Etapa 2 ATPS Elementos De máquinas

ETAPA 2:

Passo 1:

Escolha adequadamente o tipo de cabo de aço destinado ao sistema de elevação do elevador.

Passo 2:

Calcule detalhadamente todos os parâmetros correspondentes à escolha do cabo de aço e definir o diâmetro do tambor e bobinamento do cabo.

Passo 3:

Prepare um relatório com todos os cálculos do cabo de aço, que serão revisadas pelo professor.

SOLUÇÃO:

• Ultimo dígito de RA considerado para cálculos: 7.

Capacidade de carga – F=17000N – F=17KN.

Esquema:

• Determinação da carga no cabo de aço:

O sistema possui uma carga chamada de “CONTRA PESO”, na qual tem a mesma massa da caixa do elevador, portanto, dimensionaremos o cabo apenas para a carga de elevação.

ΣFV= 0 critério de cálculo: forças para cima +

forças para baixo –

+2*FCABO – 17000 = 0

FCABO = 17000/2

FCABO = 8500 N

• Determinação do cabo ideal:

Para elevadores de passageiros : CABO 8X19 Seale(distribuição) + AF(alma em fibra), torção regular, traction steel, polido.

Informações obtidas através de tabela de utilização de cabos de aço.

• Coeficiente de segurança [K]:

Para cabos para elevação de passageiros 8x19 Seale + AF

Temos: 10 ≤ K ≤ 12.

• Força mínima necessária do cabo [FMÍN]:

O cabo deverá suportar esforços tanto FCABO, e o Coeficiente de segurança [K].

FMÍN = K * FCABO

FMÍN = 10 * 8500

FMÍN = 85000 N

• Dimensionamento do cabo:

Obtemos da tabela o diâmetro em polegadas, para carga de Ruptura Mínima Efetiva em Newton o valor de 104000 N, pois o cabo inferior ao escolhido tem ruptura mínima efetiva menor que FMÍN.

Veja a tabela:

.: ØCABO = 5/8” que equivale a [{(5)*(25,4)} / (8)] = ØCABO15,875mm.

• Velocidade do cabo de aço:

Se dizemos que a polia tem velocidade linear de 1,5m/s, isso indica que o elevador sobe ou desce 1,5m a cada segundo.

Se em uma dês extremidades o cabo é fixo e passa pela polia a 180°, quando a polia percorre essa determinada distância a casa segundo, o cabo necessita percorrer 2 vezes a mesma.

VCABO = 2 * VELEVADOR

VCABO = 2 * 1,5

VCABO = 3 m/s

• Velocidade do tambor de enrolamento:

Se a velocidade no cabo é de 3m/s, a VELOCIDADE PERIFÉRICA também é de 3m/s. com isso, é possível encontrar a velocidade do eixo do tambor.

VCABO = VP

VP = π * d * (n/60)

VP = π * d * (nTAMBOR/60)

Existe a necessidade de se encontrar o diâmetro do cabo de aço para que possamos calcular a velocidade periférica do tambor.

É dado que o ØTAMBOR é de 26 a 39 vezes o ØCABO.

.: 26*ØCABO ≤ ØTAMBOR ≤ 39*ØCABO.

Esse valor é tabelado de acordo com as características do cabo e sua aplicação.

Para obter uma condição onde teremos o mínimo de estiramento, contração e para que todos os arames sofram esforços igualmente, utilizaremos o maior valor tabelado para se obter o ØTAMBOR.

ØTAMBOR = 39 * ØCABO

ØTAMBOR = 39 * 15,875

ØTAMBOR = 619,125mm ou 0,619m.

Agora podemos calcular a Velocidade Periférica.

3 = π * 0,619 * (nTAMBOR/60)

nTAMBOR = [(3*60)/( π*0,619)]

nTAMBOR = 92,562 rpm

• Relação de transmissão necessária no sistema:

itotal = (nMOTOR/nTAMBOR)

itotal = (1750/92,562) = 18,906

iengrenagens = [(Z2/Z1)*(Z4/Z3)]

iengrenagens = [(84/21)*(96/24)]

iengrenagens = 16

itotal = iengrenagens * icorreia

18,906 = 16 * icorreia

icorreia = (18,906/16) = 1,181

Tendo o valor da relação de transmissão das correias é possível calcular a rotação no eixo-árvore I e assim para os seguintes eixos.

• Rotação no eixo-árvore I:

icorreia = (nMOTOR/n1)

1,181 = (1750/n1)

n1 = (1750/1,181)

n1 = 1481,8 rpm

• Rotação no eixo-árvore II:

[(Z2/Z1)