1-Resumo:Esta ATPS tem como objetivo a favorecer a aprendizagem da disciplina de Elementos de Mquinas, estimulando a corresponsabilidade do aluno pelo aprendizado eficiente, vivncia de trabalho em equipe, aplicando na prtica os conhecimentos adquiridos em sala de aula.

2. SUMRIO 1. Resumo.....................................................................................12. Sumrio.....................................................................................23. Desafio......................................................................................34. Etapa 1......................................................................................44.1. Etapa 1 Passo 1...........................................................44.2. Etapa 1 Passo 2...........................................................44.3. Etapa 1 - Passo 3............................................................65. Etapa 2........................................................................................65.1. Etapa 2 Passo 1 ...........................................................65.2. Etapa 2 Passo 2............................................................65.3. Etapa 2 Passo 3............................................................76. Etapa 3.......................................................................................76.1. Etapa 3 Passo 1 ...........................................................76.2. Etapa 3 Passo 2...........................................................96.3. Etapa 3 Passo 3...........................................................107. Etapa 4.......................................................................................117.1. Etapa 4 Passo 1 ...........................................................118. Dados Bibliogrficos.................................................................14

3-DESAFIOElementos de mquinas so os elementos encontrados em todas as mquinas existentes. Com esses elementos obtemos o funcionamento e a vida til das mquinas atravs de eixos, parafusos, mancais, engrenagens, etc.Na maioria das vezes esses elementos seguem normas de padronizao, podendo ocorrer variaes para ajuste e melhoramento do processo das mquinas.Como desafio para esta ATPS, a equipe foi designada para encontrar uma soluo de transporte de uma carga fabricada. Essa equipe deve construir um guindaste para transportar um conjunto de caixas que foram fabricadas para dentro do container.No momento essa empresa est em conteno de custos e no pode fazer a aquisio de um guindaste, por isso ele deve ser construdo, levando em considerao todos os esforos envolvidos e os dados levantados.

4-ETAPA 14.1- Passo 1Somatria Valor CargaNomes e RA dos integrantes do Grupo:Jos Jair da Rosa - 3724701239Airton Azevedo Junior - 3246554762Clelio Henrique 3257572090Cleverson William 3257573710Osmar Molinari 3284576848Wanessa Florentino -32260230789+2+0+0+8+8=272+7=9 >> 8500 lbf.8500 lbf x 4,45= 37825N >>37,82KN4.2-Passo 2Deformao Elstica: a falha que ocorre quando a deformao elstica em um componente de mquina, causada pela imposio de cargas ou temperaturas de operao, se torna suficientemente elevada para interferir com a capacidade da mquina em executar satisfatoriamente a sua funo requerida.Escoamento: a falha que ocorre quando a deformao plstica em um componente dctil da mquina, causada pelas cargas de operao impostas ou movimentos, se torna elevada o suficiente para interferir com a capacidade da mquina em executar satisfatoriamente a sua funo requerida.Indentao: a falha que ocorre quando foras estticas entre duas superfcies curvas em contato resultam em escoamento de um ou de ambos os componentes acoplado, para produzir uma descontinuidade superficial permanente e de tamanho significativo. Por exemplo, se uma esfera de rolamento carregada estaticamente, de modo que a esfera seja forada a indentar (marcar) permanentemente a pista de rolamento pelo escoamento plstico localizado, diz-se que a pista est indentada (marcada). A subsequente operao de rolamento deve resultar em um aumento intolervel de vibrao, rudo e aquecimento, portanto, a falha ter ocorrido.Fratura Frgil: a falha que ocorre quando a deformao elstica, em um componente de mquina que apresenta comportamento frgil, conduzida ao extremo, de modo que as ligaes interatmicas primrias so quebradas e o componente se separa em duas ou mais partes. Defeitos preexistentes ou crescimento de trincas propiciam stios de iniciao para uma rpida propagao de trincas e falhas catastrficas, deixando uma superfcie de fratura granular e multifacetada.Fadiga: o termo geral aplicado a separao repentina e catastrfica de um componente de mquinas em duas ou mais partes, como resultado da aplicao de cargas ou deformaes variveis por um perodo de tempo. A falha ocorre por meio da iniciao e propagao estvel de uma trinca, at que esta se torne instvel e se propague repentinamente at a falha. Os carregamentos e as deformaes que causam a falha por fadiga so tipicamente muito inferiores aqueles da falha por carregamento esttico.Corroso: um termo muito amplo, implicando que uma pea da mquina se torna incapaz de desempenhar a funo pretendida por causa de uma deteriorao no desejada do material, como resultado de uma interao qumica ou eletroqumica com o meio ambiente. A corroso, frequentemente, interage com outros modos de falha, tais como o desgaste ou fadiga. As muitas formas de corroso incluem: Ataque qumico direto, talvez o tipo mais comum de corroso, envolve o ataque corrosivo da superfcie da pea da mquina, exposta ao meio corrosivo, quase uniformemente sobre toda superfcie exposta. Corroso galvnica uma corroso eletroqumica acelerada, que ocorre quando dois metais dissimilares em contato eltrico se tornam parte de um circuito completada por uma poa de conexo ou filme de eletrlito ou meio corrosivo, levando a um fluxo de corrente que resulta em corroso. Corroso por fenda o processo de corroso acelerado, altamente localizado dentro de fendas, trincas ou juntas, regies onde um pequeno volume de soluo estagnada aprisionado em contato com o material corrodo. Corroso por pites um ataque muito localizado, que leva ao desenvolvimento de uma rede de furos ou pites que penetram no metal. Corroso intergranular o ataque localizado que ocorrem nos contornos de gro de certas ligas de cobre, cromo, nquel, alumnio, magnsio e zinco, quando estas so tratadas termicamente de modo inadequado ou soldadas. A formao de clulas galvnicas locais, que precipitam produtos de corroso nos contornos de gro, degrada seriamente a resistncia do material devido ao processo corrosivo intergranular.Desgaste: uma mudana cumulativa nas dimenses, no desejada, causada pela remoo gradual de partculas discretas de superfcie mveis em contato, usualmente deslizantes, predominantemente como resultado de ao mecnica. O desgaste no um processo simples, mas um nmero de processos diferentes que podem ocorrer de forma independente ou combinada, resultando na remoo de material das superfcies em contato, por meio de uma combinao complexa de cisalhamento local, sulcagem, goivagem, soldagem, rasgamentos e outros. Desgaste adesivo ocorre devido elevada presso local e soldagem de pontos speros de contato, seguindo de deformao plstica induzida por movimento e rupturas das ligaes speras, com consequente remoo ou transferncia de metal. Desgaste abrasivo ocorre quando as partculas do desgaste so removidas da superfcie por sulcagem, goivagem e ao cortante da aspereza de uma superfcie de acoplamento de maior dureza ou por partculas duras aprisionadas entre as superfcies acopladas. Quando as condies para o desgaste adesivo ou desgaste abrasivo coexistem com condies que elevam corroso, o processo interage sinergicamente, produzindo o desgaste corrosivo.Flambagem: a falha que ocorre quando uma combinao crtica de magnitude e/ou ponto de aplicao de carga, juntamente com a configurao geomtrica do componente da mquina, faz com que uma deflexo do componente seja repentinamente aumentada com uma ligeira elevao da carga. Esta resposta no linear resulta em uma falha por flambagem se o componente flambado no for mais capaz de realizar sua funo de projeto. Flambagem por fluncia a falha que ocorre quando, aps um perodo de tempo, o processo de fluncia resulta em uma combinao instvel de carregamento e geometria da pea da mquina, de modo que o limite crtico de flambagem excedido e a falha acontece.4.3- Passo 3Modos de falhas predominantesDeformao elstica: Se a carga for muito maior a carga suportada, ele passa para o processo plstico podendo at se romper.Desgaste do tipo corrosivo: Ocorre em ambientes normais em quase todos os materiais.Flambagem: Onde os esforos tendem a provocar instabilidades fsicas nos elementos que os suportam.Fadiga: Uma falha por fadiga ocorre dentro de uma sucesso de ciclos de carga. O nmero de ciclos que uma pea h de resistir depender do nvel de solicitao a qual est sujeita.

5-ETAPA 25.1-Passo 1Ser utilizado para a construo do eixo de sustentao do moito do guindaste o ao 1045, pois o mesmo apresenta boa conformabilidade a quente e tambm boa usinabilidade, alm de apresentar um bom nvel de dureza. Esse tipo de ao muito empregado pelas empresas automobilsticas para a construo de eixos, o que nos deu uma melhor confiana na escolha do tipo de material.5.2-Passo 2As falhas mais provveis que podem ocorrer no eixo do moito so: fratura por cisalhamento, toro e desgaste por atrito.

