Projeto de Máquinas - Aplicações de Cálculo Estrutural

UNIP 2020 all rights reserved Universidade Paulista Projeto de Máquinas SEMANA 12 AULA 10 Curso Engenharia Mecânica UNIP 2020 all rights reserved Projeto de Máquinas APLICAÇÕES APLICAÇÃO 1 A montagem da figura foi construída para suportar uma carga de 50 kN e foram usados na placa suporte mostrada na vista AA quatro parafusos de cabeça sextavada classe 58 com rosca M20 A placa de suporte e a viga onde esta é apoiada são feitas de aço com E 200GPa a espessura da placa é de 10 mm e a espessura da aba da viga é igual a 10mm Para Esta situação determinar a força de aperto que deve ser aplicada no parafuso para que com a carga aplicada ainda exista pressão entre a viga e a placa de suporte OBS considere que área em que será feito o aperto entre o parafuso a placa e a viga seja circular com diâmetro externo igual a duas vezes o diâmetro do parafuso cos 30 088 sin 30 05 𝜋 314 UNIP 2020 all rights reserved Projeto de Máquinas APLICAÇÕES APLICAÇÃO 2 A figura mostra um acoplamento rígido para aplicação entre eixos colineares Em um acoplamento desse tipo cuja capacidade de transmissão é 10p kW em rotação de 1500rpm está ocorrendo a mudança no número de parafusos que une as duas partes do acoplamento de 6 para 4 Nesse acoplamento sabemos que o torque transmitido entre os flanges é feito pelo atrito o raio de colocação dos parafusos no acoplamento é 80mm que os parafusos possuem 8mm de diâmetro e são da classe 56 e que o coeficiente de atrito entre todas as partes é 01 Determine o coeficiente de segurança dos novos parafusos UNIP 2020 all rights reserved Projeto de Máquinas APLICAÇÕES APLICAÇÃO 3 O fuso trapezoidal de aço de uma entrada que possui 20mm de diâmetro aplica uma força F 10 kN em uma placa de aço por sua parte inferior Desejase que de acordo com o critério de Von Misses o coeficiente de segurança no parafuso seja igual a 3 Determine sua classe de resistência para essa condição Utilizar fórmulas do final da apresentação Considere a Que a porca presa na estrutura fixa seja feita do mesmo material que o parafuso b Que o coeficiente de atrito entre os filetes seja o mesmo que o existente entre o parafuso e a placa c Que o raio de escora seja o médio entre o interno do parafuso e o do furo 𝜋 314 𝛼 𝜑 170 UNIP 2020 all rights reserved Projeto de Máquinas APLICAÇÕES UNIP 2020 all rights reserved Projeto de Máquinas APLICAÇÕES APLICAÇÃO 4 A tampa de um vaso de pressão de ferro fundido é fixada ao mesmo por meio de 10 parafusos de cabeça sextavada classe 46 com rosca M20 que aplicam no conjunto uma força total de aperto igual a 23kN Determinar a força total no parafuso e a força no conjunto quando a pressão interna no vaso for igual a 15MPa Qual o coeficiente de segurança que ocorre no parafuso OBS considere que área em que será feito o aperto entre o parafuso a placa e a viga seja circular com diâmetro externo igual a duas vezes o diâmetro do parafuso π314 Obs Usar 125mm Parafuso Vaso Tampa Junta E GPa 200 70 70 65 L pol 225 1 1 14 UNIP 2020 all rights reserved Projeto de Máquinas APLICAÇÕES APLICAÇÃO 5 A Figura mostra um vaso de pressão fechado através de uma placa de extremidade com gaxeta A pressão interna é suficientemente uniforme de modo que o carregamento dos parafusos pode ser considerado estático O fornecedor da gaxeta recomenda uma pressão de união da gaxeta de no mínimo 13 MPa este valor inclui um fator de segurança adequado para a utilização para assegurar que a junta seja à prova de vazamentos Para simplificar o problema pode desprezar os furos dos parafusos ao calcular a área da gaxeta Utilizar formulário do Shigley conforme apresentações UNIP 2020 all rights reserved Projeto de Máquinas APLICAÇÕES a Considerando que devam ser utilizados parafusos de 12 16 e 20 mm de rosca grossa e fabricados de um aço SAE classe 88 ou 98 os quais são sempre adequados determine o número de parafusos necessários b Considerando que a relação entre o espaçamento dos parafusos e o diâmetro dos parafusos não deve ser superior a 10 mm de modo a manter a pressão apropriada no flange entre os parafusos e se essa relação não deve ser inferior a 5 mm para propiciar uma distancia conveniente para as chaves de aperto padronizadas quais das dimensões de parafusos fornecidas fornecem um espaçamento satisfatório UNIP 2020 all rights reserved Projeto de Máquinas APLICAÇÕES APLICAÇÃO 6 Um perfil U de 152 x 76 tem uma viga em balanço parafusada como mostrado na figura abaixo O canal é de aço AISI 1006 laminado a quente A barra é de aço AISI 1015 laminado a quente Os parafusos de porca são M12 x 175 ISSO 58 Para um fator de projeto de 28 determine a força segura F que pode ser aplicada à viga em balanço Utilizar como referencia as tabelas da apresentação conforme Shigley UNIP 2020 all rights reserved Projeto de Máquinas APLICAÇÕES APLICAÇÃO 7 Enade 2019 Questão Discursiva 04 ANULADA Identificar Motivo UNIP 2020 all rights reserved Projeto de Máquinas APLICAÇÕES APLICAÇÃO 8 Enade 2011 Questão 27 Um acoplamento rígido tipo flange conforme mostrado na figura será usado para acoplar um motor elétrico de 135 kW e 900 rpm a um redutor de engrenagens do sistema de tração de uma esteira de transporte de calcário moído Cada um dos flanges é fixado à respectiva ponta de eixo por meio de chaveta e o acoplamento é realizado utilizandose oito parafusos igualmente espaçados distribuídos segundo um círculo de diâmetro d 300 mm conforme mostrado na figura a seguir Nessa configuração qual é a força cisalhante agindo sobre cada parafuso A 300 𝜋 𝑘𝑁 B 375 𝜋 𝑘𝑁 C 150 𝜋 𝑘𝑁 D 750 𝜋 𝑘𝑁 E 185 𝜋 𝑘𝑁 UNIP 2020 all rights reserved Projeto de Máquinas APLICAÇÕES FORMULÁRIO APLICAÇÕES DE 1 A 4 UNIP 2020 all rights reserved Projeto de Máquinas APLICAÇÕES Diâmetro Maior da Rosca Externa d Passo P Diâmetro efetivo d2 Diâmetro Menor da Rosca Diâmetro maior da Porca D Parafuso d3 Porca D3 10 3 85 65 75 105 12 3 105 85 95 125 14 4 12 95 105 145 16 4 14 115 125 165 18 4 16 135 145 185 20 4 18 155 165 205 22 5 195 165 18 225 24 5 215 185 20 245 26 5 235 205 22 265 28 5 255 225 24 285 30 6 27 235 25 305 32 6 29 255 27 325 36 6 33 295 31 365 40 7 365 325 34 405 44 7 405 365 38 445 48 8 44 395 41 485 50 8 46 415 43 505 52 8 48 435 45 525 55 9 505 455 47 555 60 9 555 505 52 605 Rosca Métrica de Movimentação Trapezoidal ISO UNIP 2020 all rights reserved Projeto de Máquinas APLICAÇÕES UNIP 2020 all rights reserved Projeto de Máquinas APLICAÇÕES UNIP 2020 all rights reserved FIM