:
a. Porque o diâmetro do eixo é usado como base de projeto em vários outros dimensionamentos tais como rolamentos. 
b. Porque o diâmetro do eixo tem a forma cilíndrica e pode ser utilizado também na forma quadrada.
c. Porque o diâmetro do eixo é usado como base de projeto para se determinar o nível de calor aplicado.
d. Porque o diâmetro do eixo é padronizado quanto a sua forma cilíndrica.
e. Porque o diâmetro do eixo é base de vários projetos e fica mais fácil de usar.
Quando temos outros elementos mecânicos (acessórios) fixados no eixo, usamos o método de Rayleigh para as massas distintas de cada elemento, então temos:
Em que  é o peso do acessório na i-ésima posição, e  é a deflexão na i-ésima posição no corpo. 
Esta equação, superestima a condição de velocidade crítica. Como sabemos que estamos trabalhando com um eixo com um corpo elástico, podemos usar coeficientes de influência. Um coeficiente de influência é a deflexão transversal na posição  em um eixo para podermos obter uma carga equivalente única. A figura, nos demostra a deflexão  em um eixo.
Figura - Representação de uma deflexão em  como carga unitária em um eixo
Fonte: Adaptado de BUDYNAS (2016, p.370).
Porque procuramos calcular uma carga equivalente única em um projeto de um eixo não flexível? Assinale a alternativa correta.
Escolha uma:
a. Quando temos uma carga equivalente, podemos encontrar uma solução com precisão maior do que com todas as cargas aplicadas.
b. Efetuamos o cálculo de uma carga equivalente para poder ter um resultado com foco no comprimento do eixo.
c. Quando temos uma carga equivalente, temos como calcular o nível de vibração do equipamento.
d. Efetuamos o cálculo de uma carga equivalente para podermos ter um resultado com foco na temperatura do sistema.
e. Quando temos uma carga equivalente, podemos encontrar uma solução com equações mais simples. 
Podemos descrever o eixo não flexível, ou simplesmente eixo, como um membro rotativo, e normalmente com seção circular e usado para transmitir potência e/ou movimento. Apesar de chamarmos de eixo não flexível, devemos ter em mente que estamos nos referindo a eixos que podem ter uma certa deflexão, mas somente na fase elástica do material, ou seja, o eixo pode ter uma deflexão desde que não seja permanente. Existe também o eixo fixo, que não se move, e o seu dimensionamento poderá ser efetuado como se fosse uma viga estática.
Se encontrarmos uma deflexão no eixo não flexível, qual será o efeito obtido no eixo? Escolha a alternativa correta.
Escolha uma:
a. O eixo terá uma condição de giro não uniforme. 
b. O eixo terá um efeito de deformações elástica ou plástica.
c. O eixo terá uma falha na estrutura cristalina do material.
d. O eixo terá uma modificaçãona temperatura limite de funcionamento.
e. O eixo terá uma modificação de sua dureza superficial.
Para dimensionarmos um eixo, devemos avalia-lo em primeiro lugar, conhecendo todos os elementos mecânicos que estão associados e elaborar um diagrama de corpo livre demonstrando as tensões, torções e momentos fletores. Com isto em mãos poderemos aplicar equações para determinar um fator de segurança (n) e depois o diâmetro (d) do eixo, ou vice-versa. Sempre teremos que adotar um e verificar se o valor está adequado as necessidades do projeto, e isto exige experiência do projetista.
Ao projetarmos um eixo pelo método de tensões, encontramos um valor de diâmetro de 50 mm, e um fator de segurança de 1. Qual deve ser a nossa ação para este nível de fator de segurança? Assinale a alternativa correta.
Escolha uma:
a. Devemos compreender que este fator de segurança está adequado para este diâmetro.
b. Devemos realizar novamente a análise dos dados, e diminuir o diâmetro do eixo.
c. Devemos realizar novamente análise dos dados, e aumentar o diâmetro do eixo. 
d. Devemos verificar novamente se o fator de segurança está adequado ao projeto.
e. Devemos aceitar este nível de fator de segurança, pois na empresa nunca teve incidentes com a equipe de fábrica.
Em projetos de eixos não flexíveis pelo método de tensão, temos que adotar o fator de segurança e depois calcularmos o diâmetro do eixo. Como em cada local do eixo poderemos ter um nível de carregamento diferente então poderemos ter diâmetros diferentes em um mesmo eixo. Existem várias equações com abordagens diferentes para a resolução do fator de segurança e do diâmetro.
A adoção do fator de segurança, em projetos de eixos não flexíveis, garante um projeto mais robusto. A adoção deste fator de segurança nos traz que tipo de garantia para um projeto melhor? Assinale a alternativa correta.
Escolha uma:
a. Garante o cálculo do diâmetro do eixo de forma a atender com certeza os carregamentos aplicadas no projeto. 
b. Garante o nível de dureza superficial do eixo e o nível de temperatura de trabalho.
c. Garante o tipo de acabamento superficial do eixo e o comprimento de cada local de carregamento aplicado no eixo.
d. Garante que no momento de aplicação do carregamento conseguimos calcular o nível de temperatura de trabalho.
e. Garante o cálculo do comprimento do eixo de forma a termos uma distância entre os elementos acoplados no eixo.
A carga de tração inicial () é muito importante para o funcionamento de uma transmissão por correia e normalmente desenvolvemos mecanismos para garantir esta carga inicial, para acomodar também o estiramento temporário ou permanente da correia. Na prática, este mecanismo é muito conhecido como polia esticadora ou de tracionamento. A figura a seguir apresenta uma solução para adicionarmos esta polia esticadora.
