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Atividade #863

Especificar molas do chute rasteiro e chute alto

Added by Yugo Nihari over 2 years ago. Updated over 2 years ago.

Status:
Fechada
Priority:
Normal
Target version:
Start date:
08/29/2018
Due date:
09/07/2018

Description

Precisamos comprar molas cônicas novas para o chute rasteiro e molas de tração para o chute alto. Para isso é necessário especificar as dimensões para que as molas tenham a devida força. As molas cônicas antigas servem de referência pois funcionavam bem e é necessário compará-las com as molas cônicas compradas semestre passado que ficaram muito fracas. Já as molas de tração compradas ficaram fortes demais e podem também servir de parâmetro para o dimensionamento correto.

picture879-1.png - esquemático do desenho de mola (41 KB) Preview Lucas Guimarães Corrêa, 09/10/2018 02:58 AM

picture879-2.png - exemplo1 (57.3 KB) Preview Lucas Guimarães Corrêa, 09/10/2018 02:58 AM

picture879-3.png - exemplo2 (47.9 KB) Preview Lucas Guimarães Corrêa, 09/10/2018 02:58 AM

picture879-4.png - exemplo3 (13.5 KB) Preview Lucas Guimarães Corrêa, 09/10/2018 02:58 AM

picture765-1.png (544 KB) Preview Lucas Guimarães Corrêa, 09/18/2018 02:46 AM

picture765-2.png (1.96 KB) Preview Lucas Guimarães Corrêa, 09/18/2018 02:46 AM

picture765-3.png (416 KB) Preview Lucas Guimarães Corrêa, 09/18/2018 02:46 AM

picture765-4.png (1.66 KB) Preview Lucas Guimarães Corrêa, 09/18/2018 02:46 AM

picture765-5.png (365 KB) Preview Lucas Guimarães Corrêa, 09/18/2018 02:46 AM

picture765-6.png (1.72 KB) Preview Lucas Guimarães Corrêa, 09/18/2018 02:46 AM

picture194-1.png (2.33 KB) Preview Lucas Guimarães Corrêa, 09/20/2018 03:56 AM

picture194-2.png (844 KB) Preview Lucas Guimarães Corrêa, 09/20/2018 03:56 AM

mola conica roboime.SLDPRT (1.25 MB) Lucas Guimarães Corrêa, 10/05/2018 03:42 AM

mola de extensão roboime.SLDPRT (701 KB) Lucas Guimarães Corrêa, 10/05/2018 03:42 AM

Desenho mola cônica.PDF (70.5 KB) Preview Lucas Guimarães Corrêa, 10/10/2018 02:09 PM

Desenho mola de extensão.PDF (72.7 KB) Preview Lucas Guimarães Corrêa, 10/10/2018 02:09 PM

Desenho mola cônica- roboime.PDF (70.4 KB) Preview Lucas Guimarães Corrêa, 10/12/2018 02:44 PM

Desenho mola de extensão - roboime.PDF (73.4 KB) Preview Lucas Guimarães Corrêa, 10/12/2018 02:44 PM

Desenho mola cônica 1.1 - roboime.PDF (68.7 KB) Preview Lucas Guimarães Corrêa, 10/13/2018 12:30 PM

Desenho mola de extensão 1.1 - roboime.PDF (73.1 KB) Preview Lucas Guimarães Corrêa, 10/13/2018 12:30 PM

Desenho mola cônica 1.2 - roboime.PDF (70.4 KB) Preview Lucas Guimarães Corrêa, 10/13/2018 12:45 PM

Desenho mola cônica 1.6.PDF (71.7 KB) Preview Lucas Guimarães Corrêa, 10/15/2018 11:32 AM

Desenho mola de extensão 1.8.PDF (91 KB) Preview Lucas Guimarães Corrêa, 10/15/2018 11:32 AM

Desenho mola cônica.PDF (71.5 KB) Preview Lucas Guimarães Corrêa, 10/15/2018 01:25 PM

Mola cônica final.PDF (69 KB) Preview Lucas Guimarães Corrêa, 10/16/2018 02:11 AM