5.3-Passo 3Tenso ruptura 1045 570MPaTenso=570MPa/2=285MPa285MPa=37825N/rea rea=37825N/285MPa rea=132,72mm(132,72.4/)=13mmO eixo do moito ter um dimetro de 13mm construdo com ao 1045.6-ETAPA 36.1-Passo 1Mancal de RolamentoSo mancais utilizados para maior velocidade e menos atrito, sendo classificado em funo dos seus elementos rolantes (rolamentos de esfera, de rolo e de agulha).Mancal de DeslizamentoSo constitudos de uma bucha fixada num suporte, so usados em maquinas pesadas ou em equipamentos de baixa rotao, por que a baixa velocidade evita superaquecimento dos componentes expostos ao atrito. Podem ser de guia e de frico.Caractersticas quanto a vida tilOs mancais de deslizamento devem ser inspecionados quanto aos rudos, aquecimentos, vazamentos de lubrificantes, folgas e vibraes. A frequncia das inspees depende principalmente das condies de trabalho que eles suportam, ou seja, da velocidade com que os eixos giram apoiados neles, das cargas que eles suportam e da quantidade de calor que eles geram o que influi grandemente na vida til desse material. J os mancais de rolamento deve-se atentar para os seguintes detalhes:Verificar se as dimenses do eixo e do cubo esto corretas;Usar o lubrificante recomendado pelo fabricante;Remover rebarbas;No caso de reaproveitamento do rolamento, deve-se lav-lo e lubrific-lo para evitar oxidao;No usar estopa nas operaes de limpeza;Trabalhar em ambiente livre de p e umidade.Principais modos de falhasMancais de Deslizamento:Os mancais de deslizamento se desgastam por abraso devido a falhas de lubrificao que permitem o contado direto com a superfcie da bucha ou por partculas estranhas que se encontram entre as duas superfcies. A preveno atravs de revestimentos aumenta a vida til dessas peas em mais de 400%.Mancais de Rolamento:Desgaste Pode ser causada por deficincia de lubrificao, presena de partculas abrasivas, oxidao, desgaste por patinao, desgaste por brinelamento:Fadiga A origem desta est no deslocamento da pea, ao girar em falso.Falhas mecnicas O brinelamento caracterizado por depresses correspondentes aos roletes ou esferas nas pistas do rolamento. Resulta de aplicao da pr-carga, sem girar o rolamento, ou da prensagem do rolamento com excessos de interferncia.Goivagem defeito semelhante ao anterior, mas provocado por partculas estranhas que ficam prensadas pelo rolete ou esfera nas pistas.Sulcamento provocado pela batida de uma ferramenta qualquer sobre a pista rolante.Queima por corrente eltrica geralmente provocada pela passagem de corrente eltrica durante a soldagem.As rachaduras e fraturas resultam geralmente de aperto excessivo do anel ou cone sobre o eixo.O engripamento pode ocorrer devido a lubrificante muito espesso ou viscoso. Pode acontecer tambm por eliminao de folga nos roletes ou esferas por aperto excessivo.Vantagens e desvantagens de cada mancalMancal de DeslizamentoVantagens e DesvantagensSimples montagem e desmontagem Altas temperaturas de serviosAdaptam-se facilmente as circunstncias Desgaste em buchas e eixosFormatos de construo variados Perdas de rendimento devido ao atritoExige constante lubrificaoMancal de RolamentoVantagens e Desvantagens Menor atrito e aquecimentoSensibilidade a choquesIntercambialidade internacional CustoExige pouca lubrificao No suporta altas cargas como o de deslizamentoPequeno aumento de folga em sua vida til Ocupa maior espao radial6.2-Passo 2Rolamentos fixos de uma carreira de esferas.Os rolamentos fixos de uma carreira de esferas so entre os rolamentos, os de tipo mais representativo e atendem um extenso campo de aplicaes. O canal da pista no anel interno e no anel externo apresenta um perfil em arco, com raio ligeiramente maior que o raio das esferas. Alm da carga radial, permitem o apoio de carga axial em ambos os sentidos. O torque de atrito pequeno, sendo o mais adequado para aplicaes que requerem baixo rudo e vibrao e em locais de alta velocidade de rotao. Neste rolamento, alm do tipo aberto, existem os blindados com placas de ao, os vedados com proteo de borracha, e os com anel de reteno no anel externo. Geralmente as gaiolas utilizadas nestes rolamentos so de ao prensado.Rolamentos magnetosO canal da pista do anel interno um pouco menos profundo que o do rolamento fixo de esferas, e o dimetro interno do anel externo no lado que se abre esta cilndrica no fundo do canal. Consequentemente o anel externo separvel, sendo conveniente para a instalao do rolamento. Normalmente duas peas deste rolamento so contrapostas nas aplicaes. So rolamentos pequenos com dimetro do furo que variam de 4 at 30mm, usados principalmente em, pequenos geradores (Magneto), giroscpios e instrumentos indicadores. Geralmente as gaiolas so do tipo prensadas de lato.Rolamentos de uma carreira de esferas de contato angularOs rolamentos deste tipo permitem o apoio da carga radial e num nico sentido carga axial. A esfera e os anis internos e externos formam ngulo de contato de 15, 25, 30 ou 40 graus. Quanto maior o ngulo de contato maior ser a capacidade de carga axial, e quanto menor o ngulo de contato melhor indicado para altas rotaes. Normalmente, duas peas do rolamento so contrapostas e utilizadas com o ajuste da folga. Geralmente as gaiolas utilizadas so prensadas de ao, mas para os rolamentos de alta preciso com ngulo de contato menor que 30, so utilizadas as gaiolas de poliamida preferencialmente.Rolamentos combinadosCompreende-se como rolamentos combinados, a formao do jogo de corpo nico com duas ou mais pelas de rolamentos radias. Normalmente, as combinaes entre os rolamentos de esferas de contato angular e entre rolamentos de rolos cnicos so as mais frequentes. Existem como tipos de combinaes, a combinao face a face (Tipo DF) em que os anis externos so unidos pelas faces, a combinao costa a costa (Tipo DB) em que os anis so unidos pelas costas, e a combinao tandem (Tipo DT) em que os anis esto no mesmo sentido. Os rolamentos combinados do tipo DF e DB permitem o apoio de carga radial, e em ambos os sentidos a carga axial. Os rolamentos combinados do tipo DT so usados em casos de carga axiais maiores num nico sentido.Rolamentos de duas carreiras de esferas de contato angularOs rolamentos de duas carreiras de esferas de contato angular, possuem a configurao bsica de duas peas de rolamento de uma carreira de esfera de contato angular dispostas costa a costa, em que os anis internos e externos esto cada qual interligados numa nica pea. Consequentemente, tem capacidade de apoiar a carga axial em ambos os sentidos.Rolamentos autocompensadores de esferaTambm chamado de rolamento oscilante, neste rolamento o anel interno possui duas pistas e a pista do anel externo esfrica. O centro do raio que forma esta superfcie esfrica coincidente com o centro do rolamento, consequentemente, o anel interno, as esferas e a gaiola inclinam-se livremente em relao ao anel externo. Os erros de alinhamento que ocorrem devido aos casos como o desvio na usinagem do eixo e alojamento, e as deficincias na instalao so corrigidos automaticamente. Alm disso, existem tambm os rolamentos de furo cnico que so fixados atravs de buchas. Ser utilizado o mancal de rolamento autocompensador com duas carreiras de rolos, pois um rolamento para os mais pesados servios. Os rolos so de grande dimetro e comprimento e, devido ao alto grau de oscilao entre rolos e pistas, existe uma distribuio uniforme de carga.6.3-Passo 3TamborFl=4,25 Fn=0,885P=Fr=37,82kN Como so dois rolamentos 37,82kN/2=18,91kNC=(P.Fl)/Fn C=18,91.4,25/0,885 C=90,81kNSer utilizado rolamento radial de cdigo 51209, que suporta uma carga dinmica de 48kN.Moito Fa=37,82kN Po=Fa=37,82kNCo=Fs.PoCo=1,25.37,82kN Co=47,275kNSer utilizado o rolamento axial de esferas de cdigo 51408, que suporta uma carga esttica de 112kN.7-ETAPA 47.1Passo 1Guindaste MvelO tipo mais bsico consiste de um guindaste com lana telescpica montada em uma plataforma mvel - seja no transporte rodovirio, ferrovirio ou por gua.Guindaste TelescpicoPossui uma lana (boom) que consiste em uma srie de tubos montados um dentro do outro. Um mecanismo hidrulico ou outro mecanismo de fora estende ou retrai os tubos para aumentar ou diminuir o comprimento total da lana. Estes tipos de lanas so frequentemente utilizados para projetos de construo a curto prazo, instalar outdoors, trabalhos de resgate, levantamento de barcos dentro e fora da gua, entre outros. A compacidade relativa das lanas telescpicas faz delas adaptveis a muitas aplicaes mveis. Os guindastes telescpicos no so obrigatoriamente guindastes mveis, porm muitos deles so. Estes guindastes so frequentemente montados sobre caminhes (Truck-mounted crane).Guindaste Articulado (loader crane orknuckle-boom crane or articulating crane)Consiste em um brao articulado hidrulico montado sobre um caminho ou trailer, e usado para carga / descarga de um veculo. As numerosas articulaes (juntas) podem ser dobradas em um pequeno espao quando o guindaste no estiver em uso. Uma ou mais das juntas pode ser telescpicas. Muitas vezes, o guindaste ter um grau de automao e ser capaz de descarregar ou arrumar-se sem instruo de um operador. Diferentemente da maioria dos guindastes, o operador deve movimentar-se ao redor do veculo para ser capaz de ver a carga. Guindastes modernos podem ser equipados com um sistema de controle porttil por cabo ou rdio para completar as alavancas de controle hidrulico do guindaste.Truck-mounted crane(Guindaste montado sobre caminho)Este tipo de guindaste oferece mobilidade a operao. Geralmente, essas mquinas so capazes de viajar em autoestradas, eliminando a necessidade de equipamentos especiais para transportar o guindaste. Ao trabalhar no canteiro de obras, estabilizadores so estendidos horizontalmente a partir do chassi, em seguida, verticalmente para nivelar e estabilizar o guindaste enquanto est parado e iando. Muitos tm capacidade de slow-travelling, (andar a poucos quilmetros por hora), enquanto que suspende a carga. H que se ter cuidado para no balanar a carga para os lados enquanto em movimento.A maioria dos guindastes deste tipo tambm tem contrapesos de movimento para a estabilizao alm do previsto pela retranca. Guindastes variam em capacidade de elevao de aproximadamente 14,5 toneladas (12,9 toneladas de comprimento; 13,2 t) para cerca de 1.300 toneladas curtas (1.161 toneladas longas; 1.179 t).Rough terrain crane(Guindaste de terreno acidentado)Um guindaste montado sobre um chassi com quatro pneus de borracha que projetado para operaes de pick-and-carry (pegar e carregar) e para fora da estrada, aplicaes de "terreno spero". Estabilizadores so usados para nivelar e estabilizar o guindaste para iar.Estes guindastes telescpicos so mquinas monomotoras, com o mesmo motor impulsionando as rodas e o guindaste, semelhante a um guindaste sobre caminho. Em um guindaste do terreno spero (Rough terrain crane), o motor normalmente montada no chassi e no no superior, como acontece com guindaste sobre caminho.All terrain crane(AT - guindaste de todo tipo de terreno)All terrain crane um tipo de guindaste com equipamentos necessrios para viajar velocidade das vias pblicas e em terrenos acidentados no local de trabalho utilizando todas as rodas e direo de caranguejo(crab steering). AT combina a movimentao do guindaste montado sobre caminho e a manobrabilidade do guindaste de terreno acidentado(Rough terrain crane). AT tm de 2-9 eixos e so projetados para elevao de cargas de at 1.200 toneladas.Guindaste Treliado (lana treliada ao invs de lana telescpica)Sobre caminho (Truck crane)Sobre esteiras (Crawler crane)Crawler Crane (Guindaste sobre esteira)Um guindaste sobre esteira um guindaste montado sobre um chassi com um conjunto de faixas (tambm chamados de esteira) que proporcionam estabilidade e mobilidade.Guindastes de esteira variam em capacidade de elevao de cerca de 40 a 3.500 toneladas.Guindastes de esteira tm vantagens e desvantagens, dependendo da sua utilizao. Sua principal vantagem que eles podem se movimentar no local e realizar cada movimento com pouco set-up (ajustes), uma vez que o guindaste est estvel em suas trilhas, sem retranca. Alm disso, ele capaz de viajar com a carga.A principal desvantagem que eles so muito pesados e no pode ser facilmente transportado de um local de trabalho para outro, sem despesas significativas. Normalmente, um guindaste de esteira de grande porte deve ser desmontado e movido por caminhes, vages ferrovirios ou navios sua localizao prxima.Guindaste Torre (Tower Crane)Guindastes de torre so uma forma moderna de equilbrio do guindaste, que consistem das mesmas partes bsicas. Fixo ao solo em uma laje de concreto (e s vezes ligadas aos lados de estruturas).Guindastes de torre muitas vezes do a melhor combinao de altura e capacidade de elevao e so utilizados na construo de edifcios altos.A base anexada ao mastro que d ao guindaste sua altura. Alm disso, o mastro conectado unidade de giro (engrenagem e motor) que permite que o guindaste rode.No topo da unidade de giro h trs partes principais que so: a lana horizontal longa (brao de trabalho), menor contra-lana e a cabine do operador.A lana horizontal longa a parte do guindaste que transporta a carga. A contra-lana carrega um contrapeso, geralmente de blocos de concreto, enquanto o brao de trabalho suspende a carga do e para o centro do guindaste torre.O operador de guindaste ou se senta em uma cabine no alto da torre, ou controla o guindaste por controle remoto via rdio a partir do solo. No primeiro caso, a cabine do operador mais usualmente localizada na parte superior da torre anexa turn table (parte que gira), mas pode ser montado sobre o brao, ou parcialmente dentro da torre. O gancho de elevao operado pelo operador de guindaste usando motores eltricos para manipular os cabos de corda de ao (wire rope cables) atravs de um sistema de roldanas. O gancho est localizado no brao longo horizontal para levantar a carga, que contm tambm o seu motor.Para que seja pego e soltado a carga, o operador trabalha geralmente em conjunto com um agente regulador que sinaliza (conhecido como 'dogger', 'rigger' ou 'Swamper'). Eles estao geralmente em contato via rdio, e sempre usam sinais de mo. O rigger ou Dogger dirige o cronograma de elevaes para o guindaste, e responsvel pela segurana do equipamento e das cargas.Um guindaste de torre geralmente montado por um guindaste telescpico com lana de grande alcance.Guindaste Torre de auto-montangemUm tipo de guindaste torre que so levantados do cho com macacos hidrulicos, permitindo que a prxima seo da torre, seja inserida no nvel do solo ou levantada pelo prprio guindaste em si. Podem assim ser montado sem ajuda externa, ou pode crescer junto com o edifcio ou a estrutura que esto construindo.Guindaste Prtico ou Guindaste de container (gantry crane or container crane)Um guindaste de prtico tem um guindaste e uma casa de mquinas fixas ou em um carrinho(trolley) que corre horizontalmente ao longo dos trilhos, geralmente instalados em um nico feixe (mono-viga) ou duas vigas (viga-dupla). O quadro do guindaste apoiado em um sistema de prtico com vigas e rodas que correm no trilho do prtico, geralmente perpendicular direo de viagem do carrinho (trolley).Estes guindastes existem em todos os tamanhos e alguns podem movimentar cargas muito pesadas (exemplo: capacidade mxima de iamento de 1000 t), particularmente os exemplos extremamente grandes usados em estaleiros, instalaes industriais e carga e descarga de containers.Guindaste Areo (overhead crane)Tambm conhecido como guindaste suspenso, uma ponte rolante que funciona muito semelhante a um guindaste de prtico, mas ao invs do movimento do guindaste inteiro, apenas o guincho e o carrinho se move em uma direo ao longo de um ou dois feixes fixos, geralmente montados ao longo de paredes laterais ou em colunas elevadas na rea de montagem da fbrica. Alguns desses guindastes podem erguer cargas muito pesadas.

