Estudo e classificação de perdas de carga

Objetivo do Desafio

O objetivo deste desafio é elaborar um projeto (componentes, esquemas, circuitos e

cálculos de dimensionamento), com detalhes necessários para o funcionamento da prensa

hidráulica e do alimentador pneumático, e aperfeiçoar a linha de produção utilizando a

pneumática e a hidráulica proporcional.

ETAPA 1

Aula-tema: Estudo e Classificação das Perdas de Carga. Rugosidade. Experimento

em Laboratório. Bombas Volumétricas; Bombas Rotativas; Bombas Alternativas;

Bombas Centrífugas; Princípio de funcionamento; Altura Manométrica. Atuadores

Lineares, Rotativos e Motores Hidráulicos, Dimensionamento. Exercícios.

Esta atividade é importante para que você estabeleça um melhor entendimento dos

fundamentos e princípios do sistema hidráulico (óleo), normalmente considerado “de

energia fluida”, por se tratarde equipamento de grande força mecânica e atuando com

grandes índices de pressão, aplicado em indústria onde se necessita dessas características e

de seus dispositivos relacionados.

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

PASSOS

Passo 1

Analisar a tabela e as informações a seguir:

A Prensa deverá estampar furos de Ø12,7 mm, em chapas de aço SAE 1020, de diversas

espessuras (conforme a tabela a seguir), variáveis estas que serão utilizadas para a

determinação da pressão x diâmetro x força, nos próximos passos.

Tabela 1 – Espessuras das Chapas

Espessura mm 0,61 0,68 0,76 0,84 0,91 1,06 1,21 1,37 1,52 1,71 1,90 2,28 2,66 3,04 3,42

Figura 2 – Prensa Hidráulica

Fonte: Prensa

Figura 2 – Prensa Hidráulica

Fonte: Prensa Hidráulica. Disponível em: . Acesso em: 15 maio 2013.

Respostas:

Foi analisado e estaremos utilizando as informações acima conforme indicado no passo 1.

Passo 2

1 Calcular, para o projeto de componentes hidráulicos, a força de corte necessária para o

corte das chapas:

Fc = p* e * Tc

Onde:

Fc = Força de Corte.

p = Perímetro da seção.

e = Espessura da chapa.

Tc = Tensão de cisalhamento.

Como foi definido o material SAE 1020, a tensão de cisalhamento para esta matéria-prima

será de 40 kgf/mm².

Resposta.

Fc P e Tc Fc

Fc = 126,67 mm * 0,61 mm * 40 kgf/mm² Fc = 99,237 N

Fc = 126,67 mm * 0,68 mm * 40 kgf/mm² Fc = 110,624 N

Fc = 126,67 mm * 0,76 mm * 40 kgf/mm² Fc = 123,639 N

Fc = 126,67 mm * 0,84 mm * 40 kgf/mm² Fc = 136,654 N

Fc = 126,67 mm *0,91 mm * 40 kgf/mm² Fc = 148,042 N

Fc = 126,67 mm * 1,06 mm * 40 kgf/mm² Fc = 172,444 N

Fc = 126,67 mm * 1,21 mm * 40 kgf/mm² Fc = 196,846 N

Fc = 126,67 mm * 1,37 mm * 40 kgf/mm² Fc = 222,876 N

Fc = 126,67 mm * 1,52 mm * 40 kgf/mm² Fc = 247,278 N

Fc = 126,67 mm * 1,71 mm * 40 kgf/mm² Fc = 278,188 N

Fc = 126,67 mm * 1,9 mm * 40 kgf/mm² Fc = 309,098 N

Fc = 126,67 mm * 2,28 mm * 40 kgf/mm² Fc = 370,917 N

Fc = 126,67 mm * 2,66 mm * 40 kgf/mm² Fc = 432,737 N

Fc = 126,67 mm * 3,04 mm * 40 kgf/mm² Fc = 494,556 N

Fc = 12,7z mm * 3,42 mm * 40 kgf/mm² Fc = 556,376 N

2 Completar a tabela a seguir com os valores encontrados.

Tabela 2 – Espessuras x Força de Corte

Resposta.

Espessura mm 0,61 0,68 0,76 0,84 0,91 1,06 1,21 1,37 1,52 1,71 1,9 2,28 2,66 3,04 3,42

Força de Corte 99,237 N 110,624 N 123,639 N 136,654 N 148,042 N 172,444 N 196,846 N 222,876 N 247,278 N 278,188 N 309,098 N 370,917 N 432,737 N 494,556 N 556,376 N

3 Calcular a área do êmbolo do pistão, a partir das forças calculadas anteriormente, para

definir qual o pistão que será utilizado.

Para o cálculo, definir uma pressão de 100 kgf/cm².

Figura 3 – Produto: Espelho de Porta

Fonte: Espelho de porta. Disponível em: . Acesso em: 15 maio 2013.

Resposta.

A = F A = 222,876 = 2,22 cm²

P 100

A = 99,237 = 0,99 cm² A = 247,278 = 2,47 cm²

100 100

A = 110,624 = 1,10 cm² A = 278,188 = 2,78 cm²

100 100A = 123,639 = 1,23 cm² A = 309,098 = 3,09 cm²

100 100

A