SUMARIO

Contedo Pgina

Etapa 1________________________________________________________2

Passo 1_______________________________________________________2

Passo 2_______________________________________________________3

Passo 3 _______________________________________________________3

Passo 4_______________________________________________________3

Etapa 2________________________________________________________4

Passo 1_______________________________________________________4

Passo 2_______________________________________________________4

Passo 3 _______________________________________________________6

ETAPA 1Aula-tema: Definio e propriedades dos fluidos.

Passo 1Pesquisar sobre as propriedades da compressibilidade de fluidos diversos, observando parmetros de viscosidade, elasticidade, compressibilidade, etc.

A compressibilidade: define-se como sendo uma variao infinitesimal do volume por unidade de variao de presso. Em termos mais simples, a propriedade que a matria apresenta quando sofre a ao de foras adequadamente distribudas, tendo seu volume diminudo. tambm este termo a propriedade dos corpos que podem ser comprimidos. Em termos habituais, a compressibilidade dos lquidos quase nula. Variaes simultneas da presso e do volume de um gs em temperatura constante implicam na sua compressibilidade.Viscosidade: a propriedade pelo qual um fluido oferece a resistncia ao cisalhamento. A resistncia ao cisalhamento o principal resultado da transferncia da quantidade de movimento molecular. Dentro de um fluido existe sempre movimento de molculas para um lado e para o outro de qualquer superfcie tomada nesse fluido. Quando uma camada se move em relao a outra adjacente, h transferncia de quantidade de movimento molecular de um lado a outro de forma que surge uma tenso de cisalhamento aparente que reduz o movimento relativo e tende a igualar as velocidades de camadas adjacentes.

A viscosidade pode ser imaginada como sendo a aderncia interna de um fluido. uma das propriedades que influencia a potncia necessria para mover um aeroflio atravs da atmosfera. Ela responsvel pelas perdas de energia associadas ao transporte de fluidos em dutos, canais e tubulaes. Alm disso, a viscosidade tem um papel primrio na gerao de turbulncia. Nem seria necessrio dizer que a viscosidade uma propriedade extremamente importante a ser considerada em nossos estudos de escoamento de fluidos. A reologia o estudo de escoamento e deformao da matria, ou seja, o estudo do comportamento de fluidez. Os componentes dos fluidos podem apresentar diferentes formas geomtricas caracterstica de ligao tamanhos variados que lhe conferem comportamentos distintos.

Propriedades de viscoelasticidade Reologia inclui o estudo da deformao e recuperao de um material, que exibe caractersticas de solido elstico e de liquido viscoso, ou seja, considerado visco elstico. Podemos definir que as amostras visco elstica apresentam inicialmente comportamento slido e posteriormente lquido.

Passo 2 Pesquisar vdeos sobre o funcionamento de braos mecnicos hidrulicos.

Atravs dos vdeos podemos verificar o funcionamento dos braos mecnicos com o sistema de ampliao de foras feito por seringas e mangueiras com gua formando um sistema de transmisso de movimento fluido mecnico.

Passo 3 Pesquisar sobre modelos de seringas encontradas no mercado, observando sobre a capacidade volumtrica, material de confeco, abertura de seo transversal, etc.

O passo 3 e 4 tratam-se da escolha dos materiais para a fabricao do brao mecnico que ser desenvolvido pelo grupo.

-3 seringas de 20 ml-3 seringas de 10 ml

Passo 4 Pesquisar sobre dutos, cola e/ou sistemas de aderncias e acoplamento de dispositivo transmissivo de fluido (mangueiras, tubos etc.) que poderia ser utilizada entre uma seringa e outra para um sistema de transmisso de movimento fluido-mecnico.

-mangueira pneumtica PUN 6x1 10 bar de presso-abraadeiras de nylon (para fixao das seringas e mangueiras)

ETAPA 2

Aula-tema: Definio e propriedades dos fluidos.

Passo 1 Observar uma possibilidade de execuo e/ou funo que possa ser feito com um brao mecnico de transmisso hidrulica utilizando seringas. Podendo ser um abraamento de um objeto e em seguida levant-lo, etc.

O Brao Mecnico que desenvolveremos ira conseguir movimentar objetos na vertical, aplicando uma fora na seringa com dimetro menor, assim transmitindo a fora atravs do fluido (gua) para a seringa de dimetro maior para que o movimento se complete.

Passo 2 Fazer um desenho tcnico para um projeto brao mecnico hidrulico utilizando seringas para a finalidade escolhida no Passo 1.

Passo 3Fazer a previso sobre a ampliao de foras que poder ocorrer dentro do princpio da prensa hidrulica de Pascal.