8-DADOS BIBLIOGRFICOSCOLLINS, J. Projeto Mecnico de Elementos de Mquinas. 1 Ed. Rio de Janeiro: LTC,2006. PLT nmero 296.

NIEMANN, Gustav. Elementos de mquinas . 1 Ed. So Paulo: Blucher, 2009.

COSTAI, E. M. Falha ou Ruptura nos Metais, 2009.

SKF Rolamentos. Dimensionamento de Cargas para rolamentos, 2012.

AOS VIC. Resumo dos principais aos para construo mecnica, 2012.

ENGEMET. Aos ligados para eixos, hastes e parafusos especiais, 2012.

AOTUBO. Caractersticas dos Aos. 2012.

Faculdade Anhanguera de So Jos dos Campos

Airton Azevedo Junior - 3246554762Clelio Henrique - 3257572090Cleverson William - 3257573710Osmar Molinari - 3284576848Wanessa Florentino Labat Uchas -3226023078Jos Jair da Rosa - 3724701239

ATPS Atividade Prtica SupervisonadaElementos de Mquinas 1

ATPS de Elementos de Mquinas 1, entregue ao professor responsvel, do curso de Engenharia mecnicaOrientador: Prof. Mauro Tadeu.

So Jos dos Campos Abril de 2014 1-Resumo:Esta ATPS tem como objetivo a favorecer a aprendizagem da disciplina de Elementos de Mquinas, estimulando a corresponsabilidade do aluno pelo aprendizado eficiente, vivncia de trabalho em equipe, aplicando na prtica os conhecimentos adquiridos em sala de aula.

2. SUMRIO 1. Resumo.....................................................................................12. Sumrio.....................................................................................23. Desafio......................................................................................34. Etapa 1......................................................................................44.1. Etapa 1 Passo 1...........................................................44.2. Etapa 1 Passo 2...........................................................44.3. Etapa 1 - Passo 3............................................................65. Etapa 2........................................................................................65.1. Etapa 2 Passo 1 ...........................................................65.2. Etapa 2 Passo 2............................................................65.3. Etapa 2 Passo 3............................................................76. Etapa 3.......................................................................................76.1. Etapa 3 Passo 1 ...........................................................76.2. Etapa 3 Passo 2...........................................................96.3. Etapa 3 Passo3...........................................................107. Etapa 4.......................................................................................117.1. Etapa 4 Passo 1 ...........................................................118. Dados Bibliogrficos.................................................................14

3-DESAFIOElementos de mquinas so os elementos encontrados em todas as mquinas existentes. Com esses elementos obtemos o funcionamento e a vida til das mquinas atravs de eixos, parafusos, mancais, engrenagens, etc.Na maioria das vezes esses elementos seguem normas de padronizao, podendo ocorrer variaes para ajuste e melhoramento do processo das mquinas.Como desafio para esta ATPS, a equipe foi designada para encontrar uma soluo de transporte de uma carga fabricada. Essa equipe deve construir um guindaste para transportar um conjunto de caixas que foram fabricadas para dentro do container.No momento essa empresa est em conteno de custos e no pode fazer a aquisio de um guindaste, por isso ele deve ser construdo, levando em considerao todos os esforos envolvidos e os dados levantados.

4-ETAPA 14.1- Passo 1Somatria Valor CargaNomes e RA dos integrantes do Grupo:Jos Jair da Rosa - 3724701239Airton Azevedo Junior - 3246554762Clelio Henrique 3257572090Cleverson William 3257573710Osmar Molinari 3284576848Wanessa Florentino -32260230789+2+0+0+8+8=272+7=9 >> 8500 lbf.8500 lbf x 4,45= 37825N >>37,82KN4.2-Passo 2Deformao Elstica: a falha que ocorrequando a deformao elstica em um componente de mquina, causada pela imposio de cargas ou temperaturas de operao, se torna suficientemente elevada para interferir com a capacidade da mquina em executar satisfatoriamente a sua funo requerida.Escoamento: a falha que ocorre quando a deformao plstica em um componente dctil da mquina, causada pelas cargas de operao impostas ou movimentos, se torna elevada o suficiente para interferir com a capacidade da mquina em executar satisfatoriamente a sua funo requerida.Indentao: a falha que ocorre quando foras estticas entre duas superfcies curvas em contato resultam em escoamento de um ou de ambos os componentes acoplado, para produzir uma descontinuidade superficial permanente e de tamanho significativo. Por exemplo, se uma esfera de rolamento carregada estaticamente, de modo que a esfera seja forada a indentar (marcar) permanentemente a pista de rolamento pelo escoamento plstico localizado, diz-se que a pista est indentada (marcada). A subsequente operao de rolamento deve resultar em um aumento intolervel de vibrao, rudo e aquecimento, portanto, a falha ter ocorrido.Fratura Frgil: a falha que ocorre quando a deformao elstica, em um componente de mquina que apresenta comportamento frgil, conduzida ao extremo, de modo que as ligaes interatmicas primrias so quebradas e o componente se separa em duas ou mais partes. Defeitos preexistentes ou crescimento de trincas propiciam stios de iniciao para uma rpida propagao de trincas e falhas catastrficas, deixando uma superfcie de fratura granular emultifacetada.Fadiga: o termo geral aplicado a separao repentina e catastrfica de um componente de mquinas em duas ou mais partes, como resultado da aplicao de cargas ou deformaes variveis por um perodo de tempo. A falha ocorre por meio da iniciao e propagao estvel de uma trinca, at que esta se torne instvel e se propague repentinamente at a falha. Os carregamentos e as deformaes que causam a falha por fadiga so tipicamente muito inferiores aqueles da falha por carregamento esttico.Corroso: um termo muito amplo, implicando que uma pea da mquina se torna incapaz de desempenhar a funo pretendida por causa de uma deteriorao no desejada do material, como resultado de uma interao qumica ou eletroqumica com o meio ambiente. A corroso, frequentemente, interage com outros modos de falha, tais como o desgaste ou fadiga. As muitas formas de corroso incluem: Ataque qumico direto, talvez o tipo mais comum de corroso, envolve o ataque corrosivo da superfcie da pea da mquina, exposta ao meio corrosivo, quase uniformemente sobre toda superfcie exposta. Corroso galvnica uma corroso eletroqumica acelerada, que ocorre quando dois metais dissimilares em contato eltrico se tornam parte de um circuito completada por uma poa de conexo ou filme de eletrlito ou meio corrosivo, levando a um fluxo de corrente que resulta em corroso. Corroso por fenda o processo de corroso acelerado, altamente localizado dentro de fendas, trincas ou juntas, regies onde um pequeno volume de soluo estagnada aprisionado em contato com o material corrodo. Corroso por pites umataque muito localizado, que leva ao desenvolvimento de uma rede de furos ou pites que penetram no metal. Corroso intergranular o ataque localizado que ocorrem nos contornos de gro de certas ligas de cobre, cromo, nquel, alumnio, magnsio e zinco, quando estas so tratadas termicamente de modo inadequado ou soldadas. A formao de clulas galvnicas locais, que precipitam produtos de corroso nos contornos de gro, degrada seriamente a resistncia do material devido ao processo corrosivo intergranular.Desgaste: uma mudana cumulativa nas dimenses, no desejada, causada pela remoo gradual de partculas discretas de superfcie mveis em contato, usualmente deslizantes, predominantemente como resultado de ao mecnica. O desgaste no um processo simples, mas um nmero de processos diferentes que podem ocorrer de forma independente ou combinada, resultando na remoo de material das superfcies em contato, por meio de uma combinao complexa de cisalhamento local, sulcagem, goivagem, soldagem, rasgamentos e outros. Desgaste adesivo ocorre devido elevada presso local e soldagem de pontos speros de contato, seguindo de deformao plstica induzida por movimento e rupturas das ligaes speras, com consequente remoo ou transferncia de metal. Desgaste abrasivo ocorre quando as partculas do desgaste so removidas da superfcie por sulcagem, goivagem e ao cortante da aspereza de uma superfcie de acoplamento de maior dureza ou por partculas duras aprisionadas entre as superfcies acopladas. Quando as condies para o desgaste adesivo ou desgaste abrasivo coexistem com condies que elevam corroso, o processo interage sinergicamente, produzindo o desgaste corrosivo.Flambagem: a falha que ocorre quando uma combinao crtica de magnitude e/ou ponto de aplicao de carga, juntamente com a configurao geomtrica do componente da mquina, faz com que uma deflexo do componente seja repentinamente aumentada com uma ligeira elevao da carga. Esta resposta no linear resulta em uma falha por flambagem se o componente flambado no for mais capaz de realizar sua funo de projeto. Flambagem por fluncia a falha que ocorre quando, aps um perodo de tempo, o processo de fluncia resulta em uma combinao instvel de carregamento e geometria da pea da mquina, de modo que o limite crtico de flambagem excedido e a falha acontece.4.3- Passo 3Modos de falhas predominantesDeformao elstica: Se a carga for muito maior a carga suportada, ele passa para o processo plstico podendo at se romper.Desgaste do tipo corrosivo: Ocorre em ambientes normais em quase todos os materiais.Flambagem: Onde os esforos tendem a provocar instabilidades fsicas nos elementos que os suportam.Fadiga: Uma falha por fadiga ocorre dentro de uma sucesso de ciclos de carga. O nmero de ciclos que uma pea h de resistir depender do nvel de solicitao a qual est sujeita.

