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Elementos de Máquinas de Shigley - Projeto de Engenharia Mecânica - 8ª Ed. - 2011

Exercícios resolvidos: Elementos de Máquinas de Shigley - Projeto de Engenharia Mecânica - 8ª Ed. - 2011

Richard G Budynas IBSN: 9788563308207

Elaborado por professores e especialistas

Exercício

A figura mostra um freio do tipo de tambor com sapatas, tendo um diâmetro interno de aro de 300 mm e uma dimensão R H 125 mm. As sapatas têm uma largura de face de 37,5 mm e são ambas acionadas por uma força de 2 kN. O coeficiente médio de atrito é 0,28.

(a) Encontre a pressão máxima e indique a sapata na qual ela ocorre.

(b) Calcule o torque de frenagem executado por cada sapata e encontre o torque total de frenagem.

(c) Calcule as reações resultantes no pino de articulação.

Passo 1 de 9keyboard_arrow_downkeyboard_arrow_up

Boa parte dos dispositivos mecânicos em movimento de rotação necessitam sofrer intervenções nas suas velocidades angulares correspondentes, visando a redução ou até mesmo a eliminação dessas velocidades em determinadas circunstâncias operacionais. Freios e embreagens, atuam nessas circunstâncias com objetivos distintos mas relativamente equivalentes. Para o caso dos freios, você viu que existem tipos específicos com características próprias para determinado tipo de aplicação.

O presente problema trata da condição de um freio de sapatas internas.

Passo 2 de 9keyboard_arrow_downkeyboard_arrow_up

A partir da figura e dos dados do problema:

Passo 3 de 9keyboard_arrow_downkeyboard_arrow_up

a)

Momento devido a força normal e momento de atrito

Passo 4 de 9keyboard_arrow_downkeyboard_arrow_up

Sendo assim você terá como resposta, respectivamente:

Força de acionamento da sapata como função da pressão

Sendo assim você terá como resposta:

Supondo que o tambor gire no sentido horário, a sapata mais solicitada em termos de pressão corresponde à sapata da direita.

Passo 5 de 9keyboard_arrow_downkeyboard_arrow_up

b) Capacidade de frenagem por sapata e total

- pressão atuante na sapata da esquerda:

Sendo assim você terá como resposta, respectivamente:

Passo 6 de 9keyboard_arrow_downkeyboard_arrow_up

c) Reações nas sapatas

Sendo assim você terá como resposta, respectivamente:

Passo 7 de 9keyboard_arrow_downkeyboard_arrow_up

c.1) sapatas da direita

Logo:

Passo 8 de 9keyboard_arrow_downkeyboard_arrow_up

c.2) sapatas da esquerda

Logo:

Passo 9 de 9keyboard_arrow_downkeyboard_arrow_up

Pequenas divergências nas respostas finais são decorrentes dos arredondamentos realizados no transcorrer da solução do problema.

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