dimensionamento mola e correia

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UNIVERSIDADE POSITIVO 
CURSO DE BACHARELADO EM ENGENHARIA MECÂNICA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
DIMENSIONAMENTO DO ACIONAMENTO DE UM TAMBOREADOR HORIZONTAL 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CURITIBA 
2018
 
 
HUWELDER BRESSAN PIRES 
MARLON FRANCISCO LOPES 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
DIMENSIONAMENTO DO ACIONAMENTO DE UM TAMBOREADOR HORIZONTAL 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CURITIBA 
2018
Relatório técnico apresentado como requisito 
parcial para obtenção da aprovação da 
disciplina de Elementos de Maquinas, no 
curso de Engenharia Mecânica. 
 
Prof. Msc. Bales 
 
 
3 
SÚMARIO 
1. INTRODUÇÃO ............................................................................................................ 5 
2. DESENVOLVIMENTO ................................................................................................ 6 
2.1. TAMBOREADOR .................................................................................................. 6 
2.1.1. TAMBOREADOR ROTATIVO ....................................................................... 6 
2.1.2. TAMBOREADOR EM U ................................................................................ 7 
2.1.3. TAMBOREADOR REDONDO ....................................................................... 8 
2.2. CORREIAS ............................................................................................................ 9 
2.2.1. CORREIAS V ................................................................................................ 10 
2.3. MOLAS ................................................................................................................ 12 
2.3.1. MOLAS HELICOIDAIS................................................................................ 12 
3. DISPOSIÇÃO DE CALCULOS DO PROJETO .......................................................... 13 
4. MANUTENÇÃO ........................................................................................................ 25 
4.1. PLANO DE MANUTENÇÃO .............................................................................. 26 
5. TABELAS E APENDICES.......................................................................................... 27 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4 
RESUMO 
 
O uso de processos de produtivos são cada vez mais frequentes nas industrias, a 
demanda por precisão e rapidez é que faz surgir as novas estratégias na usinagem o 
Tamboreador se enquadra neste quesito. 
O trabalho feito consiste no dimensionamento da correia de acionamento da 
máquina assim como a disposição de cálculos sendo ela plana ou V e o dimensionamento da 
mola e suas características especificas, foi usado um Tamboreador rotativo como referência 
para o desenvolvimento dos cálculos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5 
1. INTRODUÇÃO 
 
A Usinagem como ela é conhecida hoje teve muita evolução antes o Já a partir de 
700 anos antes de Cristo, o homem trabalhava os materiais brutos, onde praticamente todas as 
ferramentas eram executadas em ferro. E a partir do século XVII surgiram novas formas de 
melhorar o processo de fabricação do ferro e na siderurgia do aço, segundo NEHRING [4]. 
Os primeiros metais conhecidos foram o cobre e o ouro. O homem utilizava tais metais na 
fabricação de armas e ferramentas já no fim da pré-história. 
Estudos mais aprofundados sobre a usinagem iniciaram-se somente no início do 
século XIX e em 1900, o americano F. W. Taylor descobriu o aço rápido, determinando um 
passo marcante no desenvolvimento tecnológico da usinagem. 
Nesta mesma época surgem as máquinas movidas a vapor, fazendo com que o 
trabalho do homem fosse extremamente facilitado. Agora, o homem podia trabalhar o metal 
com um esforço mínimo necessário. E, logo em seguida, vem as máquinas movidas a 
eletricidade. Henry Maudslay foi um engenheiro pioneiro no aperfeiçoamento de máquinas 
ferramentas, dentre os quais, aperfeiçoou o torno mecânico e mais recentemente 
tamboreadores. 
A busca por métodos mais eficazes de acabamento faz surgir a inovação para o 
acabamento e rebarbarão de peças chamado de Tamboreamento. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
6 
2. DESENVOLVIMENTO 
2.1. TAMBOREADOR 
 