5-ETAPA 25.1-Passo 1Ser utilizado para a construo do eixo de sustentao do moito do guindaste o ao 1045, pois o mesmo apresenta boa conformabilidade a quente e tambm boa usinabilidade, alm de apresentar um bom nvel de dureza. Esse tipo de ao muito empregado pelas empresas automobilsticas para a construo de eixos, o quenos deu uma melhor confiana na escolha do tipo de material.5.2-Passo 2As falhas mais provveis que podem ocorrer no eixo do moito so: fratura por cisalhamento, toro e desgaste por atrito.

5.3-Passo 3Tenso ruptura 1045 570MPaTenso=570MPa/2=285MPa285MPa=37825N/rea rea=37825N/285MPa rea=132,72mm(132,72.4/)=13mmO eixo do moito ter um dimetro de 13mm construdo com ao 1045.6-ETAPA 36.1-Passo 1Mancal de RolamentoSo mancais utilizados para maior velocidade e menos atrito, sendo classificado em funo dos seus elementos rolantes (rolamentos de esfera, de rolo e de agulha).Mancal de DeslizamentoSo constitudos de uma bucha fixada num suporte, so usados em maquinas pesadas ou em equipamentos de baixa rotao, por que a baixa velocidade evita superaquecimento dos componentes expostos ao atrito. Podem ser de guia e de frico.Caractersticas quanto a vida tilOs mancais de deslizamento devem ser inspecionados quanto aos rudos, aquecimentos, vazamentos de lubrificantes, folgas e vibraes. A frequncia das inspees depende principalmente das condies de trabalho que eles suportam, ou seja, da velocidade com que os eixos giram apoiados neles, das cargas que eles suportam e da quantidade de calor que eles geram o que influi grandemente na vida til desse material. J os mancais de rolamento deve-se atentar para os seguintes detalhes:Verificar se as dimenses do eixo e do cubo esto corretas;Usar o lubrificante recomendado pelo fabricante;Remover rebarbas;No caso de reaproveitamento do rolamento, deve-se lav-lo e lubrific-lo para evitaroxidao;No usar estopa nas operaes de limpeza;Trabalhar em ambiente livre de p e umidade.Principais modos de falhasMancais de Deslizamento:Os mancais de deslizamento se desgastam por abraso devido a falhas de lubrificao que permitem o contado direto com a superfcie da bucha ou por partculas estranhas que se encontram entre as duas superfcies. A preveno atravs de revestimentos aumenta a vida til dessas peas em mais de 400%.Mancais de Rolamento:Desgaste Pode ser causada por deficincia de lubrificao, presena de partculas abrasivas, oxidao, desgaste por patinao, desgaste por brinelamento:Fadiga A origem desta est no deslocamento da pea, ao girar em falso.Falhas mecnicas O brinelamento caracterizado por depresses correspondentes aos roletes ou esferas nas pistas do rolamento. Resulta de aplicao da pr-carga, sem girar o rolamento, ou da prensagem do rolamento com excessos de interferncia.Goivagem defeito semelhante ao anterior, mas provocado por partculas estranhas que ficam prensadas pelo rolete ou esfera nas pistas.Sulcamento provocado pela batida de uma ferramenta qualquer sobre a pista rolante.Queima por corrente eltrica geralmente provocada pela passagem de corrente eltrica durante a soldagem.As rachaduras e fraturas resultam geralmente de aperto excessivo do anel ou cone sobre o eixo.O engripamento pode ocorrer devido a lubrificante muito espesso ou viscoso. Pode acontecer tambm por eliminao de folga nos roletes ou esferas por aperto excessivo.Vantagens e desvantagens de cada mancalMancal de DeslizamentoVantagens e DesvantagensSimples montagem e desmontagem Altas temperaturas de serviosAdaptam-se facilmente as circunstncias Desgaste em buchas e eixosFormatos de construo variados Perdas de rendimento devido ao atritoExige constante lubrificaoMancal de RolamentoVantagens e Desvantagens Menor atrito e aquecimentoSensibilidade a choquesIntercambialidade internacional CustoExige pouca lubrificao No suporta altas cargas como o de deslizamentoPequeno aumento de folga em sua vida til Ocupa maior espao radial6.2-Passo 2Rolamentos fixos de uma carreira de esferas.Os rolamentos fixos de uma carreira de esferas so entre os rolamentos, os de tipo mais representativo e atendem um extenso campo de aplicaes. O canal da pista no anel interno e no anel externo apresenta um perfil em arco, com raio ligeiramente maior que o raio das esferas. Alm da carga radial, permitem o apoio de carga axial em ambos os sentidos. O torque de atrito pequeno, sendo o mais adequado para aplicaes que requerem baixo rudo e vibrao e em locais de alta velocidade de rotao. Neste rolamento, alm do tipo aberto, existem os blindados com placas de ao, os vedados com proteo de borracha, e os com anel de reteno no anel externo. Geralmente as gaiolas utilizadas nestes rolamentos so de ao prensado.Rolamentos magnetosO canal da pista do anel interno um pouco menos profundo que o do rolamento fixo de esferas, e o dimetro interno do anel externo no lado que se abre esta cilndrica no fundo do canal. Consequentemente o anel externo separvel, sendo conveniente para a instalao do rolamento. Normalmente duaspeas deste rolamento so contrapostas nas aplicaes. So rolamentos pequenos com dimetro do furo que variam de 4 at 30mm, usados principalmente em, pequenos geradores (Magneto), giroscpios e instrumentos indicadores. Geralmente as gaiolas so do tipo prensadas de lato.Rolamentos de uma carreira de esferas de contato angularOs rolamentos deste tipo permitem o apoio da carga radial e num nico sentido carga axial. A esfera e os anis internos e externos formam ngulo de contato de 15, 25, 30 ou 40 graus. Quanto maior o ngulo de contato maior ser a capacidade de carga axial, e quanto menor o ngulo de contato melhor indicado para altas rotaes. Normalmente, duas peas do rolamento so contrapostas e utilizadas com o ajuste da folga. Geralmente as gaiolas utilizadas so prensadas de ao, mas para os rolamentos de alta preciso com ngulo de contato menor que 30, so utilizadas as gaiolas de poliamida preferencialmente.Rolamentos combinadosCompreende-se como rolamentos combinados, a formao do jogo de corpo nico com duas ou mais pelas de rolamentos radias. Normalmente, as combinaes entre os rolamentos de esferas de contato angular e entre rolamentos de rolos cnicos so as mais frequentes. Existem como tipos de combinaes, a combinao face a face (Tipo DF) em que os anis externos so unidos pelas faces, a combinao costa a costa (Tipo DB) em que os anis so unidos pelas costas, e a combinao tandem (Tipo DT) em que os anis esto no mesmo sentido. Os rolamentos combinados do tipo DF e DB permitem o apoio de carga radial, e em ambos os sentidos a carga axial. Os rolamentoscombinados do tipo DT so usados em casos de carga axiais maiores num nico sentido.Rolamentos de duas carreiras de esferas de contato angularOs rolamentos de duas carreiras de esferas de contato angular, possuem a configurao bsica de duas peas de rolamento de uma carreira de esfera de contato angular dispostas costa a costa, em que os anis internos e externos esto cada qual interligados numa nica pea. Consequentemente, tem capacidade de apoiar a carga axial em ambos os sentidos.Rolamentos autocompensadores de esferaTambm chamado de rolamento oscilante, neste rolamento o anel interno possui duas pistas e a pista do anel externo esfrica. O centro do raio que forma esta superfcie esfrica coincidente com o centro do rolamento, consequentemente, o anel interno, as esferas e a gaiola inclinam-se livremente em relao ao anel externo. Os erros de alinhamento que ocorrem devido aos casos como o desvio na usinagem do eixo e alojamento, e as deficincias na instalao so corrigidos automaticamente. Alm disso, existem tambm os rolamentos de furo cnico que so fixados atravs de buchas. Ser utilizado o mancal de rolamento autocompensador com duas carreiras de rolos, pois um rolamento para os mais pesados servios. Os rolos so de grande dimetro e comprimento e, devido ao alto grau de oscilao entre rolos e pistas, existe uma distribuio uniforme de carga.6.3-Passo 3TamborFl=4,25 Fn=0,885P=Fr=37,82kN Como so dois rolamentos 37,82kN/2=18,91kNC=(P.Fl)/Fn C=18,91.4,25/0,885 C=90,81kNSer utilizado rolamento radial de cdigo 51209, que suporta uma carga dinmica de 48kN.MoitoFa=37,82kN Po=Fa=37,82kNCo=Fs.PoCo=1,25.37,82kN Co=47,275kNSer utilizado o rolamento axial de esferas de cdigo 51408, que suporta uma carga esttica de 112kN.7-ETAPA 47.1Passo 1Guindaste MvelO tipo mais bsico consiste de um guindaste com lana telescpica montada em uma plataforma mvel - seja no transporte rodovirio, ferrovirio ou por gua.Guindaste TelescpicoPossui uma lana (boom) que consiste em uma srie de tubos montados um dentro do outro. Um mecanismo hidrulico ou outro mecanismo de fora estende ou retrai os tubos para aumentar ou diminuir o comprimento total da lana. Estes tipos de lanas so frequentemente utilizados para projetos de construo a curto prazo, instalar outdoors, trabalhos de resgate, levantamento de barcos dentro e fora da gua, entre outros. A compacidade relativa das lanas telescpicas faz delas adaptveis a muitas aplicaes mveis. Os guindastes telescpicos no so obrigatoriamente guindastes mveis, porm muitos deles so. Estes guindastes so frequentemente montados sobre caminhes (Truck-mounted crane).Guindaste Articulado (loader crane orknuckle-boom crane or articulating crane)Consiste em um brao articulado