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TCC_calandra

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forçá-la a se curvar. Esta força atuante é provocada através de um motor que é acoplado em um fuso.
Os esforços causados por esta operação de prensagem provocam no rolo uma força contraria tendendo a flexioná-lo. Este esforço é chamado de momento fletor e é o único carregamento ao qual o rolo inferior é submetido.
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Figura 22: Rolo superior da calandra.
Fonte: Elaborado pelo autor.
Para verificar se o rolo poderá flexionar chapas com espessuras superiores à estudada, primeiro é necessário verificar o valor do momento fletor que ao qual o rolo é submetido. Para verificar este valor será usada a eq.(14):
 			(14)
Onde:
Momento fletor Máximo
Força de dobra
 Distância entre os apoios
Atribuindo os valores à eq.(14), tem-se:
Foi determinado o momento fletor máximo provocado pela chapa no rolo inferior. 
Na sequência, será determinada qual a flecha máxima que o rolo sofre quando submetido a esse momento fletor. Conforme Andretta,(2005,p.2), tem-se:
 			 (16)
Onde:
força de dobra
distância entre os apoios
Módulo de Elasticidade do material
Momento de Inércia
Calculando o Momento de Inércia conforme Andretta,(2005,p.7), tem-se:
 			(17)
Onde:
Momento de inércia
Diâmetro do rolo
Transcrevendo-se na eq.(16):
Assim, a máxima flexão que é provocada no rolo superior em função do momento fletor é de 0,003 mm.
Conhecendo os valores atuantes no rolo superior em função da aplicação atual da máquina, deve-se agora determinar qual a verdadeira capacidade de operação do mesmo. A eq.(18) abaixo (Melcinian,2005,p.261) proporciona através dos dados impostos o diâmetro mínimo que um eixo qualquer submetido à flexão deve ter para suportar as cargas atuantes. Como o diâmetro do rolo superior já é conhecido será utilizada como incógnita da eq.(18) o momento fletor:
 				(18)
Onde:
Tensão admissível aço SAE 1020
Momento fletor máximo admissivel
 Momento fletor máximo 
diâmetro do rolo superior
Assim, tem-se:
 350 MPa
Descobriu-se aqui qual o máximo momento fletor que o rolo suporta em função de seu diâmetro e de seu material. A seguir, será calculado qual o coeficiente de segurança está sendo utilizado quando submetido à operação com a chapa estudada.
O momento fletor provado pela chapa de ¾” já é de 264687500Nmm, e o momento fletor admissível do rolo é 1603154731Nmm.
Assim, tem-se o fator de segurança em função dos dados a seguir:
 				(19)
Onde:
Momento fletor máximo 
Momento fletor máximo admissível
Fator de segurança estimado para o rolo superior
5.11 – Cálculo da máxima espessura de chapa SAE 1020 laminada a frio com largura de 2500 mm que os rolos da máquina suportariam dobrar
Com o valor do fator de segurança do rolo superior (6), menos significativo em relação aos rolos inferiores (7,5), identifica-se que o rolo superior é o mais solicitado. Portanto, através de cálculos em equações já conhecidas ao longo deste relatório, será identificada qual a espessura limite que os rolos suportam curvar com o fator de segurança corrigido.
Conforme o prof. Andretta (2005,p.10) “...para materiais dúcteis tendo como tensão perigosa o limite de escoamento...” tem-se:
Para carga variável e repetida: FS = 3 até 5 
Adotando FS = 4 para o rolo superior e atribuindo à eq.(19), tem-se:
Utilizando a eq.(14) e deixando como incógnita a força de dobra em função do fator de segurança FS = 4, terá: 
 				(14)
Transcrevendo os dados obtidos acima temos na eq.(1) desse relatório e mantendo como incógnita a espessura da chapa, tem-se:
							 (1)
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CONCLUSÕES
Com o estudo realizado na calandra em questão pode-se concluir três fatores correlacionados diretamente com a operação da máquina. 