Mola de extensão final.PDF (91 KB) Preview Lucas Guimarães Corrêa, 10/16/2018 02:11 AM

picture491-1.png (511 KB) Preview Lucas Guimarães Corrêa, 10/16/2018 02:12 AM

Desenho mola cônica final.PDF (71.9 KB) Preview Lucas Guimarães Corrêa, 10/19/2018 02:53 PM

Desenho mola de extensão final.PDF (91 KB) Preview Lucas Guimarães Corrêa, 10/19/2018 02:53 PM

Picture879 1 Picture879 2 Picture879 3 Picture879 4 Picture765 1 Picture765 2 Picture765 3 Picture765 4 Picture765 5 Picture765 6 Picture194 1 Picture194 2 Picture491 1

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Related to Mecânica - Atividade #969: Definição da geometria das molas do sistema de chute Fechada 01/05/2019 02/10/2019

History

#1 Updated by Lucas Guimarães Corrêa over 2 years ago

Essa tarefa já havia sido previamente executada pelo Luis Farias, sendo assim, comecei a tarefa pedindo dicas de como proceder para dimensionar as molas.

Primeiramente, me foi indicado o livro chamado "Elementos de Máquinas" do Shigley pois esse livro possui um capítulo (cap.10) dedicado a molas.

Houve também grande necessidade de pesquisa no google por conceitos que o livro subentende como já conhecidos pelo estudante nesse capítulo mas que eu ainda não vi em sala de aula. Isso fez com que o tempo para entender o capítulo fosse maior do que o esperado.

Agora, partindo para o dimensionamento, temos que uma boa aproximação para a mola que desejamos é a de um carregamento estático. Para essa situação, o livro nos propõe um esquemático para o desenho da mola:

esquemático do desenho de mola

Além disso, ele também apresenta um exercício resolvido com esse esquemático:

exemplo1

exemplo2

exemplo3

No entanto, para entender o exemplo acima, precisamos ter em mente alguns conceitos:

  • A e m:
    Constantes tabeladas que possuem alguns exemplos na tabela 10-4 do livro.

  • t(tau):
    Tensão máxima no fio (figura 10-1 a)

  • C (índice de mola):
    Medida de curvatura da espiral (eq. 10-2). Para a maioria das molas, C varia de 6 a 12.

  • Kb (fator de Bergstrasser), Kc e Ks:
    Fatores de correção de tensão (eq 10-7).

  • Na, Nt, Ls, Lo:
    Explicados na tabela 10-1.

  • Ssy: Resistência de escoamento torcional eq 10-15.

Tendo havido o entendimento do procedimento para o desenho de mola, começaremos as fases de testes. Eu ainda estou conversando com o Luis e discutindo qual a melhor forma de proceder para estimar os parâmetros faltantes.

Obs.: O teorema de Castigliano é útil para obter relações deflexão-força, mas não foi utilizado diretamente nessa questão.

#2 Updated by Lucas Guimarães Corrêa over 2 years ago

Durante a última semana, realizamos experimentos com o intuito de especificar a força de atrito que a mola deveria vencer tanto no chute alto quanto para o chute rasteiro.

  • Chute Alto:

Para o chute alto, medimos com o auxílio de uma balança e um arame a Fat a ser vencida:

Obtivemos os seguintes resultados para a força de atrito (em N), utilizanda

Sendo assim, a força média calculada é: Fat = 0,405 N

  • Chute Rasteiro:

O chute rasteiro nos permitiu medir a força de atrito de outra forma: Medindo a elevação de um plano inclinado e, a partir disso, medir o coeficiente de atrito a ser vencido.

A partir desse experimento, obtemos os seguintes valores para o coeficiente de atrito dinâmico:

Depois disso, fizemos a pesagem do conjunto do chute rasteiro:

A partir dos dados acima, podemos calcular a Fat, obtendo os seguintes resultados:

Logo, a força média calculada é: Fat = 0,4385 N

Com esses parâmetros e com as distâncias das molas, podemos realizar o pedido das mesmas. O pedido deve ser feito até no máximo essa quarta-feira(dia 19/09).