Figura – Polia esticadora intermediária
Fonte: BUDYNAS, Richard G.; NISBETT, J.Keith; Elementos de máquinas de Shigley. Porto Alegre: AMGH, p.876, 2016. Adaptado pelo autor.
Porque a carga inicial é muito importante para o funcionamento de uma transmissão por correia? Assinale a alternativa correta.
Escolha uma:
a. Sem a carga inicial, o coeficiente de atrito entre a correia e as polias aumenta, facilitando o escorregamento, e isto é desejado neste tipo de transmissão
b. A carga inicial é importante para promover uma redução na temperatura de acionamento do conjunto polia e correia.
c. A carga inicial é importante para termos um sistema com uma durabilidade menor.
d. A carga inicial é importante para termos um movimento irregular do conjunto como é desejado.
e. Sem a carga inicial, o coeficiente de atrito entre a correia e as polias diminui, facilitando o escorregamento, e isto não é desejado neste tipo de transmissão. 
As correias em V têm o seu perfil trapezoidal, e o contato da correia com a polia acontece somente nas laterais. Assim temos uma área de contato maior em função deste perfil trapezoidal, comparando por exemplo com um perfil quadrado. 
A figura a seguir nos apresenta uma correia em V montada em um canal da polia.
Figura – Canal de polia e sua correia em V, e sua respectiva correia.
Fonte: JUVINALL, Robert C., MARSHEK Kurt M.; Fundamentos do projeto de componentes de máquinas. 5ª ed. Rio de Janeiro: LTC, p.475, 2016. Adaptado pelo autor.
Porque o perfil trapezoidal foi padronizado para apenas ter contato nas laterais da polia? Assinale a alternativa correta.
Escolha uma:
a. A correia foi padronizada assim para obter um nível de rotação mais elevado no sistema de transmissão.
b. A correia por ser produzida de material flexível ela tem uma característica de perder suas propriedades elásticas com o tempo e se a mesma tocar no fundo vai variar a rotação por escorregamento. 
c. A correia foi padronizada assim para facilitar o processo de fabricação da polia.
d. A correia por ser produzida de material flexível ela tem uma característica de perder suas propriedades elásticas com o tempo e tocar no fundo, o que ocasiona um nível de temperatura menor.
e. Se o perfil trapezoidal da correia tocar no fundo da polia, teremos uma diminuição do nível de ruído.
A correia sincronizadora é fabricada normalmente com um tecido emborrachado revestido de outro tecido com nylon e fios de aço. Outra característica de destaque é que a mesma possui dentes que se encaixam nas ranhuras das rodas dentadas, o que garante a velocidade angular constante. A figura a seguir nos apresenta um conjunto de polia e correia sincronizadora.
Figura – Polia e correia sincronizadora.
Fonte: BUDYNAS, Richard G.; NISBETT, J.Keith; Elementos de máquinas de Shigley. Porto Alegre: AMGH, p.892, 2016.
Qual é a característica principal de uma correia de sincronização? Assinale a alternativa correta.
Escolha uma:
a. É a transmissão de potência a uma razão de velocidade angular constante.
b. É a transmissão de rotação entre duas poias, com variação angular alta.
c. É a transmissão de potência a uma razão de velocidade angular quase constante. 
d. É a de facilitar a transmissão de potência com baixo nível de precisão.
e. É a transmissão de rotação com baixo nível de potência.
Quando o cabo de aço é submetido a tração, os arames tendem a se esticar e as hélices têm uma tendência de apertar o cabo. As duas condições geram tensões de contato e movimentos de deslizamento relativo entre os arames. À medida que a carga é aplicada e o cabo é repetidamente flexionado em torno de tambores ou polias, as condições descritas podem induzir à falha por fadiga de carregamento axial de tração, fadiga de carregamento fletor, fadiga de desgaste superficial, desgaste por atrito, escoamento ou mesmo a ruptura.
Como podemos diminuir o efeito da fadiga que temos em cabos de aço? Assinale a alternativa correta.
Escolha uma:
a. Quando diminuímos o fator de segurança e diminuímos a razão entre o diâmetro do tambor ou polia com o diâmetro do cabo.
b. Quando aumentamos o fator de segurança e diminuímos a razão entre o diâmetro do tambor ou polia com o diâmetro do cabo.
c. Quando diminuímos o fator de segurança e aumentamos a razão entre o diâmetro do tambor ou polia com o diâmetro do cabo.
d. Quando aumentamos o fator de segurança e aumentamos a razão entre o diâmetro do tambor ou polia com o diâmetro do cabo. 
e. Quando aumentamos o fator de segurança e aumentamos a razão entre o diâmetro do cabo de aço e o diâmetro da polia.
Para dimensionarmos um eixo, devemos avalia-lo em primeiro lugar, conhecendo todos os elementos mecânicos que estão associados e elaborar um diagrama de corpo livre demonstrando as tensões, torções e momentos fletores na qual o eixo é submetido. Com isto em mãos, poderemos aplicar equações para determinar um fator de segurança (n) e depois o diâmetro (d) do eixo, ou vice-versa.
Qual das alternativas a seguir apresenta os elementos mecânicos mencionados no texto-base? Escolha a alternativa correta.
Escolha uma:
a. Polia, temperatura, rolamento.
b. Rolamento, óleo, rotação.
c. Oléo, Ar, Temperatura.
d.Ruido, velocidade, temperatura.
e. Polias, Engrenagens, Rolamentos.