hidrulico montado sobre um caminho ou trailer, e usado para carga / descarga de um veculo. As numerosas articulaes (juntas) podem ser dobradas em um pequeno espao quando o guindaste no estiver em uso. Uma ou mais das juntas pode ser telescpicas. Muitas vezes, o guindaste ter um grau de automao e ser capaz de descarregar ou arrumar-se sem instruo de um operador. Diferentemente da maioria dosguindastes, o operador deve movimentar-se ao redor do veculo para ser capaz de ver a carga. Guindastes modernos podem ser equipados com um sistema de controle porttil por cabo ou rdio para completar as alavancas de controle hidrulico do guindaste.Truck-mounted crane(Guindaste montado sobre caminho)Este tipo de guindaste oferece mobilidade a operao. Geralmente, essas mquinas so capazes de viajar em autoestradas, eliminando a necessidade de equipamentos especiais para transportar o guindaste. Ao trabalhar no canteiro de obras, estabilizadores so estendidos horizontalmente a partir do chassi, em seguida, verticalmente para nivelar e estabilizar o guindaste enquanto est parado e iando. Muitos tm capacidade de slow-travelling, (andar a poucos quilmetros por hora), enquanto que suspende a carga. H que se ter cuidado para no balanar a carga para os lados enquanto em movimento.A maioria dos guindastes deste tipo tambm tem contrapesos de movimento para a estabilizao alm do previsto pela retranca. Guindastes variam em capacidade de elevao de aproximadamente 14,5 toneladas (12,9 toneladas de comprimento; 13,2 t) para cerca de 1.300 toneladas curtas (1.161 toneladas longas; 1.179 t).Rough terrain crane(Guindaste de terreno acidentado)Um guindaste montado sobre um chassi com quatro pneus de borracha que projetado para operaes de pick-and-carry (pegar e carregar) e para fora da estrada, aplicaes de "terreno spero". Estabilizadores so usados para nivelar e estabilizar o guindaste para iar.Estes guindastes telescpicos so mquinas monomotoras, com o mesmomotor impulsionando as rodas e o guindaste, semelhante a um guindaste sobre caminho. Em um guindaste do terreno spero (Rough terrain crane), o motor normalmente montada no chassi e no no superior, como acontece com guindaste sobre caminho.All terrain crane(AT - guindaste de todo tipo de terreno)All terrain crane um tipo de guindaste com equipamentos necessrios para viajar velocidade das vias pblicas e em terrenos acidentados no local de trabalho utilizando todas as rodas e direo de caranguejo(crab steering). AT combina a movimentao do guindaste montado sobre caminho e a manobrabilidade do guindaste de terreno acidentado(Rough terrain crane). AT tm de 2-9 eixos e so projetados para elevao de cargas de at 1.200 toneladas.Guindaste Treliado (lana treliada ao invs de lana telescpica)Sobre caminho (Truck crane)Sobre esteiras (Crawler crane)Crawler Crane (Guindaste sobre esteira)Um guindaste sobre esteira um guindaste montado sobre um chassi com um conjunto de faixas (tambm chamados de esteira) que proporcionam estabilidade e mobilidade.Guindastes de esteira variam em capacidade de elevao de cerca de 40 a 3.500 toneladas.Guindastes de esteira tm vantagens e desvantagens, dependendo da sua utilizao. Sua principal vantagem que eles podem se movimentar no local e realizar cada movimento com pouco set-up (ajustes), uma vez que o guindaste est estvel em suas trilhas, sem retranca. Alm disso, ele capaz de viajar com a carga.A principal desvantagem que eles so muito pesados e no pode ser facilmente transportado de um local de trabalhopara outro, sem despesas significativas. Normalmente, um guindaste de esteira de grande porte deve ser desmontado e movido por caminhes, vages ferrovirios ou navios sua localizao prxima.Guindaste Torre (Tower Crane)Guindastes de torre so uma forma moderna de equilbrio do guindaste, que consistem das mesmas partes bsicas. Fixo ao solo em uma laje de concreto (e s vezes ligadas aos lados de estruturas).Guindastes de torre muitas vezes do a melhor combinao de altura e capacidade de elevao e so utilizados na construo de edifcios altos.A base anexada ao mastro que d ao guindaste sua altura. Alm disso, o mastro conectado unidade de giro (engrenagem e motor) que permite que o guindaste rode.No topo da unidade de giro h trs partes principais que so: a lana horizontal longa (brao de trabalho), menor contra-lana e a cabine do operador.A lana horizontal longa a parte do guindaste que transporta a carga. A contra-lana carrega um contrapeso, geralmente de blocos de concreto, enquanto o brao de trabalho suspende a carga do e para o centro do guindaste torre.O operador de guindaste ou se senta em uma cabine no alto da torre, ou controla o guindaste por controle remoto via rdio a partir do solo. No primeiro caso, a cabine do operador mais usualmente localizada na parte superior da torre anexa turn table (parte que gira), mas pode ser montado sobre o brao, ou parcialmente dentro da torre. O gancho de elevao operado pelo operador de guindaste usando motores eltricos para manipular os cabos de corda de ao (wire rope cables) atravsde um sistema de roldanas. O gancho est localizado no brao longo horizontal para levantar a carga, que contm tambm o seu motor.Para que seja pego e soltado a carga, o operador trabalha geralmente em conjunto com um agente regulador que sinaliza (conhecido como 'dogger', 'rigger' ou 'Swamper'). Eles estao geralmente em contato via rdio, e sempre usam sinais de mo. O rigger ou Dogger dirige o cronograma de elevaes para o guindaste, e responsvel pela segurana do equipamento e das cargas.Um guindaste de torre geralmente montado por um guindaste telescpico com lana de grande alcance.Guindaste Torre de auto-montangemUm tipo de guindaste torre que so levantados do cho com macacos hidrulicos, permitindo que a prxima seo da torre, seja inserida no nvel do solo ou levantada pelo prprio guindaste em si. Podem assim ser montado sem ajuda externa, ou pode crescer junto com o edifcio ou a estrutura que esto construindo.Guindaste Prtico ou Guindaste de container (gantry crane or container crane)Um guindaste de prtico tem um guindaste e uma casa de mquinas fixas ou em um carrinho(trolley) que corre horizontalmente ao longo dos trilhos, geralmente instalados em um nico feixe (mono-viga) ou duas vigas (viga-dupla). O quadro do guindaste apoiado em um sistema de prtico com vigas e rodas que correm no trilho do prtico, geralmente perpendicular direo de viagem do carrinho (trolley).Estes guindastes existem em todos os tamanhos e alguns podem movimentar cargas muito pesadas (exemplo: capacidade mxima de iamento de 1000 t), particularmente os exemplosextremamente grandes usados em estaleiros, instalaes industriais e carga e descarga de containers.Guindaste Areo (overhead crane)Tambm conhecido como guindaste suspenso, uma ponte rolante que funciona muito semelhante a um guindaste de prtico, mas ao invs do movimento do guindaste inteiro, apenas o guincho e o carrinho se move em uma direo ao longo de um ou dois feixes fixos, geralmente montados ao longo de paredes laterais ou em colunas elevadas na rea de montagem da fbrica. Alguns desses guindastes podem erguer cargas muito pesadas.

8-DADOS BIBLIOGRFICOSCOLLINS, J. Projeto Mecnico de Elementos de Mquinas. 1 Ed. Rio de Janeiro: LTC,2006. PLT nmero 296.

NIEMANN, Gustav. Elementos de mquinas . 1 Ed. So Paulo: Blucher, 2009.

COSTAI, E. M. Falha ou Ruptura nos Metais, 2009.

SKF Rolamentos. Dimensionamento de Cargas para rolamentos, 2012.

AOS VIC. Resumo dos principais aos para construo mecnica, 2012.

ENGEMET. Aos ligados para eixos, hastes e parafusos especiais, 2012.

AOTUBO. Caractersticas dos Aos. 2012.

Faculdade Anhanguera de So Jos dos Campos

Airton Azevedo Junior - 3246554762Clelio Henrique - 3257572090Cleverson William - 3257573710Osmar Molinari - 3284576848Wanessa Florentino Labat Uchas -3226023078Jos Jair da Rosa - 3724701239

ATPS Atividade Prtica SupervisonadaElementos de Mquinas 1

ATPS de Elementos de Mquinas 1, entregue ao professor responsvel, do curso de Engenharia mecnicaOrientador: Prof. Mauro Tadeu.ENGENHARIA DE PRODUOCLOVIS R. DE OLIVEIRA JUNIOR 2583470615FLAVIO ANTONIO M. TURIN 6646381688LEANDRO FERREIRA BARROS 3226039610MICHAEL P.G DE MACEDO 3284575191RENATA BORGES DE CASTRO 6816449437RODOLFO SCHIANON 3203508808RUI ANDERSON DA SILVA 1171374789

ELEMENTOS DE MQUINAS

RELATRIO 1 PREVENES DE FALHASRELATRIO 2 EIXO RVORERELATRIO 3 - MANCAISFABIO SANS

SANTA BRBARA DOESTE 05/12/2013

SUMRIO

INTRODUO 3ETAPA 1: A PERSPERCTIVA DE PREVENO DE FALHAS 4PASSO 1 Somatria dos nmeros finais dos RA dos participantes. 4PASSO 2 - Pesquisa sobre falhas mecnicas 4PASSO 3: Falhas predominantes no projeto 6PASSO 4: RELATRIO 1 Preveno de falha. 9ETAPA 2: Transmisso de potncia atravs de eixos, acoplamentos, chavetas e estrias. 10PASSO 1: Material do eixo para sustentao do moito 10PASSO 2: Identificar os modos de falhas provveis 10no eixo arvore do moito e prevenesPASSO 3: Clculo dimensional do eixo do moito 11PASSO 4: RELATRIO 2 Eixo rvore. 13ETAPA 3: 14PASSO 1: PESQUISA SOBRE MANCAIS 14PASSO 2: FUNES DE MANCAIS DE ROLAMENTO 16PASSO 3: CALCULOS E ANALISE 18PASSO 4: RELATRIO MANCAIS 18ETAPA 4:TIPOS DE GUINDASTES 19PASSO 1: QUAL GUINDASTE IDEAL 19CONCLUSO 22BIBLIOGRAFIA 22