#3 Updated by Yugo Nihari over 2 years ago

Posso estar falando besteira, mas no chute rasteiro a estimativa da força a partir do mi não teria que ter sido feita integrando ao longo de uma semicircunfetência? Porque q Normal não é concentrada toda no ponto mais inferior do pistão.
Um jeito de ver se a estimativa está boa é pegar uma das molas antigas (a que estiver melhor, muitas estão ruins já) e que sabemos que funciona bem e pressionar contra a balança.
O Major disse para passarmos pra ele as especificações das molas também, além de fazer o orçamento, para ver a possibilidade de produzir em Itajubá.

#4 Updated by Luis David Peregrino de Farias over 2 years ago

Yugo Nihari escreveu:

Posso estar falando besteira, mas no chute rasteiro a estimativa da força a partir do mi não teria que ter sido feita integrando ao longo de uma semicircunfetência? Porque q Normal não é concentrada toda no ponto mais inferior do pistão.
Um jeito de ver se a estimativa está boa é pegar uma das molas antigas (a que estiver melhor, muitas estão ruins já) e que sabemos que funciona bem e pressionar contra a balança.
O Major disse para passarmos pra ele as especificações das molas também, além de fazer o orçamento, para ver a possibilidade de produzir em Itajubá.

Se não me engano atrito comum que tratamos (Coulombiano) a força de atrito não depende da área de contato entre as superfícies. Apenas da Normal resultante entre os corpos e o coeficiente de atrito. E em um plano horizontal temos que a resultante da normal tem que ser igual ao próprio peso.

Acho que a ideia é fazer medições(Força x elongamento) na nossa melhor mola pro chute rasteiro, que no meu critério seria a mais fraca entre as que sempre conseguem retornar o pistão. Disso poderíamos tirar o k prático da mola e comparar com seu k teórico pela teoria no Shigley. Assim poderíamos definir com mais segurança as novas molas. Tentando melhora-las, que ao meu ver seria buscando esse critério que citei.

#5 Updated by Luis David Peregrino de Farias over 2 years ago

Guimarães, acredito que seria interessante medir o fat dos dois jeitos tanto para o rasteiro quanto o alto. No caso medir no plano inclinado o chute alto e na balança o rasteiro também e ver se dar o mesmo resultado de fat.

#6 Updated by Lucas Guimarães Corrêa over 2 years ago

Luis David Peregrino de Farias escreveu:

Guimarães, acredito que seria interessante medir o fat dos dois jeitos tanto para o rasteiro quanto o alto. No caso medir no plano inclinado o chute alto e na balança o rasteiro também e ver se dar o mesmo resultado de fat.

Eu tentei fazer os dois testes para os dois chutes, no entanto o teste da balança deu resultados muito diferentes quando medimos pro chute rasteiro e no do plano inclinado, o pistão do chute alto não desceu, ainda não sei bem o porquê já que os valores de Fat ficaram parecidos. No chute alto, parecia que devia ter algo puxando pra conseguir vencer o atrito inicial e no caso do chute rasteiro, acho que o teste pode ser refeito, pois os erros de medição devem ter sido por problemas nossos na hora de medir já que não ocorreram no chute alto.

#7 Updated by Lucas Guimarães Corrêa over 2 years ago

Yugo Nihari escreveu:

Posso estar falando besteira, mas no chute rasteiro a estimativa da força a partir do mi não teria que ter sido feita integrando ao longo de uma semicircunfetência? Porque q Normal não é concentrada toda no ponto mais inferior do pistão.
Um jeito de ver se a estimativa está boa é pegar uma das molas antigas (a que estiver melhor, muitas estão ruins já) e que sabemos que funciona bem e pressionar contra a balança.
O Major disse para passarmos pra ele as especificações das molas também, além de fazer o orçamento, para ver a possibilidade de produzir em Itajubá.

Boa noite, Yugo!

Fiz esse teste de pressionar contra a balança obtendo os seguintes valores:

Sendo assim, o valor do k médio da mola é: 50,019 N/m

O teste foi realizado da seguinte forma:

Além disso, esse seu comentário me deixou com certa dúvida e por isso não encomendei a mola no dia de hoje. Gostaria de saber se devo encomendar a mola ou se deixo para ser produzida pelo EB. Ressalto que acho válido encomendarmos molas de testes e que a encomenda já pode ser feita pois acredito que já estamos de posse dos parâmetros necessários. Fico aguardando a sua confirmação.

