8/18/2019 Aula 24-Rev 01 http://slidepdf.com/reader/full/aula-24-rev-01 1/16 FACENS MÁQUINAS DE ELEVAÇÃO E TRANSPORTE DE CARGAS AULA 24 PROF. RONALDO ANTONIO OLIVA DATA: 28/10/06 1.0 - MECANISMO DE TRANSLAÇÃO: C LCULO DO EIXO DA RODA DA PONTE 1.1 - Esquema do eixo da roda da ponte rolante S1 Rmáx.rp DADOS: MATERIAL - SAE 1045 Tensão ruptura: σrup.= 5870 kgf/cm^2 Grupo de mecanismo da translação: 1Bm a 5m Caso solicitação: 1 a 3 Reação máxima na roda da ponte: (kgf) X1 C/2 C 1.2 - Tensão adm. Ruptura / fadiga: 1.2.1 - Tensão adm. Ruptura ( σadm.rup. ) σadm.rup. = σrup. / ( q x Fsr ) ( kgf/cm^2 ) 1.2.2 - Coeficiente de possibilidade ( q ) / Fator de serviço ( Fsr ) / Coeficiente de majoração ( Kδ ) Coef. possib.( q ) / maj. ( Kδ ) Fator de serviço ( Fsr ) Gr Caso solicitação Fsr mec. Caso I e II 2,8 1Bm 1 1 Caso III 2 1Am 1 1 2m 1,12 1,06 Caso solicitação: 3m 1,25 1,12 Caso I - Operação normal 4m 1,4 1,18 Caso II - Operação c/ vento 5m 1,6 1,25 Caso III - Excepcionalidade 1.2.3 - Tensão adm. Fadiga ( σadm.fad. ) σadm.fad. = 0,5xσrup. / Kfad.( kgf/cm^2 ) Kfad. = Kd x Ks x Kc x Ku 1.2.4 - Coeficiente de dimensão ( Kd ) / Coeficiente de forma ( Ks ) / Coeficiente de rugosidade ( Kc ) / Coeficiente de corrosão ( Ku ) Coeficiente de dimensão ( Kd ) d (mm) 10 20 30 50 100 200 400 Kd 1 1,1 1,25 1,45 1,65 1,75 1,8 q Kδ d 1 r1 d d 1
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Gr Caso solicitação Fsr mec. Caso I e II 2,81Bm 1 1 Caso III 21Am 1 12m 1,12 1,06 Caso solicitação:3m 1,25 1,12 Caso I - Operação normal4m 1,4 1,18 Caso II - Operação c/ vento5m 1,6 1,25 Caso III - Excepcionalidade
1.2.3 - Tensão adm. Fadiga ( σadm.fad. )
σadm.fad. = 0,5xσrup. / Kfad. ( kgf/cm^2 ) Kfad. = Kd x Ks x Kc x Ku
1.2.4 - Coeficiente de dimensão ( Kd ) / Coeficiente de forma ( Ks ) /Coeficiente de rugosidade ( Kc ) / Coeficiente de corrosão ( Ku )
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2.0 - MECANISMO DE TRANSLAÇÃO: C LCULO DO ROLAMENTO DA RODA DA PONTE
Rolamento Auto-Compensador de Rolos
2.1 - Verificação da capacidade dinâmica do rolamento (hr)
L10h = 10^6 x ( Crol. / Peq. )^Pk > L10h adm
60 x Nrp
- L10h adm: Função do grupo de mecanismo da translação (hr) - Nrp: Rotação da roda da ponte (rpm) - Pk: Para rolamentos auto-compensador de rolos - 10/3 - Crol.: Conforme catálogo do rolamento SKF (kgf). - Peq: Força equivalente (kgf)
Peq = Mcub. x ( Rmáx.rp / 2 ) + Y1 x Fa
- Rmáx.rp: Reação máxima na roda da ponte (kgf)- Fa: Força axial - KFa x ( Mcub. x Rmáx.rp ) (kgf)- KFa: Coef. p/ det. da reação transversal na roda da ponte - Mcub.: Média cúbica convencional - Y1: Conforme catálogo do rolamento SKF
2.2 - Verificação da capacidade estática do rolamento (kgf)
- P0eq: Força estática equivalente (kgf)
P0eq = Mcub. x ( Rmáx.rp / 2 ) + Y0 x Fa < C0rol. Adm
- Y0: Conforme catálogo do rolamento SKF - C0rol. adm: Conforme catálogo do rolamento SKF (kgf)
2.3 - Coef. p/ determinação da reação transversal na roda da ponte (KFa)
a
0.20 Onde: - KFa: Coef. p/ det. da reação transversal
0.15 na roda da ponte
- Vpon.: Vão da ponte (m)0.10 - Lpon.: Distancia entre rodas da ponte (m)