Também chamado de Vibroacabamento, é um processo de tratamento e finalização 
de superfícies de peças pequenas e médias em série, este tipo de método traz ganhos na 
produtividade e na agilidade de conseguir dar acabamento a várias peças de uma vez só. 
Tamborear uma peça é a ação de colocá-la em uma máquina vibratória ou em um 
tambor rotativo, junto com diversos ‘chips’, pequenas mídias abrasivas de diferentes 
materiais que, através do friccionamento deles com a peça, podem causar diversos efeitos na 
peça: polir, rebarbar, raiar, arredondar cantos, nivelar, alisar e até limpar. E há o diferencial 
em relação a outros processos, de que o Tamboreamento consegue até mesmo tratar detalhes 
mais internos como furos da peça.( ASSIS) 
Existem vários tipos e modelos de Tamboreadores assim como a sua aplicação 
especifica. Tamborear uma peça é a ação de colocá-la em uma máquina vibratória ou em um 
tambor rotativo, junto com diversos ‘chips’, pequenas mídias abrasivas de diferentes 
materiais que, através do friccionamento deles com a peça, podem causar diversos efeitos na 
peça: polir, rebarbar, raiar, arredondar cantos, nivelar, alisar e até limpar. E há o diferencial 
em relação a outros processos, de que o Tamboreamento consegue até mesmo tratar detalhes 
mais internos como furos da peça. (ASSIS) 
2.1.1. TAMBOREADOR ROTATIVO 
Ainda hoje estes equipamentos podem ser utilizados para o acabamento bruto de 
peças sem precisão. Por exemplo: a remoção de areia ou carepa de peças fundidas ou 
forjadas, a eliminação de cantos vivos e a lustração de peças leves com o emprego de 
serragem de madeira, sabugo de milho, casca de nozes, ou retalhos de couro, e não com os 
chips que conhecemos hoje em dia, que foram introduzidos a partir da década de 1940, 
quando o tamboreamento começou a ser aperfeiçoado para reduzir a mão de obra em uma 
época de escassez, durante a guerra. (MACEDO) 
Estes tambores geralmente são horizontais e oitavados, são revestidos internamente 
para resistir à abrasão e ao ataque de produtos químicos, e podem ter opcionais que auxiliam 
por exemplo a carregar, descarregar, lavar e separar as peças. (MACEDO) 
 
 
7 
 
Figura 1 – Tamboreador rotativo 
 
Fonte: Multi esferas equipamentos 
 
 
 
2.1.2. TAMBOREADOR EM U 
 
As máquinas vibratórias têm grandes vantagens sobre os tamboreadores rotativos, 
como: acabamento melhor nos detalhes e superfícies internas das peças, maior capacidade de 
carga, tempo consideravelmente menor, e o funcionamento com a caçamba aberta, que 
permite a retirada periódica de peças para inspeção e descarga sem parar a máquina. 
(MACEDO) 
O emprego deste equipamento é para rebarbação, esmerilhamento, desbaste e quebra 
de cantos vivos, e dependendo do tipo de peça, o polimento. Porém, nas máquinas em U há 
uma maior tendência de batidas entre peças, o que dificulta o acabamento de peças moles de 
médio ou grande porte. (MACEDO) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
8 
Figura 2 – Tamboreador formato U 
 
Fonte: Multiesferas Equipamentos 
 
2.1.3. TAMBOREADOR REDONDO 
 
A massa circula formando um movimento helicoidal. O ajuste do ângulo dos pesos 
excêntricos do eixo vertical regula a amplitude das vibrações e o avanço circular da massa. 
Pode-se obter uma variação de vibrações de zero a seis milímetros de deslocamento de 
massa, o que significa que podem ser acabadas desde uma lâmina com um milímetro de 
espessura, até uma caixa de comando hidráulico de ferro fundido. São as máquinas mais 
indicadas para a obtenção dos níveis mais baixos de rugosidade superficial e preparação das 
superfícies para banhos galvânicos decorativos. (MACEDO) 
As máquinas mais modernas são dotadas de sistema de separação das peças e fluxo 
continuo do líquido, água e composto químico que permite uma limpeza melhor do que o 
sistema de recirculação. (MACEDO) 
 
 
 
 
Figura 3 – Tamboreador Redondo 
 
 
9 
 
Fonte: Multi esferas Equipamentos 
2.2. CORREIAS 
 
As correias, juntamente com as polias são um dos meios mais antigos de transmissão 
de movimento. É um elemento flexível, normalmente utilizado para transmissão de potência 
entre dois eixos paralelos distantes. Elas são fabricadas em várias formas e com diversos 
materiais. (LARANJA) 
Os modelos mais comuns de correias são: plana, trapezoidal ou V, redonda, 
Sincronizadora (Dentada), também existem a hexagonal, mas é usado em operações 
especificas. Elas são largamente utilizadas nas indústrias de máquinas operatrizes e 
automotiva; são encontradas em diversos equipamentos, desde pequenos aparelhos 
eletrônicos até equipamentos industriais de grande porte. (LARANJA) 
O grande sucesso na utilização das correias é devido, principalmente, às seguintes 
razões: a boa economia proporcionada por esta transmissão, sua grande versatilidade e a 
segurança. (LARANJA) 
 
 
10 
Tabela 1: Características comuns de correias 
 
Fonte: (Shigley; “Elementos de Máquinas” 8 ed, 889) 
 
