Misturador

CENTRO UNIVERSITARIO ANHANGUERA SANTO ANDRÉ

ATPS FUNDAMENTOS DOS ELEMENTOS DE MAQUINAS

MISTURADOR DE MASSA DE BOLACHA

Atividade pratica supervisionada

apresentada junto ao curso de

Tecnologia em fabricação mecâ-

nica(fundamentos dos elementos

maquinas), Professor orientador

Abner Jacinto

SANTO ANDRÉ

Setembro/2013

COMPONENTES DO GRUPO:

Francisco Rossini ; RA:56321112113

André Luiz ; RA:5660119513

Marcio do Vale Amorim; RA:4997011962

Dario Pereira; RA:5670138211

André Mauri ; RA:3724699682

Paulo Robertos; RA:3726699349

AGRADECIMENTOS:

Meu agradecimento especial ao Prof. AbnerJacinto, pelo exemplo e dedicação ao trabalho e orientação simples e clara. Um modelo de como um professor contemporâneo deve ser, não fugindo de sua origem e conceitos como respeito, educação, organização e seriedade.

Agradecemos aos colegas pelo grupo de estudos e aos familiares pelo apoio para termos força para concluímos o nosso estudo com dedicação e responsabilidade.

 

INTORDUÇÃO:

Este trabalho apresenta pesquisa aprofundada sobre motorredutor, característica de motorredutores, construção de uma caixa de engrenagem bem como os cálculos, desenvolvimento e construção de 2 pares de engrenagem.

Utilizamos metodologia de pesquisa bibliográfica (livro) e meios eletrônicos (internet) e grupos de estudos.

 

Passo 1 – Definir quais serão os dados que a equipe irá utilizar para calcular todo o projeto da máquina. Somar os últimos algarismo dos RA´s dos integrantes do grupo e identificar o RPM do misturador na tabela abaixo.

Final Somatória Valor RPM

1 e 2 16 rpm

3 e 4 19 rpm

5 e 6 22 rpm

7 e 8 24 rpm

9 e 0 28 rpm

RA´s =,5632112113, portanto, somando os últimos algarismo dos RA´s = 20, os últimos algarismos (1+3+3+2+2+9) = 20 sendo assim na tabela acima temos 1 e 2 = a 28 rpm. Portanto essa a minha relação de saída.

Passo 2 – Pesquisar em site de fabricantes de motorredutores os tipos disponíveis para mercado. Escolher 5 tipos e listar as suas características, lembrando que estaremos trabalhando na indústria alimentícia.

Listade 5 tipos de motor redutores :

No próximo passo o motor já está estipulado, portanto estarei listando motorredutores CESTARI pelo fato de serem parceiros CESTARI-WEG.

VERTIMAX (redutores e motor redutores de eixos paralelos) – São de estilo compacto e de construção sólida e estão disponíveis com reduções duplas, triplas, quíntuplas e sêxtuplas. Nas execuções com eixo oco são montados diretamente no eixo movido oferecendo certas vantagens com; fácil instalação e remoção devido não ser necessário base e fundação para o redutores, e permitem versatilidade de montagem podendo ser montados na vertical ou na horizontal, eixo para cima ou para baixo. Podem também ser fornecidos com flange de fixação, pés de fixação e eixo integral. A lubrificação do redutor é por imersão em banho de óleo. Motor elétrico é de construção compacta, com refrigeração, através de ventilador, e acoplada à carcaça do redutor por intermédio de flange e ajuste preciso; o flange do motor é a parede divisória entre o motor e os pares de engrenagens.

COAXIAL (redutores e motor redutores de eixos concêntricos)– São de estilo compacto e de construção sólida e estão disponíveis com reduções duplas, triplas, quádruplas, quíntuplas e sêxtuplas; a lubrificação é por imersão em banho de óleo e são fabricadas com engrenagens cilíndricas de dentes helicoidais. Os pares de engrenagens de redução são em carcaças de ferro fundido com parede interna que serve de reforço e ao mesmotempo de mancal. São fornecidos com flange compacta ou lanterna tipo “FF”, conforme norma ABNT 5432 e IEC 72 parte 1 com ou sem motor acoplado; ou podem ser fornecidos com motores acoplados diretamente na carcaça do redutor.

CONIMAX (redutores e motor redutores de eixos ortogonais – par cônico) – São de estilo compacto e de construção sólida e estão disponíveis com reduções triplas, quíntuplas e sêxtuplas; a lubrificação é por imersão em banho de óleo. São fabricadas com engrenagens cilíndricas de dentes helicoidais cônicas espirais. O motor de construção compacta, com refrigeração através de ventilador, é acoplado à carcaça do redutor por intermédio do flange com ajuste preciso, sendo o flange do motor a parede divisória entre o motor e os pares de engrenagens.