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3 - MECANISMO DE TRANSLAÇÃO: CÁLCULO DA POTÊNCIA DO REDUTOR
3.1 - Cálculo da redução necessária no redutor do mecanismo de translação:
Ired.t = Nmtrans. / Nrp
- Nrp: Rotação na roda da ponte (rpm) - Nmtrans.: Rotação do motor da translação (rpm)
3.2 - Cálculo da potência necessária na entrada no redutor do mec. de transl.:
Pred.trans. = ( Pmrt + Pmat ) x f red.trans. ( CV ) Rt x Nmt
- Pmrt: Potência de regime do motor da translação ( CV )
- Pmat: Potência de aceleração do motor da translação ( CV ) - Nmt: Quant. de motores na translação - Nmt = 2.0 - Rt: Fator partida p/ motor de gaiola - Rt = 1.5 ( C/ Inversor de frequência )
3.2.1 - f red.trans.: Fator de serviço - Conforme catálogo do redutor SEW.
f red.trans. = f s x f s1 x f s2
- f s: Fator de serviço normal• II Choques moderados ou fator de aceleração das massa < = 3.0
• Classe de partida - 150 man/h • Regime de trabalho - 8 horas/dia
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- f s1: Fator de serviço em função da temperatura, Diagrama 1• II Choques moderados ou fator de aceleração das massas < = 3.0 • Temperatura ambiente 40 °C
- f s2: Fator de serviço em função da duração do serviço, Diagrama 2 • Intermitência (% ED) - 40%
3.3 - Cálculo do torque requerido na saída do redutor do mec. de translação:
Tred.trans.
= ( 75x
60x 9,8
x P
red.trans.)
x ηred.trans.( Nm ) 2 x π x Nrp
- Pred.trans.: Potência necessária na entrada no redutor da translação (CV) - Nrp: Rotação na roda da ponte (rpm)
- ηred.trans.: Rendimento do redutor da translação
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4.0 - MECANISMO DE TRANSLAÇÃO: C LCULO DO P RA-CHOQUE DA PONTE
4.1 - Cálculo da energia cinetica para 100% Vtrans.:
E100%Vtrans. = [(( Vpon. - e ) / Vpon. ) x ( Qo + Qc ) + ( Qp / 2 )] x ( Vtrans. / 60 )^2 / Npp
- Vpon. = Vão da Ponte Rolante (m) - e = Dist. da Carga + Carro a roda da ponte (m) - Qo: Peso do acessório (kg)- Qc: Peso próprio do carro (kg)- Qp: Peso próprio da ponte rolante (kg)- Vtrans.: Velocidade de translação (m/min)- Npp: Número de pára-choques por lado da ponte - Npp = 2.0- Adotar pára-choque do tipo Neoprene
- Dnom. pp: Diâmetro nominal (mm) - Conforme catálogo da Wampfler. - Eadm pp: Energia adm (Nm) - Conforme catálogo da Wampfler.
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EXEMPLO - 01:
Ponte Rolante para transporte de materiais, trabalhando em galpão fechado c/ temp.máx. de 40 °C, utilizado regularmente em serviço intermitente, espera-se uma vida
de 10anos, trabalhando 8h/dia ( Elevação 21,58%, Direção 21,58%, Transl. 10,96%e Stand-by 45,88%), 365 dias/ano, c/ um ciclo de trabalho total estimado de8,8min/ciclo.O equipamento raramente levanta carga nominal de 25,0 ton e normalmente c/cargas de ordem de 1/3 da carga nominal.O vão da ponte rolante é de 15,0m e aproximação máxima do carro de 1,5m.Trabalha-se na elevação com uma velocidade de 10,0 m/min.Trabalha-se na direção com uma velocidade de 20,0 m/min.Trabalha-se na translação com uma velocidade de 40,0 m/min.