2.2.1. CORREIAS V 
 
As correias em V foram desenvolvidas em 1917 por John Gates da Gates Rubber 
Company. Utilizadas por motores que necessitam girar mais de duas polias (às vezes quatro), 
são construídas com material mais resistente devido o maior esforço. Trabalham com 
rotações entre 1000 e 7000 rpm. As correias em V são utilizadas somente em transmissões 
em árvores paralelas, são correias em que a cada volta de operação, os cordonéis estão 
sujeitos a diferentes cargas trativas como flexão cíclica que é função do diâmetro da polia e 
uma constante componente da força centrifuga. Tais forças cíclicas em média não são nulas, 
sugerindo assim que a falha por fadiga tem grande probabilidade de ser uma falha para 
correias em V. Existe uma variação de tração que ocorre entre os cordonéis causada pela 
largura da correia em V em consequência do efeito cunha em um dos canais mais estreitos da 
polia. (LARANJA) 
Em função da má distribuição não uniforme dos cordonéis, os cordonéis laterais 
estão submetidos a maiores cargas variáveis por cordonel do que os cordonéis internos, 
portanto o pico de tensão variável ocorre nos cordenéis laterais. É utilizado com frequência o 
fator de cordonel lateral, similar ao fator de concentração de tensões, para calcular as tensões 
dos cordonéis laterais em função da tensão media dos cordonéis. Assim a tensão média dos 
cordonéis pode ser calculável para qualquer seção da correia. A fadiga de correias em V é 
uma função de tensões cíclicas máximas e mínimas experimentadas pela correia durante o 
 
 
11 
carregamento com média não nula dos cordonéis. A equação de deslizamento é dada por: 
correia dentada. (LARANJA) 
Correias em V são utilizadas para transmissão de potência, com modelos disponíveis 
para diversas situações no setor industrial e algumas aplicações na linha agrícola. Fabricadas 
com a mais alta tecnologia, possuem ótimo desempenho nas mais exigidas condições de 
trabalho. (LARANJA) 
 
 
Figura 4 – Exemplo de Montagens da Correia V 
 
 
Fonte: (Marco, Flavio; “Elementos de maquinas II”. 2° ed 2009. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
12 
2.3. MOLAS 
 
Denomina-se mola qualquer elemento de máquina capaz de sofrer notáveis 
deformações elásticas. As molas são usadas em máquinas para exercer forças, proporcionar 
flexibilidade ou ainda, para armazenar energia. Em geral as molas podem ser classificadas 
como molas de fio ou arame e molas planas, embora haja algumas variações dentro desta 
divisão. As molas de fio ou arame incluem duas molas helicoidais feitas de seções circulares, 
quadrada ou especial e são feitas para resistir a carga de tração, compressão ou torção. 
(BUDYNAS) 
2.3.1. MOLAS HELICOIDAIS 
 
A mola helicoidal é a mais usada em mecânica. Em geral, ela é feita de barra de aço 
enrolada em forma de hélice cilíndrica ou cônica. A barra de aço pode ter seção retangular, 
circular, quadrada, etc. Em geral, a mola helicoidal é enrolada à direita. (BUDYNAS) 
As molas helicoidais podem funcionar por compressão, compressão por tração ou 
por tração. A mola helicoidal de compressão é mola helicoidal de compressão formada por 
espirais. Quando esta mola é comprimida por alguma força, o espaço entre as espiras diminui, 
tornando menor o comprimento da mola. (BUDYNAS) 
 
Figura 5 – Molas helicoidais 
 
Fonte: Budynas, 2016 
 
 
13 
3. DISPOSIÇÃO DE CALCULOS DO PROJETO 
 
Os cálculos foram feitos com base nas aulas formulários e consulta ao livro de 
Elementos de Máquinas. 
Primeiramente foi calculado a correia com base no perfil A, porem ficou fora da 
especificação máxima de 10 correias, então os cálculos foram modificados para o perfil B 
ficando assim dentro do desejável. 
CARACTERISTICAS DO PROJETO 
 
- Equipe 3 
- 12 Horas de trabalho sobrecarga de 150% 
- Potência do Motor 
- Rotação do motor = 1200 Rpm 
- Rotação da Máquina = 300 Rpm 
- Fator de Projeto = 1,2 
- Menor Distância entre centros possível 
- Usar polias múltiplas de no máx. 10 correias 
- Ambiente poeirento e úmido 
 
DISPOSIÇÃO DE CÁLCULOS 
 
1. Potência de Projeto: 
 
Hd = Hnom · Ks · nd 
 
 
 