IntroduoTodo projeto relacionado a maquinas, refere-se a suaestrutura final, o seu acabamento. Uma mquina constituda de vrias peas, entre elas classificadas por suas caractersticas e funes, ou seja, todo projeto desenvolvido nos mnimos detalhes, sendo uma mquina simples, at a mais complexa que existir.Pra determinarmos as peas necessrias em um projeto, analisamos as prprias como sendo elementos de mquinas. Toda estrutura de uma mquina formada por suas pensas, considerando as os elementos, que cada uma tem a ter uma utilidade diferente no projeto, seja ela para acoplagem, movimentao, fixao ao posicionamento desejado ao projeto, como barras de ferros, estrutura metlicas para fixao de guindastes fixo, os parafusos de tamanhos variveis, dependendo de sua utilidade a resistncia para fins de sua importncia ao projeto, polias, engrenagens, peas para movimentos entrosadas entre elas, ou ligadas a correias, correntes, para movimentos motores seja do pinho ou de uma coroa, todas as peas conjugas em um projeto, determinamos como elementos de mquinas, que atravs de informaes das mesmas, resistncia dos materiais pra ser mais pratico, pelos clculos, identificamos para o projeto os elementos corretos para fins do projeto, em destaques isso se baseia no apenas na construo da mquina, mas para fins econmicos, encontrar a pea mais barata para sua finalidade adequada no projeto, no gastando desnecessariamente valores a materiais alto resistentes, sem projetose clculos para determinar os seus elementos.

ETAPA 1: A PERSPERCTIVA DE PREVENO DE FALHASPASSO 1 Somatria dos nmeros finais dos RA dos participantes.Somatria final deu 338 dos dois ltimos nmeros de cada RA dos participantes, e nisso identifica-se utilizarmos a carga de 2750 lbf, que o mesmo que 1247,38 kgf.PASSO 2 - Pesquisa sobre falhas mecnicasDeformao elstica: No sculo XII um experimento em um elemento de mquinas, sendo aplicada uma fora externa axial, seja ela uma mola ou uma barra cilndrica, so produzidas alteraes no comprimento do elemento. Alem disso, existe uma ampla classe de materiais e tambm uma relao linear entra a fora aplicada ao material e a sua alterao do seu comprimento, contanto que o mesmo no seja solicitado alm da regio elstica. Com a deflexo elstica correspondente com a deformao elstica, ocorrendo pela agregao de pequenas alteraes do material, tem recuperao em sua forma original, no atingindo sua deformao com a fora aplicada, excedendo o limite de escoamento do material.Tendo isso em analise, relacionando ao projeto de elementos de mquinas, para uma deformao elstica no ser preocupao no projeto, teria que o calculo desse fenmeno a seguir rigorosamente, no atingindo, ou at mesmo chegar perto do limite de escoamento do material (que mostraremos a seguir seu significado), aonde o mesmo poderia se romper e causarum acidente no levantamento da carga do guindaste.Escoamento: O limite de escoamento, ou conhecido tambm como tenso de escoamento refere-se a tenso mxima que o material suporta uma trao elstica de deformao, se haver um acrscimo em sua tenso, e o mesmo ultrapassar seu limite de escoamento, teremos uma deformao plstica, ou seja, uma deformao permanente, no entanto que no seja capaz de voltar a sua forma original. No entanto o limite de escoamento praticamente pra assegurar sua deformao elstica do material. Pois ento, seguindo o procedimento e os clculos corretos para que o material no atinja sua deformao plstica, no ters preocupao em nenhuma falha no projeto.Endentao: Ligado a dentes engrenados, ter um entrosamento nas engrenagens de uma mquina, onde as mesmas coincidem em seus encaixes, para no ter nenhuma fadiga entre elas, para seus movimentos estarem assegurados atravs de seus movimentos para que no possa ocorrer nenhum deslocamento caso elas no estejam estruturadas conforme uma engrenagem a outra estiver ligada. Exemplo uma coroa e um pinho, estarem estruturados, produzidos com medidas referentes um do outro, aos seus respectivos dentes, para que no possa ocorrer nenhum descolamento das engrenagens atravs de uma fadiga, ocasionando uma falha no projeto mecnico.Fratura frgil: Esse modo de falha ocorre em uma deformao plstica devido a resistncia do material, atingindoseu limite de resistncia a trao, que o mesmo quando tende a ter mais preciso de cargas aplicadas e nisso atingindo seu limite de resistncia mximo, ocasionando uma fratura ou at uma ruptura no material levando a uma falha catastrfica.O limite de resistncia a trao processo aps o limite de escoamento, onde o escoamento indica uma pequena variao de cargas com aumentos relativamente grande a sua deformao, enquanto o limite de resistncia, tende a ter mais precises de cargas onde indicar a tenso mxima suportada antes de ruptura do material.Fadiga, corroso e desgaste.A falha em servio de componentes mecnicos devida fadiga por fretagem tem sido reconhecida como um modo de falha de grande importncia, em termos tanto da frequncia de ocorrncia como da seriedade das consequncias da falha. O desgaste por fretagem tambm tem apresentado grandes problemas em determinadas aplicaes. Tanto a fadiga por fretagem como o desgaste por fretagem assim como a corroso por fretagem est diretamente associada ao de fretagem. Basicamente ao de fretagem pode ser definida como uma ao mecnica e qumica combinada, na qual as superfcies em contato de dois corpos slidos so pressionadas uma contra a outra por uma fora normal promovendo um movimento relativo de deslizamento oscilatrio, na qual a intensidade da fora normal suficientemente grande e a amplitude do movimento de deslizamento oscilatrio suficientemente pequena para restringir o fluxo de fragmentos de fretagem para longe da regio de origem.Em pequenas palavras, o dano a componentes mecnicos se manifesta a danos superficial a corroso devidamente por variaes na dimenses de desgastes do material, ou falhas por fadiga aceleradas. Regies tpicas de danos incluem ajustes por interferncias. Unies de parafusos, chavetas, estrias e rebites. Pontos de contatos entre fios e cabos de aos e eixos flexveis; como grampos, mancais de todo o tipo com pequenas amplitudes de oscilaes.Flambagem: O fenmeno bsico da flambagem pode ser entendido como o sistema de duas barras perfeitamente alinhadas, entretanto ligado a molas auxiliares atravs de sua interseo, quando perfeitamente as duas barras esto alinhadas, as molas no exercem nenhuma fora de reao. De fato uma deflexo pode ocasionar nas barras se existir uma fora axial nas barras, ou conhecida como momento perturbador, nisso existindo tambm uma fora resistente da mola na interseco das barras. Se a fora molar conseguir igualar com o momento perturbador, o sistema fica estvel, mas se o momento perturbador exceder a capacidade da resistncia molar o sistema fica instvel, ou entra em colapso ou flamba.Quando o momento perturbador e a resistncia molar tem o mesmo valor, o sistema fica em iminncia da flambagem, criticamente. A carga axial aplicada chamada de carga critica de flambagem, no entantoela far a o efeito da flambagem do sistema, que ser o momento perturbador entre as barras do sistema, ou seja, a interseco das barras.PASSO 3: Falhas predominantes no projetoCABO DE AOVamos calcular a tenso de trao do cabo de ao, sugerindo 20 mm de dimetro do cabo, e utilizando a carga que suportar nosso guindaste, que 1247,38kgf, que usaremos em N (Newton).

Essa a tenso de trao aplicada ao materialE o mdulo de elasticidade do material, ento usaremos o valor do ao mais comum, o ao SAE 1020.E= 200GPa

o alongamento unitrio, conhecido como deformao do material.

Esse ser o alongamento de seu comprimento.Calcularemos a reduo do dimetro com o coeficiente de Poisson, que para o ao o valor 0,3.Encontrando o alongamento lateral. Sendo negativo, pois a reduo do dimetro do cabo de ao.

Portanto essa ser a deformao do cabo de ao, no tendo risco algum com a carga solicitada, tendo em pratica que ter um desgaste, mnimo que seja, que futuramente precisar trocar, sendo tempo de uso muito grande.PARAFUSOCalculando o dimetro do parafuso, supondo uma tenso de trao de para a carga do guindaste de 12473,8N.Convertendo a Tenso de Trao teremos .Calculo de 60% em cima da tenso de trao para obter uma segurana no parafuso, para determinarmos a tenso de cisalhamento.

Arredondamos para 12 mm.OBS: rea A multiplicada por 2, pois irocorrer um cisalhamento em duas partes do parafuso.

Cisalhamento Duplo

Flambagem da lana praticamente no ter um risco predominante, ao no ser usar o material correto para a lana. Nisso pelo ndice de esbeltez teremos a informao da flambagem.Lf= comprimento deflambagemda pea emmetrosi=raio de giraoemmetrosSe o ndice de esbeltez crtico for maior que o ndice de esbeltez padronizado do material, a pea sofreflambagem; se for menor, a pea sofrecompresso. No caso da lana do guindaste, obvio que no tem esbeltez.Momento torsor poder indicar o momento de toro do material dado pela fora aplicada.Exemplo:

Calculando o momento torsor na proximidade total da distancia, para melhor resistncia em toda a lana.

O momento torsor produz um esforo que tende a fazer girar a seo em torno do eixo longitudinal, torcendo-a ou deslocando-a angularmente em relao seo vizinha, provocandotenses de cisalhamento.Tc = 5,19 kgf/cmTenso de cisalhamento praticamente baixa, indica alta resistncia do material pela sua rea de acordo com a fora aplicada.

