relatório técnico esteira identificadora
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ESCOLA TÉCNICA ESTADUAL
MARTIN LUTHER KING
TÉCNICO EM MECATRÔNICA
GOVERNO DO ESTADO DE SÃO PAULO
ESTEIRA IDENTIFICADORA
Técnico responsável: GUSTAVO H. DAVID SILVA - CREA 60.012
SÃO PAULO
2º SEMESTRE DE 2016
SUMÁRIO
1. DESENHO DO CONJUNTO GERAL ........................................................... 1
2. ESQUEMA MECÂNICO PARA O ACIONAMENTO .................................... 2
3. PROGRAMAÇÃO CLP ................................................................................. 3
4. ANÁLISE DOS ESFORÇOS ATUANTES .................................................... 4
5. VALORES ADOTADOS (PESQUISA DE CAMPO) ..................................... 4
6. FORMULÁRIO TÉCNICO ............................................................................. 5
7. SELEÇÃO DOS PRINCIPAIS MATERIAIS ................................................ 16
1
1. DESENHO DO CONJUNTO GERAL
2
2. ESQUEMA MECÂNICO PARA O ACIONAMENTO:
Onde:
M = Motor elétrico trifásico;
P1 e P2 = Acoplamentos;
A a J = Mancais;
I, II, III, IV = Eixos (para suportarem as ECDR’s);
1 a 4 = ECDR’s;
ET = Esteira;
ROL = Rolete motriz;
Ftr = Força tangencial no rolete;
Seta = Sentido de giro da máquina.
3
3. PROGRAMAÇÃO CLP:
4
4. ANÁLISE DOS ESFORÇOS ATUANTES:
Posição 3 = Suporte dos atuadores
Esforços = Flexão;
Posição 4 = Base fixadora da esteira
Esforços = Compressão;
Posição 12 = Lençol da esteira
Esforços = Tração;
Posição 13 = Rolete
Esforços = Torção e flexão;
Posição 17 = Caixa do mancal
Esforços = Compressão;
Posição 18 = Painel lateral
Esforços = Compressão
5. VALORES ADOTADOS (PESQUISA DE CAMPO):
D1 = 50 mm (Diâmetro ECDR 1);
D2 = 150 mm (Diâmetro ECDR 2);
D3 = 40 mm (Diâmetro ECDR 3);
D4 = 160 mm (Diâmetro ECDR 4);
µ = 0,5 (coeficiente de atrito);
Rrol = 50 mm;
nm = 900 RPM;
nrol = 75 RPM;
m1,2 = 2 mm;
5
m3,4 = 2 mm;
P = 170g (por lata de ervilha) = 170gf;
N = 170gf (por lata de ervilha);
N = 1,7 Kgf = 2Kgf (para 10 latas);
Frequência = 60Hz.
6. FORMULÁRIO TÉCNICO:
a) Relação de transmissões parciais (i1,2 e i3,4):
i1,2 =
i1,2 =
i1,2 = 3
i3,4 =
i3,4 =
i3,4 = 4
Relação de transmissão total:
iTOT= i1,2 x i3,4
iTOT= 3 x 4
iTOT= 12
6
Onde:
D1 = diâmetro primitivo da engrenagem motora 1 (mm);
D2 = diâmetro primitivo da engrenagem movida 2 (mm);
D3 = diâmetro primitivo da engrenagem movida 3 (mm);
D4 = diâmetro primitivo da engrenagem movida 4 (mm);
iTOT = relação de transmissão total.
b) Rendimento de uma transmissão com dois pares de engrenagens
(ŋg):
ŋg = (ŋECDR)n1 x (ŋMANCAL)n2
Onde:
ŋg = Rendimento global;
ŋECDR = Rendimento da ECDR (98%);
ŋMANCAL = Rendimento do mancal (99%);
n1 = Número de pares de ECDR’s;
n2 = Número de mancais.
ŋg = (0,98)2 x (0,99)10
ŋg = (0,9604) x (0,9044)
ŋg = 0,869
ŋg = 87%
7
c) Força aplicada no rolete (Frol):
Frol = µ . N
Onde:
µ = Coeficiente de atrito;
N = Força normal sobre o rolete.
Frol = 0,5 . 2 Kgf
Frol = 1 Kgf
d) Definição do torque necessário junto a uma esteira (Mtrol):
Mtrol = Frol . Rrol
Onde:
Mtrol = Torque necessário junto a uma esteira;
Rrol = Raio do rolete = 5cm (adotado).
