Elementos De Maquinas

DESAFIO

Elementos de máquinas são os elementos encontrados em todas as máquinas

existentes. Com esses elementos obtemos o funcionamento e a vida útil das máquinas através de eixos, parafusos, mancais, engrenagens etc.

Na maioria das vezes esses elementos seguem normas de padronização, podendo ocorrer variações para ajuste ou melhoramento do processo das máquinas.

Como desafio para esta ATPS, a equipe foi designada para encontrar uma solução 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 está em contenção de custos e não pode fazer a aquisição de um guindaste, por isso ele deve ser construído, levando em consideração todos os esforços envolvidos e os dados levantados.

Figura – guindaste

Fonte: https://docs.google.com/open?id=0B0bJi2VvtH7aUnlGWUpXTm5oRW8. Acesso em 14 abr. 2012.

Objetivo do desafio

Entregar os relatórios parciais durante o semestre para acompanhamento do professor.

Construir um protótipo desse guindaste em escala como entrega final.

ETAPA 1 (tempo para realização: 03 horas)

Aula-tema: a perspectiva de prevenção da falha.

Essa atividade é importante para poder assegurar que o projeto proposto funcionará como pretendido de modo seguro e confiável.

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

PASSOS

Passo 1 (Equipe)

Definir quais serão os dados que a equipe irá utilizar para calcular todo o projeto do guindaste. Somar os últimos algarismos dos RA´s dos integrantes do grupo e identificar os dados na tabela abaixo:

Final somatória valor carga Final somatória valor carga

1 6000 lbf 6 6500 lbf

2 3000 lbf 7 3500 lbf

3 2500 lbf 8 2750 lbf

4 4500 lbf 9 8500 lbf

5 5200 lbf 0 7200 lbf

Quadro 1 – Dados de Carga

1054023162 + 5006153740 + 1041967095 + 1072136849 + 1073131050 + 1073131007

= 23 usar final 3 carga = 2500 lbf

Passo 2 (Equipe)

Fazer uma pesquisa dos tópicos abaixo, de modo a entender quais as possíveis falhas que podem ocorrer dentro de um projeto mecânico:

1- Deformação Elástica

Ocorre quando á deformação elástica (recuperável), devido à carregamentos ou temperatura, é tanta que o funcionamento adequado do item não é mais possível.

A deformação ocorre quando é aplicada uma tensão ou variação térmica que altera a forma de um corpo.

Na deformação elástica, o corpo retorna ao seu estado original após cessar o efeito da tensão. Isso acontece quando o corpo é submetido a uma força que não supere a sua tensão de elasticidade (Lei de hooke).

2- Escoamento

Ocorre quando a deformação plástica (não recuperável) de um componente dúctil, devido á carregamentos ou movimento, se tornam elevada o suficiente para interferir no desempenho.

Limite de escoamento, também chamado de tensão de cedência ou tensão de limite elástico, ou tensão de escoamento, é a tensão máxima que o material suporta ainda no regime elástico de deformação, se houver algum acréscimo de tensão o material não segue mais a lei de Hooke e começa a sofrer deformação plástica (deformação definitiva). Onde k é o módulo de elasticidade ou Módulo de Young.

3- Indentação

Quando forças estáticas entre duas superfícies acabam por promover o escamento de uma delas ou de ambas.

4- Fratura Frágil

É chamada de falha catastrófica e ocorre quando a deformação elástica (recuperável) de um componente que apresenta comportamento frágil é conduzindo ao extremo, quebrando as ligações interatômicas e o componente se separa em duas ou mais partes.

Neste modo de fratura o material se deforma pouco antes de fraturar. O processo de propagação de trinca pode ser muito veloz, gerando situações catastróficas e uma deformação plástica muito pequena no material adjacente à fratura. A partir de certo ponto a trinca é dita instável, visto que se propagará mesmo sem aumento da tensão aplicada no material. Uma ruptura completamente frágil, por clivagem, apresenta facetas planas que refletem a luz.

5- Fadiga

Nome dado à fragmentação repentina de um componente. Normalmente ocorre através da propagação de um trinca, resultante da aplicação de cargas ou deformações variáveis por um período de tempo. Essa falha ocorre por meio da iniciação e propagação de uma trinca. Normalmente os carregamentos e as deformações que causam esse tipo de falha são tipicamente muito inferiores à aqueles da falha por carregamento estático.

Fadiga mecânica é o fenômeno de ruptura progressiva de materiais sujeitos a ciclos repetidos de tensão ou deformação. O estudo do fenômeno é de importância para o projeto de máquinas e estruturas, uma vez que a grande maioria das falhas em serviço são causadas pelo processo de fadiga, cerca de 95%.

A falha por fadiga ocorre devido a nucleação e propagação de defeitos em materiais devido a ciclos alternados de tensão/deformação. Inicialmente as tensões cisalhantes provocam um escoamento localizado gerando intrusões e extrusões na superfície; isto aumenta a concentração de tensões dando origem a uma descontinuidade inicial. À medida que esta descontinuidade vai ficando mais "aguda" a mesma pode começar a propagar gerando uma "trinca de fadiga"