PASSO 4: RELATRIO 1 Preveno de falha.Com todas as pesquisas realizadas no passo 2, se tratando dos clculos envolvidos no passo 3, identificamos a deformao do cabo de ao, o quanto ele se desgastar com a carga solicitada, nisso tendo como dados atravs da sua deformao elstica, no corremos riscos de acidentes, aono ser que a carga atinja o limite de escoamento como calculado logo aps a deformao elstica, tendo que a mesma levar ao desgaste continuo e a ruptura do material, para mais preciso de segurana, como citado no passo 3, podemos utilizar uns 20% do dimetro do cabo.Calculamos os dimetros dos parafusos tambm para que o mesmo possa suportar a presso, o desgaste do prprio material, tendo uma solicitao de foras quando aplicadas pela carga exercendo uma fora de cisalhamento, onde essa presso que denominamos o cisalhamento tende a romper o material, e pra isso se calcula a resistncia do parafuso o qual ele suporta a carga solicitada, e atravs do dimetro e das informaes do prprio material, identificamos o mais preciso material, para a carga aplicada, e no obtendo um desgaste muito agressivo, com o tempo levando a corroso do material. Todo cisalhamento leva a ruptura, a fratura do material, e para que isso no ocorra atravs da tenso de ruptura do material, temos que obter 60% dessa tenso a menos, para encontrar o material exato para a carga, isso inclui mais calculo para segurana do projeto.A flambagem como identificamos o seu calculo no passo 3, difcil obter um risco em um material muito resistente como o ao, praticamente falando, nenhuma lana de guindaste tem esbelteza, no entanto sua estrutura rgida e forte, tem muita dificuldade de se romper, analisado na tenso de cisalhamento encontrada pelomomento torsor de acordo com a sua rea. O cuidado em analise o posicionamento da lana, que dependendo se estiver torto o cabo de acordo com o posicionamento da carga, teremos um risco de balanar a carga e isso inaceitvel ao poder acertar em algo, ou na prpria cabine do operador. Tambm analisar outro acidente que se a carga solicitada for elevada torta, podemos afetar o carro do guindaste, tombando o mesmo.ETAPA 2: Transmisso de potncia atravs de eixos, acoplamentos, chavetas e estrias.PASSO 1: Material do eixo para sustentao do moitoAtravs das fontes citadas no trabalho identificamos de melhor informao no http://acosvic.com.br/ para as chavetas, mancais e roldanas, o material adequado para o projeto o ao cromo-nquel-molibdnio, conhecido como ao 8640, agora para o eixo de sustentao obtemos um ao mais conforme em carbono, o ABNT 1035.PASSO 2: Identificar os modos de falhas provveis no eixo arvore do moito e prevenesOs modos de falhas mais provveis identificados no eixo de arvore do moito predomina a endentao do prprio eixo s polias do equipamento, sobre acoplamentos denominados chavetas, onde servem para o encaixe das polias, e tendem a elas o entrosamento no eixo arvore, o movimento continuo entre elas.O mtodo mais comumente a prevenes dessas falhas nesse caso calcular os dimensionamentos corretamente entre as peas, para perfeita acoplagem, endentao, entrosamento, daspolias, e do eixo arvore junto entre eles as chavetas, todos dimensionados e padronizados entre eles, para movimentos entrosados entre as peas e no ter risco algum rompimento das polias, ou at mesmo rompimento das chavetas, e causar um acidente, soltando as peas.

PASSO 3: Clculo dimensional do eixo do moitoPegamos um guindaste industrial, 160 CV 2500 RPM.160 CV = 117760 WMomento torque gerado no tambor, onde o cabo estar preso at passar pela polia do moito.

Momento fletor mximo do eixo.

Calculamos o momento ideal.

Coeficiente de Bach de acordo com o material ABNT 1035.Tenso admissvel de flexo 50 N/mmTenso admissvel de toro 40 N/mm

Voltando ao momento ideal.

Pelo calculo do momento ideal conseguiremos calcular o dimetro da rvore.

No temos o valor de b que o fator de forma, onde identificamos por ele ser macio ou vazado.Para vazado tende a frmula:di = dimetro interno d = dimetro externoPara macios que ser o nosso caso, o fator de forma ser b=1.

Para efeito do projeto e facilidade na execuo dos desenhos e produo, podemos arredondar para um valor superior.d = 60 mm.O perfil necessrio para a carga solicitada diante dos dados da etapa 1, ser de 60 mm de dimetro o eixo de sustentao que suportar o moito com o cabo e a carga aplicada. Podemos utilizar esse dado, no eixo do tambor tambm, onde fica preso o cabo.PASSO 4: RELATRIO 2 Eixo rvore.Atravs de pesquisas relacionadas resistncia dos materiais, e ligados a materiais de guindastes e sua sustentao de cargas, os links fornecido pelo orientador do ATPS, analisamos todos os tipos de aos, e qual o mais adequado para suas funes. Para os aos de peas de acoplagem, o mais resistente tanto para cisalhamento como para desgaste, o ao SAE 8640, foi escolhido pelo fato, as peas produzidas por ele, ter um trabalho muito rgido no projeto, como os mancais, as chavetas, que os mesmos ficaro entre outras peas, recebendo desgastes, atrito, e obtendo deformao na mesma. No entanto os parafusos tem esse trabalho tambm, porm para o custo econmico do projeto, calculamos o parafuso pelo ao SAE 1020, por ser mais barato, em compensao do Ao SAE 8640, por ter mais teor de carbono, sua resistncia maior, porm ele mais caro. Compensa mais determinar o qual parafuso adequado para o cisalhamento das foras rgidas aplicadas a ele, por ele ser mais barato, lgico que sempre pensando na segurana obtemos no clculo um coeficiente de segurana da fora de cisalhamento, como base nos estudos de resistncia dos materiais, 60% da fora de cisalhamento, o que suporta para no se romper, ento atravs desse analise, encontramos o parafuso ideal e econmico para o projeto, para suportar as acoplagens do moito.As chavetas e mancais, como padro de peas de acoplagens rgidas, no tem para o materialSAE 1020, como comentado, elas do o entrosamento nas peas, ou seja, a chaveta fixada no eixo rvore, para prender junto polia, para o movimento das duas peas serem continuas, enquanto o eixo nos mancais desliza lentamente atravs das estrias nos mancais, todas as peas tem que ter muitas resistncias por causa de tantos atritos que eles recebem, pois no gerar desgaste elevado e rompimento das peas.Se tratando das prevenes de falhas no passo 2 desta etapa, o entrosamento como dito, entre essas peas rgidas, muito importante, como servem de acoplagem, praticamente a estrutura do moito, todo esqueleto, as juntas falando formalmente, tende a estar perfeitamente encaixadas uma na outra, nisso medindo, calculando e produzindo atravs das matrizes que estaro ligadas, com todo analise mnimo nas tolerncias milimtricas mnimas possveis, para perfeita acoplagem.Para os clculos do passo 3, pesquisamos comumente um guindaste industrial, e com as informaes de sua potencia e rotao do seu motor, atravs do aprendizado de elementos de mquina, dimensionamento do eixo rvore, todo procedimento para calcular e encontrar o dimetro do eixo, para a sustentao da fora da carga que o guindaste ir suportar, de acordo com as informaes necessrias para os clculos, tanto a potncia e rotor do motor, e chegar to prximo do dimetro necessrio, para que, em tabelas, identificar o eixo correto para o projeto, sendo tudoe todas as peas padronizados entre si, sempre o entrosamento, e no esquecer o balanceamento da montagem do moito com o eixo, a polia, e as acoplagens.

ETAPA I

PASSO I

Definir quais sero os dados que a equipe ir utilizar para calcular todo o projeto do guindaste. Somar os ltimos algarismos dos RA dos integrantes do grupo e identificar os dados na tabela abaixo:

4500 LBF.

PASSO II

Fazer uma pesquisa dos tpicos abaixo, de modo a entender quais as possveis falhas que podem ocorrer dentro de um projeto mecnico:

Deformao Elstica.Escoamento.Endentao.Fratura Frgil.Fadiga.Corroso.Desgaste.Flambagem.

DEFORMAO

Para se prevenir falhas por Deformao Elstica realizado o teste de trao.Em umensaio de trao, um corpo de prova ou provete submetido a um esforo que tende a along-lo ou estic-lo at ruptura. Geralmente, o ensaio realizado num corpo de prova de formas e dimenses padronizadas, para que os resultados obtidos possam ser comparados ou, se necessrio, reproduzidos. Este fixado numa mquina de ensaios que aplica esforos crescentes na sua direo axial, sendo medidas as deformaes correspondentes. Os esforos ou cargas so mensurados na prpria mquina, e, normalmente, o ensaio ocorre at a ruptura do material.

Exemplo prtico Material; Rgua, Elstico.

Quando se aplica umafora de trao no elstico, o seu comprimento aumenta; se parar de aplicar a fora, ele volta a sua posio inicial. Ao aplicar uma fora maior seu comprimento se alonga e a sua seo se estreita. Mesmo parando com a fora inicial do elstico, ele no volta mais a sua posio inicial. Ele fica com uma deformao residual permanente. E se continuar com uma fora nele, ele vai acabar se rompendo.

Num laboratrio de teste isso tudo mais complexo. Os ensaios so feitos com equipamentos que registram todas as informaes necessrias. A partir da analisada a resistncia do material.

Figura: mquina teste de trao retirada de: http://www.metalab.com.br/analise-de-materiais/ensaios-mecanicos/Na fase de teste forma-se um diagrama chamado diagrama de tenso e deformao.

Figura: Grfico diagrama de Tenso Deformao

Quando um corpo de prova passa por um ensaio de trao, a mquina de ensaio fornece um grfico que estabelece a relao entre fora aplicada e as deformaes ocorridas durante o ensaio. A partir do grfico so avaliadas propriedades mecnicas durante o ensaio. O que interessa durante a anlise do grfico a relao entre a tenso e a deformao.

T= F/ST- TensoF- ForaS= rea de seo sobre a qual aplicada.

ESCOAMENTO

Limite de escoamento, tambm chamado de tenso de cedncia ou tenso delimite elstico, ou tenso de escoamento, a tenso mxima que o material suporta ainda no regime elstico de deformao, se houver algum acrscimo de tenso o material no segue mais a lei de HOOKE, e comea a sofrer deformao plstica deformao definitiva. Onde k o mdulo de elasticidade ou Mdulo de Young.

ENDENTAO

A dureza de um material uma propriedade difcil de definir, que tem diversos significados dependendo da experincia da pessoa envolvida. Em geral, dureza implica em resistncia deformao e, para os metais, esta propriedade uma medida de sua resistncia deformao plstica, ou permanente. Para algum preocupado com os mecanismos de teste de materiais, dureza significa geralmente a resistncia endentao, e para o engenheiro de projeto, ela frequentemente significa uma quantidade fcil de ser medida e especificada, que indica algo a respeito da resistncia e do grau de tratamento trmico de um material metlico.

Existem trs tipos de gerais de medida de dureza, dependendo da maneira pela qual o ensaio conduzido:

(a) dureza ao risca mento;(b) dureza endentao e,(c) dureza dinmica ou por rebote.

Somente a dureza por endentao, nos materiais metlicos, tem interesse significativo para a engenharia.

FRATURA FRGIL E FRATURA DCTIL

Todos os materiais se rompem quando submetidos a umcarregamento no qual a tenso seja maior que aquela da sua resistncia mecnica.