Mtrol = 1 Kgf . 5 cm
Mtrol = 5 Kgf.cm
e) Potência necessária junto de uma esteira (Ne):
Ne (CV) = nrol (RPM) . .
Onde:
Ne = Potência necessária junto a uma esteira
nrol = Rotações no rolete
Ne (CV) = 75 RPM . .
.
Ne (CV) = 0,005 CV
f) Potência do motor para acionar uma esteira (Nm):
Nm = ŋ
8
Onde:
Nm = Potência mínima para o motor;
Ne = Potência no rolete para mover a carga na esteira.
Nm = ,
,
Nm = 0,0057 CV
Nm = 0,25 CV (padronizado conf. catalogo de motores)
g) Dimensionamento de uma engrenagem ECDR:
Dimensionamento das ECDR’s 1,2:
Onde:
hd1,2 = 1,25 . m = 1,25 . 2 mm = hd1,2 = 2,5 mm
ha1,2 = m = ha1,2 = 2 mm
1. Números de dentes:
Z =
Onde:
Z = Número de dentes;
D = Diâmetro primitivo;
m = Módulo.
Z1 =
Z1 = 25 dentes
9
Z2 =
Z2 = 75 dentes
2. Diâmetro externo:
De = D + (2 . ha)
Onde:
De = Diâmetro externo;
D = Diâmetro primitivo;
ha = Adendum.
De1 = 50 mm + (2 . 2 mm)
De1 = 50 mm + 4 mm
De1 = 54 mm
De2 = 150 mm + (2 . 2 mm)
De2 = 150 mm + 4 mm
De2 = 154 mm
3. Diâmetro interno:
Di = D – (2 . hd)
Onde:
Di = Diâmetro interno;
D = Diâmetro primitivo;
hd = Dedendum.
10
Di1 = 50 mm – (2 . 2,5 mm)
Di1 = 50 mm – 5 mm
Di1 = 45 mm
Di2 = 150 mm – (2 . 2,5 mm )
Di2 = 150 mm – 5 mm
Di2 = 145 mm
4. Altura do dente:
H = hd + ha
Onde:
H = Altura do dente;
hd = Dedendum;
ha = Adendum.
H1,2 = 2,5 mm + 2 mm
H1,2 = 4,50 mm
5. Largura do dente:
L = 6 . m
Onde:
L = Largura do dente;
m = Módulo.
L1,2 = 6 . 2 mm
L1,2 = 12,00 mm
11
6. Passo:
P = m . π
Onde:
P = Passo;
m = Módulo.
P1,2 = 2 mm . 3,14
P1,2 = 6,28 mm
7. Espessura do dente:
E = 0,49 . P
Onde:
E = Espessura do dente;
P = Passo.
E1,2 = 0,49 . 6,28 mm
E1,2 = 3,07 mm
8. Vão do dente:
V = 0,51 . P
Onde:
V= Vão do dente;
P = Passo.
V1,2 = 0,51 . 6,28 mm
V1,2 = 3,21 mm
12
Dimensionamento das ECDR’s 3,4:
Onde:
ha3,4 = m = 2 mm
ha3,4 = 1,25 . m = 1,25 . 2 mm = 2,5 mm
1. Número de dentes:
Z =
Onde:
Z = Número de dentes;
D = Diâmetro primitivo;
m = Módulo.
Z3 =
Z3 = 20 dentes
Z4 =
Z4 = 80 dentes
2. Diâmetro externo:
De = D + (2 . ha)
13
Onde:
De = Diâmetro externo;
D = Diâmetro primitivo;
m = Módulo.
De3 = 40 mm + (2 . 2 mm)
De3 = 40mm + 4 mm
De3 = 44 mm
De4 = 160 mm + (2 . 2 mm)
De4 = 160 mm + 4 mm
De4 = 164 mm
3. Diâmetro interno:
Di = D – (2 . hd)
Onde:
Di = Diâmetro interno;
D = Diâmetro primitivo;
hd = Dedendum.
Di3 = 40 mm – (2 . 2,5 mm)
Di3 = 40 mm – 5 mm
Di3 = 35 mm
Di4 = 160 mm – (2 . 2,5 mm)
Di4 = 160 mm – 5 mm
Di4 = 155 mm
14
4. Altura do dente:
H = hd + ha
Onde:
H = Altura do dente;
hd = Dedendum;
ha = Adendum.