MAGMAX (redutores e motorredutores de eixos ortogonais – sem fim/coroa) – São de estilo compacto e de construção sólida e estão disponíveis com reduções duplas, quádruplas e quíntuplas: a lubrificação é por imersão em banho de óleo. Os redutores de dupla redução são compostos de um par de engrenagens cilíndricas e um par de coroa e rosca sem fim. Os de redução quádrupla e quíntupla, chamados duplex, são formados por um redutor Coaxial acoplado em um redutor Magmax. O motor é de construção compacta com refrigeração através de ventilador, e acoplado à carcaça do redutor por intermédio de flange e ajuste preciso, sendo o flange do motor a parede divisória entre o motor e os pares deengrenagens.

MAGMA-M (redutores e motorredutores de coroa e rosca sem fim) – São do tipo “coroa e rosca sem fim”, projetados para acionamento de toda classe de máquinas e equipamentos de baixa velocidade. Uma seleção completa de tamanhos, com reduções de 1:10 até 1:4000, e formas construtivas que permitem sua instalação em diferentes posições, ocupado um mínimo devido ao seu tamanho reduzido. São fabricados com a mais avançada tecnologia, empregando-se materiais, maquias e ferramentas de primeira linha, e submetidos a um rigoroso controle de qualidade.

Rosca sem fim - os eixos sem fim são executados em aço cromo-níquel para cementação, que após tratamento térmico atingem uma dureza superficial de 55 a 59 HRc. O perfil evolvente é retificado com a máxima precisão, proporcionando ao redutor um alto rendimento e um funcionamento suave.

Coroas – São executadas em bronze centrifugado liga especial, com propriedades mecânicas que garantem um ótimo funcionamento e durabilidade. São de forma globoidal e dentes helicoidais, gerada em máquinas de grande precisão com ferramentas especiais (classe de precisão “A”, conforme DIN 3968).

Carcaças – São fabricadas em ferro fundido cinzento de alta qualidade e distinguem-se por sua estética, rigidez e versatilidade. A superfície externa é alteada, proporcionando uma melhora considerável na dissipação de calor. São usinadas com precisão e dotadas na entrada e saída, de retentores de borracha sintéticade dupla ação, assegurando uma completa vedação e evitando a entrada de corpos estranhos no interior de caixa bem como vazamento do lubrificante.

Eixos de saída – Os eixos de saída são dimensionados para suportem as cargas indicadas. Todos os assentos, pontas de saída e furos (no caso de eixos vazados), são retificados e obedecem as tolerâncias indicadas.

Mancais – As rosca sem fim são apoiadas em mancais de rolamentos cônicos e os eixos de saída são apoiados em rolamentos de esferas. A seleção desses rolamentos é feita para garantir uma longa vida dos mesmos.

Lubrificação – A lubrificação do conjunto coroa e sem fim é feita por imersão em banho de óleo, garantindo uma perfeita lubrificação. Os rolamentos de entrada e de saída têm lubrificação por graxa.

Refrigeração – A refrigeração é feita através do próprio lubrificante e através das aletas da carcaça.

Passo 3 – Utilizar um motor WEG de 1740 RPM para o misturador de ingredientes a maquia, justifique, em no mínimo de 15 linhas a escolha desse motor.

Figura 2 – motor WEG

O motor WEG da linha W Wash foi projetado para atender as necessidades de empresas que atuam nos segmentos alimentícios, farmacêuticos e outros que exijam higienização e limpeza com água onde está instalado.

Fornecido na versão Alto Rendimento Plus, o motor WEG da linha W Wash utiliza o sistema de isolamento WISE (WEG Insulation system Evolution) com fio esmaltado WEG GIII 200ºC, resistência de aquecimento, compintura interna topicalizada, e vedação dos mancais com retentor de VOITON (mola em aço inoxidável, eficaz para aplicações em ambientes severos que possuem a presença constante de umidade, bem como para aplicação com, inversões de frequência).

O eixo, os parafusos de fixação e a placa de identificação são fabricados de aço inoxidável. Onde a carcaça e seus componentes externos recebem a pintura com a tinta WEG NOBAC® (sendo na cor branca plano de pintura WEG 211P com acabamento PU) que possuem propriedades antimicrobianas, fornecendo assim soluções confiáveis e de última geração para os casos onde a higiene e saúde são fundamentais.

Grau de proteção = IPW56; Potência = 1cv à 20cv; Tensão = 220/380 v, 380/660 v, 440 v, 220/380/440V; Fator de serviço = 1.15.

Passo 4 – Entregar ao professor da disciplina, em uma data estipulada por ele, um relatório chamado RELATÓRIO 1 – Motorredutores, contendo a pesquisa do Passo 2 e 3 desta etapa.

