Aula_Calculos_Massalotes_Sistema_Enchimento_Conf_Mec_2019 (1)

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CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA
Disciplina: FUNDIÇÃO E CONFORMAÇÃO MECÂNICA
Anápolis – 2019
Profº M.e Sérgio Mateus Brandão
Associação Educativa Evangélica
CALCULOS DE MASSOLOTES E SISTEMA DE 
ENCHIMENTO NO PROCESSOS DE FUNDIÇÃO
Associação Educativa Evangélica
EVENTOS PREVISTOS DO CURSO:
APRESENTAÇÃO DE TRABALHOS MULTIDISCIPLINARES – 14/11
Associação Educativa Evangélica
Atividades Culturais
Aulas Práticas
Visitas Técnicas
Copa Rolimã
Eletrocart
Atividades Teóricas/PráticasGraduados
Eventos Científicos
Eventos Internacionais
Atlética
D.A. Nikola
Tesla
Aulas Práticas
OBJETIVOS:
• Conhecer os conceitos, características e procedimentos dos cálculos de 
massolotes e sistema de enchimento no processos de fundição.
Associação Educativa Evangélica
CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA
Disciplina: FUNDIÇÃO E CONFORMAÇÃO MECÂNICA
CALCULOS DE MASSOLOTES E SISTEMA DE 
ENCHIMENTO NO PROCESSOS DE FUNDIÇÃO
REFERÊNCIAS:
BALDAM, R. L. ; VIEIRA, E. A. Fundição - Processos e 
Tecnologias Correlatas, 1ª. Ed. São Paulo. Editora 
Erika, 2013.
Também disponível na biblioteca virtual;
CAP-4-5
Associação Educativa Evangélica
CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA
Disciplina: FUNDIÇÃO E CONFORMAÇÃO MECÂNICA
CALCULOS DE MASSOLOTES E SISTEMA DE 
ENCHIMENTO NO PROCESSOS DE FUNDIÇÃO
PROCESSOS DE FUNDIÇÃO 
• Projeto de Massalotes
• Projeto do Sistema de Enchimento
• Exercícios
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CONTEÚDO AULA
INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO
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Projeto de Massalotes (Livro p. 121)
Definição:
"Massalote - montante ou alimentador - é definido como uma reserva de
metal líquido que tem por objetivo suprir as necessidades adicionais
de metal decorrente da contração que ocorre durante a solidificação"
Função dos Massalotes: compensar as contrações no estado líquido e de 
solidificação de metais e suas ligas garantindo assim a sanidade das peças 
obtidas.
INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO
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Projeto de Massalotes
Tipos Básicos: 
Os massalotes são do tipo cilíndricos (massalote aberto) ou 
cilindro encimado por uma esfera (massalote cego - também 
chamado de atmosférico) e em relação ao molde podem se 
posicionar lateralmente ou no topo da peça, sendo que os mais 
empregados são o de topo aberto ou o lateral cego.
INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO
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INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO
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INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO
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INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO
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INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO
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INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO
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INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO
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INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO
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INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO
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INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO
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Projeto de Massalotes
Regras Básicas: 
♦ Deve-se localizar na parte da peça que se solidifica por 
♦ Deve-se solidificar depois da parte da peça que está 
alimentando;
♦ Deve possuir volume de metal suficiente para alimentar a peça;
♦ Deve atuar com pressão máxima até o fim da solidificação;
♦ Deve possuir o menor peso possível
INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO
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Projeto de Massalotes (Livro p. 121)
Critérios para o dimensionamento:
1°) Critério Térmico ou Regra dos Módulos:
Mm >= K. Mp
Sendo: Mm = Módulo do Massalote;
K = Coeficiente que depende das condições de funcionamento 
do massalote. (Ver tabela 13 )
Caso geral = 1,2
Mp = Módulo da peça = V (volume )
A (área)
INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO
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Projeto de Massalotes (Livro p. 121)
Critérios para o dimensionamento:
1°) Critério Térmico ou Regra dos Módulos: (Continuação)
Definições das dimensões do massalote
 Depende do perfil (tipo) do Massalote
 Caso geral > Usa-se o formato cilíndrico 
Onde: H = 1,5 D = 3R
INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO
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Critérios para o dimensionamento:
1°) Critério Térmico ou Regra dos Módulos: (Continuação)
Exemplo: Determinar as dimensões do massalote para fundir a 
peça abaixo com uma liga de latão, fundida com Temperatura de 
sobreaquecimento de 50°C.