 
2. Escolha do perfil de secção: 
Usará um perfil “B” pois o perfil recomendado não atendera as solicitações do projeto. 
 
3. Distância entre centros: 
 
Pefil B 
a = 16 mm; b = 11 mm; d = 135 mm; 
 
 
 
 
 
Relação de transmissão 
 
 
 
14 
 
 
 
 
Diâmetro polia maior 
 
 
 
Distância entre centros recomendada 
 
 
 
 
Comprimento da correia, L (Para correia em “V”) 
 
 
 
 
 
 (Tabelado “B”) 
 
 
 
Para correia padronizada por tabela B 
 
 
 
 
 
 
Correção da Distância entre Centros 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
15 
 
 
 
 
Potência admissível por Correia 
 
 
 
 (Interpolação do intervalo de 10-15) 
(Tabela) 
(Tabela) 
 
 
 
 
 
 
 
Número de correias 
 
 
 
 
 
Ângulo de abraçamento 
 
 
 
 
 
Torque da Polia 
 
 
 
 
 
Torque por correia 
 
 
 
16 
 
 
Diferença das forças da correia 
 
 
 
 
 
Força Centrifuga 
 
Kc = 0,965 (Tabelado) 
 
 
Coeficiente de atrito 
 
 
 
 
 
Força ramo tenso 
 
 
 
 
Força ramo frouxo 
 
 
 
 
 Força de Pré carga 
 
 
 
 
Resultante das forças F1 e F2 (Por correia) 
 
 
17 
139° Ângulo tabelado 
41° Ângulo encontrado das correias 
 
 
 
 
 N 
Resultante para todas as correias 
 
 
 614,32 N 
 
Resultante da Pré Carga279,25 N 
 
Resultante pré carga para todas as correias 
 
 
 558,51 N 
 
 
 
DADOS 
Fio repuxado a frio 
d = 4mm 
A227 
m = 0,190 
A = 1783 Mpa 
Cr = 1,0 
E = 196,5 GPa 
G = 78,5 GPa 
Ns = 1,2 
 
Todos os cálculos apresentados foram calculados para o arame de mola de 4 mm 
 
 
 
18 
 Resistência á tração 
 
 
 
 
Resistência ao escoamento por torção 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Índice de mola 
 
 
 
 
Diâmetro médio da mola 
 
 
 
 
- Estipulamos para Na (número de espiras) = 10 
 
Constante elástica da mola 
 
 
 
 
Deformação da Mola 
 
 
19 
 
 
 
 
 
 
 
 
COMPRIMENTO DA MOLA 
 
Número total de espiras 
 
 
 
Comprimento da mola sólida 
 
 
 
Deformação da mola ao comprimento sólido 
 
 
 
 
Comprimento da Mola 
 
 
 54,55 mm 
 
Condição de estabilidade absoluta para molas 
 
= Molas suportadas entre superfícies planas (extremidades fixas) 
= 0,5 
 
 
 
Mola com estabilidade absoluta para arame de 4 mm, porem não atende as outras 
recomendações. 
 
Para : 
 
 
 
20 
Dados obtidos 
 
Fonte: (Próprio Autor) 
Condição para diferentes tamanhos de arames de 1 única mola 
 
Tabela 2 – Resultados para diferentes tamanhos de arames 
 
Fonte: (Próprio Autor) 
 
Para análise do arame de 4 mm para 1 única mola, não atende os critérios de 
recomendações de um projeto. 
 Neste caso a única que atenderia a recomendação de projeto seria o arame de 5mm, 
destacado em azul na tabela acima. 
 
 
 
 
 
Para mais opções de arame e outros custos e benefícios fizemos a analise para 2 molas. 
Para: 
 
 
21 
Dados obtidos 
 
Fonte: (Próprio Autor) 
 
Obs: Fmax = 558,51/2 molas 
 
Tabela 3 - Condição para diferentes tamanhos de arames de 2 molas. 
 
 
 
 
Escolha feita para o projeto foi do arame 3,3 mm em azul na tabela acima, por seu melhor 
custo benefícios, atendendo todos as recomendações o projeto passara a usar 2 molas. 
 
Figura 6 – Mola 
 
 
22 
 
Fonte: Formulário da matéria 
Fio repuxado a frio 
2 molas 
A227 
A = 1783 Mpa 
Cr =1,0 
E = 196,05 GPa 
G = 78,6 GPa 
Diferença de altura das polias K, distância entre centros J e comprimento da mola 
comprimida L. 
 
 Diferença de altura das polias K. 
 
 
 
 
 
Distancia entre centros J. 
 