RELATÓRIO 1 – Motorredutores

Nesta etapa vimos as características de motorredutores diversos; Como VERTIMAX (redutores e motorredutores de eixos paralelos), COAXIAL (redutores e motorredutores de eixos concêntricos), CONIMAX (redutores e motorredutores de eixos ortogonais), MAGMAX (redutores e motorredutores de eixos ortogoanis – sem fim / coroa), MAGMA-M (redutores e motorredutores de coroa e rosca sem fim); E com um motor já definido da WEG adquirimos preferência aos motorredutores da CESTARI pelo fato dajunção entre CESTARI-WEG.

E com o motor WEG de 1740 RPM (estipulado no passo 3) e por estarmos dimensionando motor para o setor alimentício adotamos motor WEG da linha W-Wash com características especificadas anteriormente.

ETAPA 2

Aula-tema: movimento circular, relação de transmissão, rendimento e torque transmissão por correia e transmissão por polia.

Esta atividade é importante para que você aprenda a calcular uma caixa de redução.

Para realizá-la, devem ser seguidos os passos descritos.

Passo 1 – Pesquisar quais os sistemas de caixa de redução mais utilizados no mercado e justificar a resposta em no mínimo 20 linhas.

Para caixa de redução existem especificações de desempenho diferentes, dependendo da sua aplicação industrial. Estas engrenagens estão disponíveis em uma gama de capacidades, tamanhos e proporções de velocidade, mas a principal função é a de converter a entrada de um mecanismo principal em uma produção com alto torque e baixa rotação. Uma variedade de engrenagens encontrar aplicação em um grande número de indústrias, incluindo agricultura, indústria aeroespacial, mineração, papel e indústria de celulose.

Mais usual no setor sucroalcooleiro é o HELIMAX (Bipartido ou Monobloco) – São de engrenagens cilíndricas de dentes helicoidais e eixos paralelos ou eixos ortogonais, disponíveis nas reduções de 6,3 a 355 e capacidade de 2000 a 500000 N.m.

Carcaça produzida em ferro fundido nodular e chapa de aço soldada paratamanho E65.

Construção bipartida na altura dos centros dos eixos para tamanhos acima dos 14 e carcaça monobloco para tamanho 10 a 14, permite um fácil acesso a todos seus componentes, facilitando a manutenção.

Possui tampa de inspeção superior, o que permite examinar o redutor sem remoção do equipamento que está instalado.

Eixos de saída são fabricados em aço-liga e tratados termicamente. Todos os assentos e pontas de saída são retificados conforme tolerância indicada.

Engrenagens são fabricadas em aço-liga de alta qualidade, que após as operações de desbaste são submetidas a tratamento de cementação e têmpera.

Moto weg elétrico de 4 polos com flange de fixação de fixação norma C-DIN 140

Referencias: 381

Potencia do motor (cv): 2,0cv

Rotação (RPM): 1740 Fabricante: Weg

Tipos de redutor pesquisado:

Redutor de carcaça de alumínio

Redutor de carcaça de FOFO

Redutores harmônicos

Redutor de rosca sem fim

Redutor multivolta

Redutor helicoidal

Os redutores citados acima são alguns mais utilizados nas empresas, pois são os mais fáceis de ser encontrados no mercado e muitos deles são utilizados em diversos tipos de seguimentos. Escolhemos o redutor de alumínio por ser tratar de uma maquina utilizada no ramo alimentício, por ser mais fácil de higienização e manuseio.

Dados do misturador:

Diâmetro do misturador: 0,5 m

Altura do misturador: 1,0 m

Densidade da massa da bolacha: 1,2 g/ml=1,2kg/l

1-Calculo do volume;

V= A x h

V= πx 0.25 x 1

V= 0,1963 m³ ou 196,34 litros

Para rotação da pá precisamos 196,34 litros com densidade de 1,2 kg/l.

196,34 x 1,2=235,5 kg → 2356N

Cálculo do perímetro

Diâmetro do misturador: 0,5 m

Rotação: 28 RPM

2-Velocidade periférica:

Rotação=28 RPM ou 0,4666 RPS

V periférica= 1,57 x 0,4666= 0,73 m/s

3-Cálculo da força tangencial:

FT= 2356 x 0,73= 1719 W

P=1719 W→1719÷735= 2,33 cv

Motor elétrico trifásico de 2 cv, 4 polos, 1740 RPM com flange norma DIN C140

4-Dados:

Potencia: 2 cv

Material utilizado: SAE 4343 dureza 58 HCR

Ângulo de pressão: 20°

RPM: 29 dentes

Z2:?