O primeiro deles é com relação à capacidade de tração que, em função dos rendimentos do sistema de transmissão de potência e do próprio motor que traciona os rolos, delimitam a máquina à chapas de aço SAE 1020 laminados a frio à espessura de ¾”, se mantida a largura de 2500 mm (item 5.9).
O segundo fator é com relação aos rolos da máquina, onde foi esclarecido que o rolo superior é o que tem o menor fator de segurança, ou seja, focando os rolos da máquina é o rolo superior que limita a operação (item 5.10).
O terceiro fator é também com relação aos rolos da máquina que, embora estando limitados pelo rolo superior, têm capacidade de operar com chapas de aço SAE 1020 laminadas a frio com largura de 2500 mm e espessura de 7/8” (item 5.11).
Gráfico 1: Correlação entre a espessura em relação a largura 
Fonte: Wan Indústria e Beneficiamento de Chapas Ltda.
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Embora o estudo da capacidade de operação dos rolos dessa calandra esteja focado em chapas de aço SAE 1020 laminado a frio com largura estabelecida em 2500 mm (máxima largura fisicamente possível na máquina), pode-se estabelecer uma correlação entre as diversas espessuras dessas chapas em função de variações dessa largura, ou seja, com a eq.(1) disponibilizada nesse relatório é possível estabelecer, conforme o gráfico acima, as diversas correlações entre espessura e largura das chapas de aço SAE 1020 laminadas a frio que a máquina teria condições de operar.
Assim, se encerra o trabalho de conclusão do curso dos alunos mencionados nesse relatório, do curso Engenharia Mecânica de 2007.
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BIBLIOGRAFIA
ARREVABENE, Vladimir. Resistência dos Materiais. São Paulo: Ed. Makron Books,1994.
BEER, Ferdinand P.; Russel, E. Jonhston. Mêcanica Vetorial para Engenheiros: Cinemática e Dinâmica. Ed.5. São Paulo: Makron Books, 2006.
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BEER, Ferdinand P.; Russel, E. Jonhston. Resistência dos Materias. Ed.3. São Paulo: Makron Books, 1996.
MELCONIAN, Sarkis. Elementos de Máquinas. Ed.5. São Paulo: Érica, 2004.
NORTON, Robert. Projeto de Máquinas: Uma abordagem integrada. Ed.2. Porto Alegre: Artmed, 2004.
PROVENZA, Francesco. Mecânica Aplicada III. Porto Alegre: F. Provenza, 1993.
SHAMES, Irving H. Mecânica para Engenharia. Ed.4. São Paulo: Prentice Hall, 2002.
WALKER, Halliday Resnick. Fundamentos de Física. Ed.6. Rio de Janeiro: LTC, 2002.
MAIA, Daltamir Justino. Livro-texto Química. São Paulo: PLT,2006.
ANDRETTA, Cláudio da Silva. Elementos de Máquinas – Eixos e Árvores. Junidaí: 2005.
MERCANTIL D’OESTE LTDA. Catalogo de produtos siderúrgicos: 1990.
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ANEXO
ANEXO A – Nota Fiscal n°572485 de Brasimet Comércio e Industria S.A.
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Mancal móvel para retirar peças calandradas
Mancal móvel para retirar peças calandradas
Aumento de torque provocado por polias
Eixo de transmissão
Reduções
Motor que traciona os rolos
Motor regulador de pressão
Acoplamento
440
Cilindro de apoio
Mancal móvel
Apoio para permitir escorregamento da chapa
Mancal móvel
Apoio para permitir escorregamento da chapa
Chapa calandrada
de forma cônica.
Motor com redutor acoplado para tracionar os rolos inferiores
Regulador de pressão com funcionamento mecânico
Rolo inferior
Rolo superior
Rolo superior
Rolo inferior
Chapa
Regulador de pressão
Fd = 1155 KN
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� NUMPAGES �63�
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