Elementos de Maquina - Dimensionamento de Parafusos Rebites e Soldagem

Elementos de Máquina Trabalho 4º Bimestre 1 Um bloco de mancal E 075GPa será parafusado com porca a uma viga do mesmo aço no teto A viga tem 200mm de espessura e o mancal 100mm Os 4 parafusos usados são M16 ISO 88 Sendo a carga totl suportada de 2500kN a Dimensione o parafuso Utilize tamanhos padrão da tabela R 45mm b Encontre as rigidez do fixador e dos elementos R 7914kNm e 14118kNm c O torque da chave de aperto requerido se os conectores são lubrificados durante a montagem e a junta deve ser permanente R 872Nm d Determine os fatores de segurança embutidos contra o escoamento sobrecarga e abertura de junta R 103 149 756 e Os fatores estáticos e os fatores de segurança observáveis contra a falha por fadiga pelos critérios de Gerber Goodman e ASMEelíptico R103 285 180 180 2 Repita o exercício anterior para parafusos M36 ISO 88 a R 80mm b R 16557kNm e 50380kNm c R 28kNm d R 107 317 937 e R107 603 381 381 3 Dimensionar os rebites da junta excêntrica representada na figura usando um fator de segurança de 15 Os diâmetros dos rebites deverão ser iguais t150mm Pela ABNT NB14 𝜏1050MPa 𝜎2250MPa R 1500mm 4 A soldagem mostrada na Figura está submetida a uma força alternada de 40kN A barra e o suporte são de AISI 1010 HR 𝑆𝑢𝑡320 𝑀𝑃𝑎 o eletrodo utilizado é o E6010 Determine o coeficiente de segurança pelo método de Gerber se b100mm d 200mm e h60mm R 228 5 Repita o exercício anterior considerando carga repetitiva R 34 E 200 GPa h 20 mm hm 10 mm 4 Parafusos M 16 ISO 88 P 250 kN SP 600 MPa Sut 830 MPa Se 600 MPa a da tabela de porcas salta que pl fixador M16 é especificado uma porca cuja altura i H 148 mm e o comprimento do parafuso é dado por L t H L h hm 30 mm Resum L 30 148 L 448 mm tamanho padronizado L 45 mm da tabela 81 At 157 mm² A partir das equacao do material ob apoio tempor LT 2d 6 pl L 125 mm e d 48 mm t 81 At 157 mm² LT 2d 6 216 6 38 mm ld L LT 45 38 7 mm lt l ld 30 7 23 mm Ad pi4 16² 2011 mm² Kb Ad At E Ad lt At ld 2011 mm² 157 mm² 075 10³ Nmm² 2011 mm² 23mm 157 mm² 7mm Kb 4137 KNmm Km 05774 pi E d 2 ln 5 05774 l 05 d 03774 l 25 d submetrindo limzo Km 13730 KNm C P P total N 250 KN 4 625 KN Fλ 090 Fp pl juntas permanentes 090 At Sp 090 157 mm² 600 Nmm² 8478 KN pl parafuso lubrificado T K F i d 018 8478 KN 16 1000 m 018 8478 1000 N 16 1000 m T 2442 N m d Pb C P Kb Kb Km p 02315 645 KN 1447 KN Pm 1 C P 1 02315 645 KN 4803 KN Fs contra escoramento ηp Sp At C P F i Fp Fb 942 KN 625 02315 8478 ηp 09492 Fs contra sobressargo ηL Sp At F i Cp Fp Fi Pb 942 8478 625 02315 ηL 06512 Fs resistência do junta ηo Fi Pm 8478 4803 ηo 1765 a Gerber ηF 1 2 σa Se SetSu² 4 SeSe x Su² 2 σi Se M16 ISO 88 Se 129 MPa σa CP 2 At 07315 625 kN 2157 mm² 461 MPa σi Fi At 8478 kN 157 mm² 54010 MPa σm σa σi 5483 MPa ηF 1 2 461 129 830 830² 4 129 129 5402 830² 2 540 ηF 133 Goodmor n ηF SeSt σi σaSt Se 129 830 540 461 830 129 08467 Adome elíptico ηF Se σ0 sp² Se² Sp sp² Se² σi Sc ηF 07829 Iscamento ηp Sp σm σa 09492 2 H 31 mm altura do porco considerado M36 L l H L 10 20 31 L 61 mm comprimento padronizado e L 80 mm b da tabela 81 At 817 mm² p L 125mm x d 48 mm LT 2 d 6 ld L LT 80 2 36 6 ld 2 mm lt 30 2 mm 28 mm Ad π 4 36² 1018 mm² Kb Ad At E Ad lt At ld 207 kN mm Km 05774 π E d 2 ln 5 05774 l 05 d 05774 l 25 d 49 10⁴ KNmm c Fi 090 FD 090 817 600 4412 kN T K Fi d 018 4412 kN 36 1000 m T 2859 Nm d Pb Kb Kb Km P 02963 625 kN 1852 kN Pm 1 c P 4398 kN Fs contra encamento ηp spAt Cp F1 4066 Fs contra sol carga ηl spAt F1 Cp 2647 FS separação ólguito ηo Fi Pm 1003 d Gerber ηF 1 2 a se sut sut² 4 se se σ1 sa² 2 Vi se M36 So 129 MPa a Cp 2 At 02963 625 kN 2 817 mm² 1133 MPa Vi F1 At 540 MPa σm σa Vi 55133 MPa multituiando a se sut e Vi temon que po critério de Gerber ηF 5409 Goodman ηF se sut σm a sut So ηF 3442 Assme elipstrico ηF So σe Sρ² Se² σi² sp σi Se ηF 3183 Fp τmp τadm τadm τmp Fp analisando o pedido 1 podemos desenhar o seguinte diagrama cargo por pedido FIV 10kN 3 para encontrar o valor de F1 vamos aplicar o somatório de momento em relação a 3 Assim ΣM30 200 FIH 10kN 360 0 FIH 18kN ΣFx0 FIH F3H Assim F1 18² 103² F1 1830604N combinado τ 4 F1 Fp π d² Fp d 4 Fp F1 π τ 4 15 1830604 π 105 1825 mm σ F1 Fp t d d 1830604 15225 15 d 813 mm P satisfaçar o critério de umcgomento e esrolhomento simultaneamente conforme diametro padronizador do Normo DIN sera escolhido φR 20 mm nF 12 SU Tm² Ta Tse 1 1 2 Tm Sse Su Tqe²² Sse 0577 Sut Ka Kb Kc Kd Ke Kf Su 067 Sut 067 320 MPa 2144 MPa Ta KfD Fa A Tm Kfm Fm A do tabulo A18 P material 1010 sut 320 MPa pl método 6010 sut 430 MPa Jy 340 MPa pelo tabulo 95 o fator de concentração de fadiga é KfD 27 da tabela 62 Ka 272 320⁰⁹⁹⁵ 0875 Area de esrolhomento caso 3 tabela 92 A 1414 600 10 A 8484 mm² pl flexao Ke 1 Kd Kc Kf1 Kb 1 pl tensão esrolhomento uniforme no garganta Assim Sse 0875 1 1 1 1 320 MPa 280 MPa τa KfD Fa A 27 4000 N 8484 mm² 1273 MPa τm 0 pl τm0 nF Sse τa 280 MPa 1273 MPa 22 τa τm Kfm Fa A 2 2000 N 8484 mm² 4715 MPa Kfm 2 resiste esrolhomento primario esta presente ηF 12 2144 47152 4715 280 1 1 2 4715 280 2144 47152 ηF 312