RPM entrada: 1740

RPM saída: 28

5-Cálculo da relação:

I= 1740 I=79

Z2= Zi x Z2= 2291 dentes

6-Torque do pinhão:

Mt= (30.P)/(π.n ) =30.1400/(π.1740)=7683

7-Relação de transmissão:

I= Z2 = 2291= 79

Z1= 29

8-Fator de durabilidade:

W= Np x h= (60 .1740 .10000)/10→W= 1044 h

Dureza HCR= 58

Tabela 3 convenção de dureza HB aproximadamente 6000

Padm= (0,487 .6000)/1044 = 917,4099833→ =917Nmm²

9-Fator de serviço (tabela): ᵩ = 1

Eixos de transmissão 10 h/dia

10-Volume mínimo:

B1do²= 5,72 . 10 . (7683 .79+1 .1)/(917² .79+0,14) = 522623

11-Módulo do engrenamento

B1= 0,25

12-Substituindo I em II

0,25 . do1 . do² = 5226234/0,25 =2090492 =∛2090492 =127,86

M = do1/Z1 = 127,86÷29 = 4,40→ = 5mm

13-Calculo do diâmetro primitivo do pinhão:

4 x 29 = 116

14-Largura do pinhão:

B1 . do1 = 209049264,03

14-Resistencia a flexão no pé do dente:

FT= (2 .7683)/(2 .79) = 97,253→ =97 N

15-do1(R) = 116

16-Fator de forma “q”:

Z1 = 29 dentes

Z2 = engrenagem externa

ZQ=

28→3,1

29→Q

34→3

Q = 3,0835

17-Fator de serviço

ᵠ=1

eixo de transmissão 10 h/dia

Tmax = FT x Q x ᵠ

Tmax = (97 . 3,0835 . 1 )/(64 .8) =0,58 N/mm²

Analise dimensional:

Tmax SAE 4343 = 170 N/mm²

Tmax > 0,58/Nmm² < 4343 > 170 N/mm²

CONCLUSÂO:

Com a crescente inovação tecnológica se apresentando cada dia mais ao longo dos tempos, e a necessidade de otimização de espaço e custos as empresas tem se adaptado a este sistema imposto pela globalização de nosso mercado atual. O projeto de seus produtos envolvendo toda uma sistemática de trabalho e redução de custos determina o quanto seu produto é importante para o mercado e o quanto ele é valorizado, ressaltando que a união de otimização de espaço, redução de custos, qualidade agregada e tecnologia inovadora resultam em um produto único e de fácil absorção no mercado consumidor, daí a necessidade das empresas buscarem inovações a cada dia, buscando sempre o aprimoramento de seus projetos, materiais de alta resistência e de maior durabilidade, ainda mais quando se fala de sistemas mecânicos que se utilizam diretamente de esforços mecânicos chegando sempre próximo ao nível de capacidade máxima de trabalho. Deste modo o presente trabalho apresenta uma opção na escolha de um sistema de engrenagens, com a proposta de uma caixa deredução que obtém o resultado de reduzir a rotação inicial no intuito realizar o trabalho mecânico de misturacão com saída simultânea, concêntrica, direcionais a partir de uma entrada única unidirecional. Sendo o objetivo geral apresentar o memorial de cálculo exemplificando o funcionamento e benefícios do sistema de caixa de redução, deste modo os resultados obtidos mostram que apesar deste sistema apresentar uma maior complexidade em sua estrutura física e dimensionamento, alcançam desempenhos melhores e diversidade em sua aplicabilidade.

 

Referências:

MOTOREDUTORES VDS ASIADRIVE, Rua Piratininga 222-Bras-São Paulo. Disponível em: http://www.vianacomercial.com.br/motoredutores.htm

ACOPLAST BRASIL, Av: Cel Benjamin Guimarães, 1861

Industrial Contagem / MG. Disponível em:

http://acoplastbrasil.com.br/index.php/produto-tipo/motoredutores/?gclid=CI__wsKP1bkCFRFp7AodJTIAbg

Marwil. Disponível em:

http://www.marwil.com.br/redutores-cestari?gclid=CJzI3uCP1bkCFSho7Aod9AMACQ

INDUSTRY SIEMENS DRIVE TECNOLOGY, Disponível em: http://www.industry.siemens.com.br/DRIVES/BR/PT/Pages/acionamentos.aspx?stc=brccc020023

BALAN Eletromecânica R. Padre Adelino, 676, Belém – SP, Disponível em;

http://www.balan.com.br/grupo.php?grupo=automacao@2

MELCONIAN, Sarkis

Elementos de maquinas / Sarkis Melconian. - 9ª ed. Revista – São Paulo: Èrica, 2008

Bibliografia.

ISBN 978-85-7194-703-0

1. Máquinas. I. Titulo, 2008- 376 páginas