H3,4 = 2,50 mm + 2 mm
H3,4 = 4,50 mm
5. Largura do dente:
L = 6 . m
Onde:
L = Largura do dente;
m = Módulo.
L3,4 = 6 . 2 mm
L3,4 = 12,00 mm
6. Passo:
P = m . π
Onde:
P = Passo;
m = Módulo.
15
P3,4 = 2 mm . 3,14
P3,4 = 6,28 mm
7. Espessura do dente:
E = 0,49 . P
Onde:
E = Espessura do dente;
P = Passo.
E3,4 = 0,49 . 6,28 mm
E3,4 = 3,07 mm
8. Vão do dente:
V = 0,51 . P
Onde:
V = Vão do dente;
P = Passo.
V3,4 = 0,51 . 6,28 mm
V3,4 = 3,21 mm
16
7. SELEÇÃO DOS PRINCIPAIS MATERIAIS:
a) ABNT 1020
Aço ao carbono com baixo teor de carbono.
Justificativas técnicas:
Bom limite de resistência para as finalidades nas quais será empregado;
Baixa dureza;
Boa ductilidade;
Fácil soldabilidade.
Justificativa econômica:
Baixo custo para a obtenção e facilidade em gerar formatos bem como em
unir por soldagem.
b) ABNT 52100
Aço liga para beneficiamento com 1% Carbono, apresentando também
Cromo e Molibdênio.
Justificativas técnicas:
Elevado limite de resistência após o beneficiamento;
Elevada dureza de resistência após o beneficiamento;
Excelente resistência ao desgaste;
17
Justificativa econômica:
Custo ajustado à elevada expectativa de vida útil que consegue propiciar a
um mancal de rolamento que irá operar 24 horas por dia.
c) FC 300
Ferro fundido cinzento com um limite de resistência de 300N/mm² e com
uma composição química na qual prevalecem Fe, C e Si.
Justificativas técnicas:
Boa fluidez no molde de fundição;
Limite de resistência adequado com a sua utilização nesse projeto;
Bom nível de dureza;
Favorece a obtenção de formas e medidas por usinagem.
Justificativa econômica:
Viabiliza a fundição de peças pequenas com formatos simples ou
complexos em grandes quantidades por dia diminuindo a necessidade de
muitos processos de fabricação posteriores.
d) ABNT 4140
Aço liga para beneficiamento com baixo teor em liga (cromo e molibdênio)
e médio teor de carbono.
Justificativas técnicas:
Elevado limite de resistência após o beneficiamento;
Elevada dureza após o beneficiamento;
Excelente resistência ao desgaste.
18
Justificativa econômica:
Custo ajustado à elevada expectativa de vida útil que consegue propiciar a
um eixo que irá operar 24 horas por dia.
e) ABNT 1030
Aço ao carbono com médio teor de carbono.
Justificativas técnicas:
Utilizado em peças pequenas de moderada resistência;
Pouco mais resistente e duro que os aços com menor teor de carbono;
Favorece a obtenção de formatos diversos por usinagem.
Justificativa econômica:
Baixo custo para a obtenção.
f) ABNT 1040
Aço ao carbono com médio teor de carbono.
Justificativas técnicas:
Bom limite de resistência para as finalidades nas quais será empregado;
Boa resposta à têmpera;
Boa usinabilidade;
Boa dureza após tratamento térmico.
19
Justificativa econômica:
Baixo Custo para a obtenção e ótimo aperfeiçoamento das propriedades
principais após um tratamento térmico.
g) Nylon 6.6
Plástico de engenharia obtido da poliamida 6.6, modificada, fabricada
através do processo de extrusão, sendo tratado termicamente, o que
possibilita uma estrutura cristalina, uniforme e livre de tensões internas.
Justificativas técnicas:
Baixo peso específico (1,14g/cm³);
Alta resistência ao desgaste e à abrasão;
Ponto de fusão elevado;
Permite aditivação e tratamentos;
Excelente isolamento térmico e elétrico;
Boa resistência a agentes químicos;
Temperatura de trabalho – 30 a 110°C;
Tenacidade;
Facilidade de usinagem;
Excelente resistência ao desgaste.
Justificativa econômica:
Baixo custo para obtenção da matéria prima e facilidade em gerar formatos
com o material.
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