Segundo o princpio de Pascal, que fora enunciado em 1652 por Blaise Pascal (1623-1662), demonstra que uma variao na presso aplicada em um fludo ideal (incompressvel) confinado transmitida integralmente para todas as posies do fludo e para as paredes do recipiente que o contm.No brao mecnico cada articulao e montado com dois cilindros, a fora (Newton) feita na menor proporcional sua rea, ou seja, bem pequena. Quando o fluido (gua) pressionado para o outro mbolo, ele produz uma fora (Newton) tambm proporcional a esta rea, de modo que a fora ser tanto maior quanto maior for a tal rea.Quando se pressiona o mbolo pequeno (do cilindro), extremamente difcil de impedir que o mbolo maior suba, pois, como j foi explicado, a fora nele muito maior.O sistema explica os Princpios de Pascal e Stevin e simula o funcionamento de qualquer dispositivo hidrulico, como freios de automveis, direo hidrulica e brao mecnico hidrulico, por exemplo.O Princpio de Pascal uma das aplicaes tecnolgicas mais interessantes na Fsica.Com ele, podemos aplicar uma fora em uma situao, e a fora pode ser multiplicada muitas vezes, dependendo da rea de sua aplicao.

Clculos Preliminares

PressoFormula da Presso

P= Presso (Pa)F= Fora (N)A=rea (cm)

Formula da rea de um cilindro

A= read= Dimetro

Calculo da presso no cilindro (movimento vertical do brao)

Cilindro 60ml fixo no braoDimetro = 26,65mm = 2, 665 cm

A = 5,58cm

Cilindro 20ml controlado pelo operadord=21,80mm = 2,18cm

A = 3,73cm

Obs.: usaremos como base para calcular a presso e a fora exercida pelos cilindros para movimentar o Brao Mecnico uma fora de 9N (0,918kgf), para simular o acrscimo de fora produzido pelos cilindros de diferentes dimetros, pelo fato da fora aplicada pelo operador ser diferente dependendo do peso do objeto a ser levantado.

P = 2,41 N/cm (presso exercida pelo cilindro do operador)

F= A.P F=5,58. 2,41 F= 13,45 N (fora transmitida para o cilindro fixo no brao).

Calculo da presso no cilindro (movimento vertical do antebrao)

Cilindro 10ml fixo no braoDimetro = 14,50 =1,45 cm

A = 1,65cm

Cilindro 10ml controlado pelo operadorDimetro = 14,50 =1,45 cm

A = 1,65cm

P = 5,45 N/cm (presso exercida pelo cilindro do operador)

F= A.P F=5,45. 1,65 F=9 N (fora transmitida para o cilindro fixo no brao).

Obs.: a fora transmitida no foi multiplicada pelo fato dos 2 cilindros terem o mesmo dimetro.

Calculo da presso no cilindro (movimento vertical do suporte da garra)

Cilindro 10ml fixo no braoDimetro = 14,50 =1,45 cm

A = 1,65cm

Cilindro 10ml controlado pelo operadord=14,50mm = 1,45cm

P = 5,45 N/cm (presso exercida pelo cilindro do operador)

F= A.P F=5,45. 1,65 F=9 N (fora transmitida para o cilindro fixo no brao).

Calculo da presso no cilindro (abrir e fechar a garra)

Cilindro 5ml fixo no braoDimetro = 12,60 =1,26 cm

A = 1,25cm

Cilindro 5ml controlado pelo operadorDimetro = 12,60 =1,26 cm

A = 1,25cm

P = 7,2 N/cm (presso exercida pelo cilindro do operador)

F= A.P F=1, 25.7,2 F=9N (fora transmitida para o cilindro fixo no brao).

Obs.: todos os resultados foram arredondados para 2 casas depois da virgula.Dimenses Crticas por flexoP = Carga Mxima (1 kgf)X = Distncia entre os pinos (x2 = 189) (x3 = 230)Mfmax = Momento flexor mximoMf = P.X

Detalhes 1,2 e 3Momento flexor do antebrao (Detalhe 3)Mfmax3 = P. (x3)Mfmax3 = 1*230 = 230 kgf.mmMomento flexor do brao (Detalhe 2+3)Mfmax2 = P. (x2+x3)Mfmax2 = 1. (189+230) = 419 Kgf.mmTenso de rupturaO Pinho = 100MPao F.S. = 3Tenso admissvel = = 33,33 MPaModulo de resistncia cartesianob = 315h = 44Wy = = = Wy= Wy= = 6,28 (Wy menor que Wy, a estrutura resiste a carga)4