- Converter cotas para cm
- Mp = V = 40 x 25 x 8 .
A 2(40*25+40*8+25*8)
Mp = 2,63 cm
- Calculo do Modulo do Massalote:
Mm = K. Mp = 1,2*2,63 = 3,16cm
INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO
Critérios para o dimensionamento:
1°) Critério Térmico ou Regra dos Módulos: (Continuação)
- Definições das dimensões do Massalote:
Escolhe-se o formato cilíndrico:
Como 
M = V= πR2.H .
A (2πR2)+(2πRH)
Sendo H = 3R
Logo:
M = V= πR2.3R = 3πR3 = 3 R
A (2πR2)+(2πR3R) 8πR2 8
Então:
3,16 = 3 R , Logo R = 8,42 cm e D = 16,84 cm e H = 25,26cm
8
- Calculo o volume do massalote:
V = πR2.H = π8,422.25,26 = 5623 cm3
INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO
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Critérios para o dimensionamento:
2°) Critério Volumétrico ou Regra da Contração (pag. 124)
Vm = K’.r.Vc
Onde:
Vm = Volume do massalote
K’ = Coeficiente que depende das condições do massalote
Ver tabela 17 (caso geral = 6)
r = Coeficiente de contração ( tab. 15 )
Vc = Volume da cavidade = Vp * ρs (densidade sólido)
ρq (densidade líquido)
Onde: Vp = Volume da peça
INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO
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Critérios para o dimensionamento:
2°) Critério Volumétrico ou Regra da Contração (pag. 124)
Logo:
Vp = 40*25*8 = 8000 cm3
ρs = 1,141 (tab. 14)
ρq 
Vc = 8000*1,141 = 9128 cm3
Vm = 6 *0,06*9128 = 3286,08 cm3
Qual Massalote devemos escolher?
Sempre o que for maior:
INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO
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INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO
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Aula – Dimensionamento do sistema de Enchimento
O objetivo principal do Sistema de Enchimento é o de permitir a distribuição do 
metal líquido na Moldação.
Também é chamado sistema de gitagem.
INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO
Traçado dos elementos do Sistema de Enchimento
1ª Fase – Enchimento inicial
Vazamento da Colher para Bacia e tempo
necessário para o metal atingir o fim do
Gito de Descida
3ª Fase – Enchimento da peça
Inicia-se no fim da fase 2 e 
termina com o enchimento total 
da Moldação.
2ª Fase – Enchimento dos canais
Que termina quando os Canais de 
Distribuição e Ataques ficam cheios
INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO
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Traçado dos elementos do Sistema de Enchimento
INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO
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INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO
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INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO
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INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO
Traçado dos elementos do Sistema de Enchimento
Limitar a turbulência:
•Evitar curvas em ângulo vivo
•Evitar mudanças bruscas de secção
•Limitar velocidade de escoamento
INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO
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Regras para o projeto do sistema de Enchimento
Baseado na Avaliação da geometria e distribuição de massa na peça
1. Escolha da posição da peça na Moldação;
Normalmente em zonas mais baixas da peça;
2. Definição do Plano ou Planos de Apartação;
Em função da forma e número de de peças que serão fundidas
3. Desenho provisório do Sistema de Enchimento, o qual inclui
a. Definição do número e localização dos Ataques;
b. Número e traçado dos Canais de Distribuição;
4. Escolha da Relação de Gitagem;
5. Dimensionamento do sistema:
a. Cálculo da Secção Mínima;
b. Dimensionamento de todo o sistema, com base na Secção Mínima.
INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO
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Projeto do sistema de Enchimento
4. Escolha da Relação de Gitagem;
INTRODUÇÃO AOSPROCESSOS DE FABRICAÇÃO
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Projeto do sistema de Enchimento
Considerações: ver pág. 140 do livro base
Uma terminologia bastante difundida, mas não muito rigorosa denomina “ pressurizados” os 
sistemas em que a menor secção corresponde aos ataques, e “despressurizados” os sistemas 
em que esta seção corresponde ao canal de descida.
Também se usa classificar os sistemas em “convergentes” e “divergentes”, conforme 
diminuem ou aumentam a área em direção ao ataque.