Dados do exercício:
- Vtrans. = Velocidade de translação: 40 ( m / min ) - Drp = Diâmetro da roda da ponte: 400 ( mm ) - Rmáx.rp = Reação máx. roda ponte: 18581 ( kgf ) - Vpon. = Vão da Ponte Rolante: 15 ( m ) - Lpon. = Distância entre rodas da ponte: 4,589 ( m ) - Nrp = Número de rodas da Ponte Rolante: 4,0 - Grupo de mecanismo da translação: 1Am 3200 ( hr ) - Nmtrans. = Rotação do motor da translação: 1730 ( rpm )
- Pmrt = Potência de regime do motor da translação: 3,27 ( CV ) - Pmat = Potência de aceleração do motor da translação: 6,20 ( CV ) - Nmt = Quant. de motores na translação: 2,0 - Rt = Fator partida p/ motor de gaiola (C/ Inversor de freq.): 1,5 - Q = Carga útil: 25000 ( kgf ) - Qo = Peso do acessório: 340 ( kgf ) - Qc = Peso próprio do carro: 7090 ( kgf ) - Qp = Peso próprio da ponte: 14499 ( kgf ) - e = Dist. da Carga + Carro ao apoio a roda da Ponte: 1,5 ( m )
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7 - EXEMPLO - 01: C LCULO DA POT NCIA DO REDUTOR
7.1 - Cálculo da redução necessária no redutor do mecanismo de translação:
Ired.t = Nmtrans. / Nrp 54,3
- Nrp = Rotação da roda da ponte: 31,8 ( rpm )- Nmtrans. = Rotação do motor da translação: 1730 ( rpm )
7.2 - Cálculo da pot. necessária na entrada no redutor do mec. de translação:
Pred.trans. = ( Pmrt + Pmat ) x f red.trans. 4,97 ( CV ) Rt x Nmt
- Pmrt = Potência de regime do motor da translação: 3,27 ( CV )
- Pmat = Potência de aceleração do motor da translação: 6,20 ( CV ) - Nmt = Quant. de motores na translação: 2,0 - Rt = Fator partida p/ motor de gaiola (C/ Inversor de freq.): 1,5
7.2.1 - f red.trans.: Fator de serviço - Conforme catálogo do redutor SEW.
f red.trans. = f s x f s1 x f s2 1,575
- f s: Fator de serviço normal f s = 1,25 • II Choques moderados ou fator de aceleração das massa < = 3.0
• Classe de partida - 150 man/h • Regime de trabalho - 8 horas/dia
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- f s1: Fator de serviço em função da temp., Diagrama 1 f s1 = 1,4 • II Choques moderados ou fator de aceleração das massas < = 3.0 • Temperatura ambiente 40 °C
- f s2: Fator de serviço em função da duração do serviço, Diagrama 2
• Intermitência (% ED) - 40%f s2 = 0,9
7.3 - Cálculo do torque requerido na saída do redutor do mec. de translação:
Tred.trans. = ( 75 x 60 x 9,8 x Pred.trans. ) x ηred.trans. 1048 ( Nm ) 2 x π x Nrp
- Pred.trans.: Pot. necessária na entrada no redutor da translação: 4,97 ( CV ) - Nrp = Rotação da roda da ponte: 31,8 ( rpm )- ηred.trans.: Rendimento do redutor da translação: 0,9557
- Ired.t = Redução necessária no redutor da translação: 54,3
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8.0 - EXEMPLO - 01: C LCULO DO P RA-CHOQUE DA PONTE ROLANTE
8.1 - Cálculo da energia cinetica para 100% Vtrans.:
E100%Vtrans. = [(( Vpon. - e ) / Vpon. ) x ( Qo + Qc ) + ( Qp / 2 )] x ( Vtrans. / 60 )^2 / Npp
E100%Vtrans. = 3097 ( Nm )
- Adotar pára-choque do tipo: Neoprene - Vpon. = Vão da Ponte Rolante: 15 ( m ) - e = Dist. da Carga + Carro a roda da ponte: 1,5 ( m ) - Qo = Peso do acessório: 340 ( kg ) - Qc = Peso próprio do carro: 7090 ( kg ) - Qp = Peso próprio da ponte: 14499 ( kg ) - Vtrans. = Velocidade de translação: 40 ( m / min )
- Npp: Número de pára-choques por lado da ponte: 2,0
Conforme catálogo da Wampfler: - Pára-choque do tipo Neoprene: 017110-160 - Dnom. pp = Diâmetro nominal: 160 ( mm ) - Eadm. pp = Energia adm: 3200 ( Nm )