#8 Updated by Yugo Nihari over 2 years ago

Antes de encomendar precisamos saber quanto vai custar. Então seria bom fazer o orçamento para 1 do chute alto e 1 do chute rasteiro e outro orçamento para 12 de cada.

A mola do chute rasteiro que você especificou ficou parecida com essa mola antiga?
Coloca aqui o desenho das molas especificadas.

#9 Updated by Lucas Guimarães Corrêa over 2 years ago

Nihari, conversei com o Farias e ele me orientou no que faltava e peço que você revise também os desenhos, que eu já revisei e acredito que estejam certos. Quanto as lojas, nenhuma me respondeu aos pedidos de orçamento e as que eu vi no mercado livre (a que o Farias indicou e uma outra que tinha bastante comentário) já não respondem comentários há mais de 2 meses. Por isso, você teria como ver se dá pra ser produzido pelo EB?

#10 Updated by Lucas Guimarães Corrêa over 2 years ago

Nihari, seguem os dois desenhos técnicos que você pediu. Além disso, deixo aqui o link do mercado livre que vende as molas, eles disseram que levam em torno de 12 dias para fabricar e entregar a mola, então eles entregariam com tempo de testar antes da competição. O orçamento para cada mola foi de 13,85 e creio que teria como negociar esse preço, mas como não tenho certeza de que vamos comprar, ainda não tentei.

#11 Updated by Lucas Guimarães Corrêa over 2 years ago

Major, dado o orçamento acima, o que o senhor acha melhor fazer? Encomendar ou fabricar na na Imbel? O Nihari disse que o 3º ano estará em PCI no dia 30 de outubro em Itajubá, então conseguiriam trazer as molas pro IME antes da competição.

#12 Updated by Luiz Renault Leite Rodrigues over 2 years ago

Vamos tentar fazer em Itajubá.

Inserir nos desenhos os resultados (constantes K ou forma vs deformação) desejados para que o projetista de Itajubá possa auxiliar na verificação do desenho.

Assim que receber este desenho enviarei para Itajubá para ter uma posição deles. São quantas peças de cada? 10?

#13 Updated by Lucas Guimarães Corrêa over 2 years ago

Major, seguem os desenhos com as constante elásticas. Percebi um erro quanto ao comprimento da mola cônica que estava no desenho e o consertei. Também adicionei uma condição de as extremidades das molas serem esquedrejadas por recomendação do Nihari.

#14 Updated by Yugo Nihari over 2 years ago

Conversei com o Guimarães sobre alguns equívocos na tolerância, nas molas em esquadro e na sobreposição das espiras da mola cônica. Ele vai ajeitar o projeto.

A tolerância está muito pequena. Vamos seguir a ordem de grandeza da tolerância indicada naquela mola de exemplo do tpp-1400, adequando para que a força mínima do chute seja maior do que aquela causada pelo limite inferior da tolerância.

O desenho da mola cônica não está de fato em esquadro.

As espiras da mola cônica estão se sobrepondo. Acredito que isso prejudique o mecanismo, pois as espiras vão se encostar no fim do chute, talvez até embolando as espiras.

#15 Updated by Lucas Guimarães Corrêa over 2 years ago

Seguem os desenhos corrigidos.
Uma dúvida que eu tive foi quanto a tolerância do projeto, pois as dimensões do fio e do comprimento são bem diferentes e não podem ter a mesma ordem de grandeza de tolerância. Sendo assim, indiquei apenas a tolerância do comprimento conforme um desenho que o Nihari me mostrou, mas não fiz certo do que estava fazendo. Esse procedimento foi correto, major?

#16 Updated by Lucas Guimarães Corrêa over 2 years ago

O desenho da mola cônica ainda não estava correto, segue o retificado.

#17 Updated by Lucas Guimarães Corrêa over 2 years ago

Major, vou ter que refazer a mola de extensão porque a constante elástica está alta demais e a gente só percebeu isso agora

#18 Updated by Luiz Renault Leite Rodrigues over 2 years ago

OK. Fico no aguardo.