 
 
 
 
 
23 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Comprimento da mola comprimida L. 
Medida que a mola é comprimida com a pré carga 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
24 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Número de ciclos de vida 
 
K=5309 (tabelado) 
b= 10,926 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
25 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4. MANUTENÇÃO 
 
A manutenção industrial pode ser conceituada como sendo um conjunto de ações 
necessárias para manter ou restaurar uma peça, equipamento, máquina ou sistema de forma a 
estabelecer uma condição operável objetivando a máxima vida útil. Em busca de 
competitividade e excelência operacional, a manutenção assume cada vez mais uma função 
estratégica nas organizações. Como ela é a responsável direta pela disponibilidade dos ativos, 
acaba tendo uma importância capital nos resultados da empresa sendo eles tão melhores 
quanto mais eficaz for a gestão da manutenção industrial. Este artigo apresenta algumas 
formas de como é estruturada a manutenção industrial em algumas empresas e como 
normalmente se baseia o fluxo de trabalho desta importante atividade. (NEPOMUCENO) 
 
 
26 
Manutenção corretiva não planejada – É a correção realizada em um componente ou 
equipamento que apresenta desempenho menor do que o esperado ou da falha de maneira 
aleatória. 
Manutenção corretiva planejada – É a correção do desempenho menor que o 
esperado ou da falha, que é realizado por decisão gerencial. 
Manutenção preventiva – É a atuação realizada de forma a reduzir ou evitar a falha 
ou queda no desempenho, obedecendo a um plano previamente elaborado com periodicidade 
definida. 
Manutenção preditiva – É a atuação realizada com base em modificação de 
parâmetro de condição ou desempenho, cujo acompanhamento obedece a uma sistemática. 
Manutenção detectiva – É a atuação efetuada em sistemas de proteção buscando 
detectar falhas ocultas ou não perceptíveis ao pessoal de operação e manutenção industrial. 
(NEPOMUCENO) 
4.1. PLANO DE MANUTENÇÃO 
O plano de manutenção visa assegurar o funcionamento correto da máquina 
prolongando sua vida útil assim como os componentes. 
Com isso algumas diretrizes foram adotadas como o fluxograma e o 5w/2h Visto no 
Apêndice como plano de ação. 
Tabela 4 – Plano de ação 
 
Fonte: os Autores 
 
 
27 
5. TABELAS E APENDICES 
 
Tabela 4 – Fator de Serviço 
 
Fonte: Formulário Shigley 
 
 
Tabela 5 – Seções de Correias em V 
 
Fonte: Formulário Shigley 
 
 
 
 
 
 
 
28 
Tabela 6 – Comprimento da Correia 
 
Fonte: Formulário Shigley 
 
Tabela 7 – Fator 
 
Fonte: Formulário Shigley 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
29 
Tabela 8 - Potencia do projeto 
 
Fonte: Formulário Shigley 
 
Tabela 9 – Designação do Tamanho 
 
Fonte: Formulário Shigley 
 
 
 
 
30 
Tabela 10 – Ângulo de contato 
 
Fonte: Formulário Shigley 
 
 
 
 
 
Tabela 11 - Velocidade 
 
Fonte: Formulário Shigley 
 
 
31 
Tabela 12 - Vida Util 
 
Fonte: Formulário Shigley 
Molas 
 
Tabela 13 – Perfil do Arame 
 
Fonte: Formulário Shigley 
 
 
Tabela 14 – Limite elastico 
 
Fonte: Formulário Shigley 
 
 
 
 
32 
Tabela 15 – Condição da mola 
 
Fonte: Formulário Shigley 
Tabela 16 - Recomendações 
 
Fonte: Formulário Shigley 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
33 
REFERÊNCIAS 
 
MACEDO, Diego Dias “BANCADA DE TAMBOREAMENTO ROTATIVO PARA 
REBARBAÇÃO EM PEÇAS USINADAS: ANÁLISE 
EXPERIMENTAL” https://fga.unb.br/articles/0001/6951/TCC2.pdf > acessado em 
26/10/2018 
 
ASSIS, Paulo; QUINTAS, Alfredo “Degradação mecânica do coque em testes de 
Tamboramento”. Disponível em: 
http://www.tecnologiammm.com.br/files/v14n3/tmm1224.pdf/ > acesso em 26/10/2018. 
 
http://www.multiesferas.com.br/o-que-e-tamboreamento/ > acessado em 26/10/2018. 
 
LARANJA; Prof. Rafael Antônio Comparsi “Elementos de Máquinas e Transmissões” 
2009. 
 
BUDYNAS, Richard; Joseph Edward Shigley; “Elementos de Máquinas” 2016. 
 
NEPOMUCENO L. X.; “Técnicas De Manutenção” Vol. 1.