O comportamento ao longo desse processo pode classificar os materiais em dois grandes grupos: h os que fraturam sem ceder e os que cedem nitidamente antes de se fraturar. Ao primeiro grupo denominamos materiais frgeis (que apresentam fratura frgil) e, ao segundo, materiais dcteis.

Exemplo material frgil: Vidro

Exemplo de material dctil: Cobre (a ductilidade est associada capacidade que um material apresenta, de ser transformado em fios).Uma boa maneira para se observar a diferena no comportamento entre os materiais submetendo-os a um ensaio de trao. Fazendo-se um grfico da fora em funo do deslocamento, possvel caracterizar um material entre os dois grupos. Material frgil rompe-se com pequeno deslocamento e mostram maior resistncia mecnica.

Figura: Diagrama fora versus deslocamento frgil (curva a) dctil (curva b).A maioria dos materiais metlicos, ao ser submetido a uma tenso crescente, se comporta dentro do grupo dos que cedem antes de romper. Porm, certas ligas, especialmente quando tratadas termicamente, so muito resistentes, porm, frgeis. Com tratamentos trmicos adequados essa situao pode ser revertida em diferentes graus! Os resultados poderiam ser vistos como linhas intermedirias e os materiaiscombinariam as melhores propriedades entre os dois mundos.

FADIGAFadiga mecnica a degradao das propriedades mecnicas levando falha do material ou de um componente sob carregamento cclico.No geral, fadiga um problema que afeta qualquer componente estrutural ou parte que move. Exemplos: automveis nas ruas, avies (principalmente nas asas) no ar, navios em alto mar, constantemente em choque com as ondas, reatores nucleares etc... (perceba ento a importncia do fenmeno de fadiga). Pode-se afirmar que 90% das falhas em servio de componentes metlicos que experimentam movimento de um jeito ou de outro devido fadiga. Frequentemente, a superfcie de fratura por fadiga ir mostrar algumas caractersticas macroscpicas de fcil identificao e associao ao fenmeno da fadiga, tais como as marcas de praia a ruptura de um componente pela propagao de uma fissura gerada pela aplicao de tenses cclicas. 90% das rupturas em peas mveis em servio relacionam-se com fadiga. Esse processo ocorre em 3 etapas:

Nucleao de uma fissura em alguma irregularidade (ponto de concentrao de tenses) Propagao da fissura Ruptura catastrfica quando se atinge o KIc do material

Acabamento superficial, quanto melhor maior o limite de fadiga, composio qumica, teor de impurezas, quanto mais puro maior o limite de fadiga, quanto maior aresistncia mecnica do material, maior o seu limite de fadiga.

Figura: Etapas da Fadiga

CORROSO

O processo de corroso dos metais se d em virtude das reaes de oxido reduo entres esses e outros agentes naturais como o oxignio presente no ar. O potencial de reduo desses metais costuma ser menor do que o oxignio e por isso eles cedem seus eltrons, oxidando-se.

Figura: Corroso metais

A corroso dos metais um processo natural em que o metal deteriorado por meio de reaes de oxido reduo entre ele e agentes naturais, principalmente o oxignio do ar.Esse processo causa grandes prejuzos econmicos e sociais, pois traz danos s estruturas de edifcios, carros, pontes, navios, etc. Alm de as pessoas perderem alguns de seus bens materiais, torna-se necessrio que a indstria produza mais desses metais apenas para substituir os que foram danificados. Por exemplo, no caso do ferro, a ferrugem provoca a perda de bilhes de dlares no mundo inteiro; 20% do ferro so produzidos para substituio. A corroso ocorre porque os metais, com exceo do ouro e da platina, possuem potenciais de oxidao maiores que os do oxignio. Dessa forma, eles perdem eltrons para o oxignio presente no ar.

DESGASTE

O desgaste um processo de degradao de um material quando em servio. Est presente em diferentes situaes, ondeocorre a perda progressiva de material a partir da superfcie, por contato ou movimento relativo de um slido, em relao a outro slido, lquido ou gs. Assim, equipamentos com partes mveis, como mancais de deslizamento, rotores de bombas, vlvulas tipo esfricas e, sofrem desgaste. Como resultado, as empresas gastam um enorme montante de dinheiro com a recuperao de peas, recuperao de equipamentos e perdas de produo.A causa e os mecanismos que provocam o desgaste em materiais so muito variados, e devem ser abordada dentro de uma maior complexidade, definida pelo sistema tribolgico. O sistema tribolgico engloba a superfcie que sofre o desgaste, o agente de desgaste e o meio em que as partes envolvidas esto atuando. O balano de energia na interface de contato provavelmente a mais importante informao, e tem considervel influncia no tipo de mecanismo de desgaste. Para determinados mecanismos, dureza e tenacidade fratura so propriedades consideradas as mais importantes para fazer frente a solicitaes que provocam desgaste.Para desenvolver uma soluo que elimine ou reduza o nvel de desgaste de uma superfcie necessrio ter o conhecimento dos mecanismos de desgaste que esto atuando. FLAMBAGEM

Flambagem, na prtica, corresponde ao fenmeno de peas esbeltas se deslocarem transversalmente linha de ao de fora da foraaplicada. Isso ocorre quando a fora aplicada atinge um valor superior ao da carga crtica.Outro tipo de flambagem que ocorre quase que exclusivamente nas vigas metlicas a flambagem lateral das vigas. Ela fundamental para o clculo das vigas metlicas no continuamente travadas, isto , que no tem o seu deslocamento lateral impedido. Supondo uma viga metlica de seo transversal I com deslocamento lateral desimpedido, submetida a um carregamento distribudo ou concentrado, ela flete, gerando compresso na mesa superior e trao na mesa inferior. Quando a mesa superior for sujeita a uma carga superior ao da carga crtica por compresso, a mesa tende a flambar por flexo. Porm, como a mesa superior est ligada pela alma mesa inferior, esta interfere no deslocamento da mesa superior, resultando em um movimento composto de: deslocamento lateral (flexo lateral), rotao (toro) da seo da viga e empenamento (a seo deixa de ser plana aps a deformao).

Figura: Flambagem lateral de vigas.

PASSO III

CALCULOSAbaixo imagens de clculos predominantes durante anlise de preveno de falhas:

Figura: Verificao de carga.

Figura: Pontos a serem analisados.

Figura: Passadas de Cabo

Figura: Clculo de Peso

Figura: Esforos nas Sapatas

Figura: Consideraes

ETAPA IIOBJETIVOUtilizando componentesde fcil aquisio em termos de custo a proposta desenvolver um Guindaste utilizando eltrica e mecnica, que suporte um peso em escala de 4500 LBF 2041 kgf. Prottipo projetado com escala 1/100.O projeto inicial foi proposto levantamento superficial de fora, ser acrescentado no projeto giro de 360. Demais especificaes sero definidas nas prximas etapas do projeto.

PASSO I

Definir, atravs do tipo de construo, qual ser o material utilizado para a construo do eixo de sustentao da moito do guindaste.

AOTUBO. Caractersticas dos Aos. Disponvel em: .

PASSO II

Identificar quais sero os modos provveis de falha para o eixo rvore do moito e quais as prevenes a serem tomadas.

As falhas mais provveis que podem ocorrer no eixo do moito so: fratura por cisalhamento, toro e desgaste por atrito.

Polia ou roldana, consta de um disco de madeira ou de metal, que pode girar em torno de um eixo que passa por seu centro e normal ao seu plano. Na periferia desse disco existe um sulco, denominado gola ou garganta, no qual passa uma corda ou cabo contornando-o parcialmente. O eixo sustentado por uma pea em forma de U, denominada chapa, que lhe serve de mancais. As polias, quanto aos modos de operao, classificam-se em fixas e mveis.

Nas fixas os mancais de seus eixos(a chapa) permanecem em repouso em relao ao suporte onde foram fixados. Nas mveis tais mancais se movimentam juntamente com a carga que est sendo deslocada pela mquina. Cadernais e talhas so combinaes de roldanas. Eis algumas ilustraes para tais roldanas:

Figura: Tipos de roldanas

Polia fixa: somente altera a direo e o sentido da fora

Polia mvel: divide a fora resistente entre o ponto de fixao da corda e a fora potente

Cadernal: configurao de vrias roldanas mveis e o mesmo nmero de roldanas fixas.

Talha: configurao de vrias roldanas mveis e uma roldana fixa

Fp = Fora potente.Fr = Fora resistente.n = Nmero de roldanas mveis./ = dividido.= = igual.Fn = Fora natural

CALCULO DE CARGA NO GUINDASTE

Desenvolver, calcular e construir, para o guindaste do projeto em questo, a tabela que fornece o valor mnimo do ngulo , em graus, para as cargas variando em intervalos de 4500 lbf, conforme modelo na sequncia, considerando-se um coeficiente de segurana de 20% sobre o ngulo mnimo terico calculado.

Calculo dos ngulos mnimos a serem utilizados;

Formula abaixo como parmetro para chegarmos deduo inicial:

Guindaste trabalhando sem contrapeso e carga.

Mr = (G1 x d) + (G1 x d) + (G1 x dcos) ((1KN + G2) x dcos)

Aps calculo do ngulo necessrioacrescentar 20%, devido ao coeficiente de segurana ( de Segurana).

Guindaste com contrapeso de X KN e carga de X KN.

Mr = (G3 x 0,9) + (G1 x d) + (G1 x d) + (G1 x dcos) (( X KN + G2) x dcos)

Aps calculo do ngulo necessrio acrescentar 20%, devido ao coeficiente de segurana ( de Segurana).

PASSO III

Calcular atravs dos dados da etapa 1, o dimensional do eixo do moito. Atravs desse clculo possvel identificar o perfil necessrio para suportar a carga sugerida.

Dimensionando o eixo:

Figura: Contedo aula Elementos de Maquinas

REFERNCIAS BIBLIOGRAFICAS

Sites:http://pt.wikipedia.org/wiki/Moit%C3%A3o#Rela. C3.A7.C3.B5es_de_for.C3.A7ahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Rolamentoswww-gmap.mecanica.ufrgs.br/~Igncio/homepage/.../grua_mem.pdfhttp://www.skf.com/br/products/bearings-units-housings/ball-bearings/principles/troubleshooting/bearing-failures-and-their-causes/index.htmlhttp://exchange.autodesk.com/autocadmechanical/ptb/online-help/AMECH_PP/2012/PTB/pages/WS1a9193826455f5ffa23ce210c87543115-28c4.htmhttp://www.ebah.com.br/content/ABAAAeq_oAL/manutencao-lubrificacao-mancais-rolamento-rolamentos-industriaishttp://www.ehow.com.br/calcular-carga-maxima-guindaste-como_20875/