#19 Updated by Lucas Guimarães Corrêa over 2 years ago

Major, seguem os desenhos revisados das duas molas. Foi feita também a comparação com a mola feita pelo Luis Farias. A mola cônica está aproximadamente 4 vezes mais forte e a de tração, 3 vezes mais fraca.

#20 Updated by Luiz Renault Leite Rodrigues over 2 years ago

Nihari, favor verificar para que eu possa enviar à Itajubá.

#21 Updated by Lucas Guimarães Corrêa over 2 years ago

Major, última forma no desenho da cônica, percebi que havia errado uma conta no cálculo do diâmetro médio.

#22 Updated by Luiz Renault Leite Rodrigues over 2 years ago

Nihari, favor verificar para que eu possa enviar à Itajubá.

#23 Updated by Yugo Nihari over 2 years ago

Luiz Renault Leite Rodrigues escreveu:

Nihari, favor verificar para que eu possa enviar à Itajubá.

Estou verificando os desenhos e contas com o Guimarães. Tem algumas coisas erradas e estamos corrigindo.

#24 Updated by Lucas Guimarães Corrêa over 2 years ago

Major, discuti com o Nihari sobre os erros e estou enviando a última versão de cada mola. Quanto a mola cônica, o Nihari achou no livro do Shigley um exercício que mostrava como se calculava o k da mola cônica e vi que estava fazendo do jeito errado. Depois disso, recalculamos os parâmetros que achamos que fosse ideais pra mola.
O exercício é esse aqui:

#25 Updated by Yugo Nihari over 2 years ago

Major, utilizamos o mesmo aço da mola do tpp1400.
Nos baseamos nessa mola aqui para fazer o dimensionamento da mola de tração https://www.federnshop.com/pt/produtos/molas_de_tracção/z-030cx.html

Sobre as tolerâncias, colocamos valores que parecem condizentes e que dentro deles teoricamente as molas irão funcionar, mas não temos certeza que são valores práticos para eles fabricarem.

Como o Guimarães mencionou, deixamos a mola cônica mais forte e a de tração mais fraca em comparação com a que o Luis Farias tinha encomendado.

Depois seria bom o Guimarães documentar aqui a força calculada para a posição recuada e posição final, comparando com resultados das molas produzidas.

Acompanhei com ele e as molas estão com dimensões e constante k que estimamos servir para seu uso.

#26 Updated by Luiz Renault Leite Rodrigues over 2 years ago

Esta é a versão final? Posso encaminhar?

#27 Updated by Yugo Nihari over 2 years ago

Luiz Renault Leite Rodrigues escreveu:

Esta é a versão final? Posso encaminhar?

Não. Tem um erro que passou despercebido. Só vi agora. Vamos ajeitar. Desculpe por isso.

#28 Updated by Lucas Guimarães Corrêa over 2 years ago

Major, o Nihari deu o ok e envio as versões finais das molas para serem produzidas em Itajubá.

#29 Updated by Luiz Renault Leite Rodrigues over 2 years ago

Encaminhei os projetos para o Maj Renaldo, Ch Div Eng da FI. Assim que tiver uma resposta posto aqui. Quais são as quantidades?

#30 Updated by Yugo Nihari over 2 years ago

Luiz Renault Leite Rodrigues escreveu:

Encaminhei os projetos para o Maj Renaldo, Ch Div Eng da FI. Assim que tiver uma resposta posto aqui. Quais são as quantidades?

Pensamos em 10 de cada.

#31 Updated by Luiz Renault Leite Rodrigues over 2 years ago

Orçamento para fabricação das molas com prazo de 48 hs

Rua Figueira de Melo, 398 São Cristóvão.
Wendel 2589-2888

Qualquer material, 302 ou corda piano.

Mola de extensão: R$ 18,00 cada
Mola cônica: R$ 28,00 cada

#32 Updated by Yugo Nihari over 2 years ago

  • Status changed from Em andamento to Fechada

#33 Updated by Lucas Guimarães Corrêa almost 2 years ago

  • Related to Atividade #969: Definição da geometria das molas do sistema de chute added

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