Exercícios Resolvidos - Embreagens e Freios - Engenharia Mecânica

UNIVERSIDADE DE CAXIAS DO SUL ENGENHARIA MECÂNICA PROJETO DE SISTEMAS MECÂNICOS 2 EMBREAGEM E FREIO 1 A figura ao lado mostra um freio de sapata interna com uma dimensão R 125 mm O tambor gira no sentido horário e tem um diâmetro interno igual a 300 As sapatas têm uma largura de face de 375 mm e são ambas acionadas por uma força F 200 kN O coeficiente médio de atrito entre a lona de freio e o tambor vale 028 a Encontre a pressão máxima e indique a sapata em que ela ocorre Sapata Direita pmáxE370 kPa pmáxD712 kPa b Estime o torque de frenagem total do conjunto TE 1313 Nm TD 2524 Nm Ttotal 3837 Nm c Estime as reações resultantes nos pinos das articulações RxE 518 N e RyE 682 N RxD 915 N e RyD 3751 N 2 O freio de mão de sapata externa ilustrado ao lado dispõe de uma largura de face de 30 mm e de um coeficiente médio de atrito de 025 Para uma força atuante estimada de 400 N encontre a A pressão máxima na sapata e o torque de frenagem Pmax203kPa T388Nm b As reações resultantes no pino de articulação Rx 128 N e Ry 635 N 3 A figura ao lado representa um freio de cinta cujo tambor roda a 200 rpm em sentido antihorário O tambor tem 16 de diâmetro e está envolvido por uma cinta de 3 de largura O coeficiente de fricção é 020 e a máxima pressão de contato é 70 psi a Encontre o torque de frenagem a força necessária P e a potência de regime permanente T8203lbfpol P504lbf H26hp b Encontre a carga atuante sobre o par de mancais no ponto de pivotamento R 1346 lbf c Encontre a pressão atuante em ambas as extremidades do arco de contato p1 70 psi p2 273 psi 4 Determine as pressões máxima mínima e média atuantes num disco de embreagem quando uma força axial de 4 kN O diâmetro interno da superfície de contato vale 100 mm e o diâmetro externo 200 mm Adote a hipótese de desgaste uniforme pmáx 255 kPa pmín 1273 kPa pméd 170 kPa 5 Uma embreagem de disco único com superfície de contato em ambos os lados é requerida para transmitir uma potência de 110 kW à 1250 rpm O diâmetro externo das superfícies de contato é igual a 300 mm O Coeficiente de atrito é 04 a Com base na hipótese de pressão uniforme e limitando esta pressão à 170 kPa determine o diâmetro interno das superfícies de contato 150 mm b Considere a mesma força atuante sobre as superfícies de contato dimensionadas anteriormente e com base na hipótese de desgaste uniforme determine o máximo torque que pode ser transmitido pela embreagem 811 Nm 6 Uma embreagem de disco único com superfície de contato dupla deve ser projetada para uma aplicação automotiva cujo motor fornece 134 hp à 2400 rpm e um torque máximo de 500 Nm O raio externo do disco de atrito é 25 maior que o raio interno A intensidade de pressão atuante na placa não deve exceder 70 kPa O coeficiente de atrito vale 03 São aplicados ao sistema 8 molas helicoidais para conferir força de contato suficiente para a transmissão do torque Sabendo que cada mola tem uma rigidez igual a 40 Nmm determine as dimensões do disco de fricção e a compressão inicial das molas ri 190mm ro 237mm x 124mm 7 Uma embreagem de múltiplos discos tem 6 planos de atrito é operada hidraulicamente tem diâmetro externo de 65 e diâmetro interno de 4 O coeficiente de atrito é 024 e a pressão limitadora 120 psi a Utilize o modelo de desgaste uniforme e estime a força axial F e o torque T F1885lbf T7125lbfpol b Obtenha os torques para os diâmetros internos d2 d3 d4 d5 d6 5191 6769 7125 5853 2545 c Encontre o diâmetro dótimo e o torque correspondente dótimo 375 T 7173lbfpol 8 Uma embreagem de cone apresenta D 330 mm d 306 mm um comprimento de cone de 60 mm e um coeficiente de atrito de 026 Um torque de 200 Nm deve ser transmitido Para tal requisito estime a força atuante e a pressão de contato usando a hipótese de pressão uniforme e desgaste uniforme DU pmáx419kPa F968N PU pmáx403kPa F967N Fonte Shigley 2004 Algumas propriedades de revestimentos de freio Materiais de fricção para embreagens