A ideia básica por trás da escolha da seção de menor área é a lei da continuidade. Quando se 
opta por um sistema cujas áreas aumentam a partir do canal de descida, o resultado é uma 
redução de velocidade do fluxo, desde que os canais mantenham-se cheios. O contrário, isto 
é, um aumento da velocidade da corrente líquida, ocorre quando há uma diminuição da área.
4. Escolha da Relação de Gitagem;
INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO
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INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO
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Projeto do sistema de Enchimento
Exemplo:
Escolhe-se a relação 1:2:2
Significa que :
Area do canal_descida : ΣArea dos Canais de distribuição : Σ Area dos canais de ataque
Area do canal_descida Area do canal_descida Area do canal_descida
Exemplo: Se Sm = Sc = 10,0 mm2
Sm = Seção Mínima = Sc = Seção do canal de descita ou gito
Em um sistema como o da figura acima com 1 canal de distribuição e 3 canais de ataque 
as dimensões de cada um será:
Sd = (Sc/1)x2 = 20mm2
Aa = (Sc/3)x2 = 6,67mm2
4. Escolha da Relação de Gitagem;
ΣSc : ΣSd : ΣSa = 1:2:2
INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO
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5 Dimensionamento do sistema de Enchimento
Objetivo: Encontrar a Secção Mínima
1°) Método direto
P - Peso da peça incluindo Alimentadores
Ce - constante que leva em consideração o tipo 
de liga e dimensões da peça
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5 Dimensionamento do sistema de Enchimento
Sendo: 
V total = é soma do volume da peça + o volume do massalote;
v = velocidade de enchimento 
A velocidade de enchimento obtida a partir da equação de Bernoulli:
k= perdas de cargas , normalmente considera-se 80% (0,8)
g = aceleração da gravidade = 9,81 m/s2
h = altura do canal de descida (obtido após o projeto do massalote);
t arrefecim = tempo de resfriamento, obtido no gráfico da pag. 138, a partir do 
modulo de arrefecimento total e da temperatura de sobreaquecimento
Cálculo da Secção Mínima
2°) Cálculo a partir do tempo de enchimento
INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO
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5 Dimensionamento do sistema de Enchimento
Exemplo: 
Pretende-se vazar uma peça em Alumínio como mostrado na figura. Determine 
as secções dos canais de gitagem Sc, Sd e Sa?
Sobreaquecimento de 100ºC.
A relação de gitagem é 1:2:1.
Dados:
A= 300 mm ; B= 70 mm ; C= 100 mm ; D= 200 mm ; H=270 mm
2°) Cálculo a partir do tempo de enchimento
INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO
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5 Dimensionamento do sistema de Enchimento
2°) Cálculo a partir do tempo de enchimento
INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO
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5 Dimensionamento do sistema de Enchimento
2°) Cálculo a partir do tempo de enchimento
Determinação do tempo de arrefecimento até liquidus pelo gráfico da pag. 138, para 
uma peça em Alumínio vazado com um sobreaquecimento de 100ºC: t ~140s
INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO
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INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO
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INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO
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INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO
5 Dimensionamento do sistema de Enchimento
2°) Cálculo a partir do tempo de enchimento
INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO
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5 Dimensionamento do sistema de Enchimento
2°) Cálculo a partir do tempo de enchimento
INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO
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5 Dimensionamento do sistema de Enchimento
3°) Cálculo a partir do critério do tempo de solidificação ou módulos
Neste critério é adotado como regra geral que o módulo do alimentador 
deve maior que o da secção ao qual se encontra ligado.
Obs.: Para encontrar o t deve-se repetir o mesmo 
procedimento descrito no 2° critério
INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO
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5 Dimensionamento do sistema de Enchimento
3°) Cálculo a partir do critério do tempo de solidificação ou módulos
O próximo passo é o dimensionamento do canais 
a partir das áreas encontradas a partir da 
geometria definida para cada canal.
INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO
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5 Dimensionamento do sistema de Enchimento
3°) Cálculo a partir do Critério do tempo de solidificação ou módulos
INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO
Atividade
Refazer os cálculos do projeto sugerido na atividade 
entregue
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INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO
RETOMADA DE OBJETIVOS:
• Conhecer os conceitos, características e procedimentos dos cálculos de 
massolotes e sistema de enchimento no processos de fundição.
Associação Educativa Evangélica
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Disciplina: FUNDIÇÃO E CONFORMAÇÃO MECÂNICA
CALCULOS DE MASSOLOTES E SISTEMA DE 
ENCHIMENTO NO PROCESSOS DE FUNDIÇÃO