Lista Freios 2-2021 2

Universidade Tecnológica Federal do Paraná - UTFPR Departamento Acadêmico de Mecânica - DAMEC Elementos de Máquinas II ME38N Prof. Dr. Carlos Henrique da Silva Freios 2 1) No estudo dos parâmetros de uma embreagem de um sistema de transmissão por correias planas utilizado para girar um moinho de bolas, apresentado nas figuras abaixo, determine: a) A inércia de carga (wk2) da polia 2 fabricada em alumínio; b) A inércia efetiva total (wke 2) do sistema (a ser considerada no projeto da embreagem); c) O tempo (t) necessário para acelerar o sistema. Dados:  Torque aplicado = 50 N.m  Inércia do corpo (armadura) da embreagem = 0,091 N.m2  Rotação do motor = 1760 rpm  Rotação do eixo 2 = 550 rpm  aço carbono = 78000 N/m3  alumínio = 27100 N/m3  Polia maciça (alumínio) o Diâmetro = 162,5 mm o Largura = 110 mm  Eixo 1 (aço carbono) o Diâmetro = 30 mm o Comprimento = 200 mm  Eixo 2 (aço carbono) o Diâmetro = 76 mm o Comprimento = 200 mm Polia 2 2) Calcular o torque requerido para acelerar somente o sistema (redutor – tambor) da figura ao lado, sabendo que a velocidade do motor é 1750 rpm e o tempo necessário para atingir esta velocidade é de 1,5 segundos.  Desconsiderar a inércia do corpo da embreagem;  Todos os componentes são fabricados em aço carbono; Obs.: Todas as dimensões estão em mm  Calcule este mesmo torque, caso a embreagem fosse montada no eixo 2 (entre a engrenagem B e o tambor). Universidade Tecnológica Federal do Paraná - UTFPR Departamento Acadêmico de Mecânica - DAMEC Elementos de Máquinas II ME38N Prof. Dr. Carlos Henrique da Silva Freios 2 3) O dispositivo da figura abaixo deve ser freado de 1000 rpm até zero em dois segundos. Determine a pressão atuante durante a frenagem e a potência dissipada em cada pastilha do freio a disco (pressão uniforme), admitindo que o motor elétrico acoplado ao eixo de entrada não desliga durante o processo de frenagem. Dados:  Todos os elementos são de aço carbono;  Todas as dimensões em mm;  Somente o anel interno dos rolamentos gira;  3 jogos de pastilhas de metal sinterizado;  Rotação do eixo: 1000 rpm  Raio interno da pastilha = 50 mm  Raio externo da pastilha = 95 mm  Ângulo de abertura das pastilhas = 60º  Raio do disco de freio = 100 mm  Espessura do disco de freio = 5 mm  Admitir que o contato é a seco  O momento torçor no eixo da engrenagem maciça é de 60 N.m  A inércia de carga do restante do equipamento (o qual gira a 200 rpm) é de 20 N.m2 “Qual seria a redução percentual da pressão atuante, se o motor fosse desligado durante a frenagem?” 4) O tambor de um guincho deve descer uma carga de até 257 kg a uma velocidade constante de 0,25 m/s. Deve- se utilizar para isto, um freio de duas sapatas curtas externas. Calcule: a) Torque de frenagem (M) para promover a parada deste sistema em 0,25 segundos; b) A Força de frenagem (F); c) A largura da sapata (w). Obs.: Desconsiderar a inércia do tambor do freio. Dados:  sapatas de composto  contato a seco  ângulo de contato = 25º  a = 80 mm  b = 200 mm  c = 30 mm  R = 150 mm  Todos os elementos são fabricados em aço carbono. Universidade Tecnológica Federal do Paraná - UTFPR Departamento Acadêmico de Mecânica - DAMEC Elementos de Máquinas II ME38N Prof. Dr. Carlos Henrique da Silva Freios 2 5) A correia transportadora mostrada na figura ao lado, se move a uma velocidade de 0,4 m/s. A combinação de peso da correia e dos caixotes é de 625 N. Calcule a inércia de carga equivalente (wke 2) deste sistema em relação ao eixo de acionamento. RESPOSTAS: 1. (a) 12,92 N.m2 (b) 3,028 N.m2 (c) 1,13 segundos 2. T= 138,5 N.m T(2ª montagem) = N.m 3. T = 91,6 N.m P = 397,7 kPa/pastilha N = 1,6 kW/pastilha Redução de ~65% 4. (a) T = 286 N.m (Tinércia = 30,1 N.m - WKe2 total = 29,98 N.m2) (b) F = 1511,9 N.m (c) w = 62 mm 5. WKe2 = 10,08 N.m2 Propriedades dos materiais de atrito Material Coeficiente de Atrito Cinético (x aço carbono) Pressão Máxima de Trabalho (pressão limite) Temperatura Máxima Seco Óleo [Psi] [kPa] [°C] Composto Moldado 0,25 – 0,45 0,06 –0,1 150 – 300 1035 – 2070 260 Tecido ou Trançado 0,25 – 0,45 0,08 –0,1 50 – 100 345 – 690 260 Metal Sinterizado 0,15 – 0,45 0,05 –0,08 150 – 300 1035 – 2070 677 Cortiça 0,3 – 0,5 0,15 –0,25 8 – 15 35 – 100 93 Madeira 0,2 – 0,45 0,12 –0,16 50 – 90 345 – 620 150 Ferro Fundido 0,15 – 0,25 0,03 –0,06 100 – 250 690 – 1725 316 Papel Resinado – 0,1 –0,15 5 35 93 Resina Grafitada – 0,1 –0,14 5 35 – Feltro 0,22 0,18 5 – 10 35 – 70 138 Couro 0,30 – 0,40 0,12 – 0,15 10 - 40 70 – 280 93