O Dimensionamento de Mola

DIMENSIONAMENTO DE MOLA

Este projeto visa dimensionar um conjunto de molas que servem de apoio para uma base que sustenta para um conjunto de um motor estacionário de 01 cilindro acoplado a um gerador.

Dados

O peso do conjunto é 400 N com uma dimensão de 0,5m por 1,0m. A rotação do conjunto é de 3600 rpm ou 377rad/s.

Hipóteses

Será utilizado fio musical ASTM A 228 por se tratar de um carregamento dinâmico. Para se obter uma resistência a fadiga maior será utilizado o jateamento. O peso será distribuído simetricamente por 04 molas localizadas nos vértices da base. A mola sofrerá uma deflexão de 20mm.

Força de desbalanceamento

Fdesbal=mrω2       onde:  mr= M*e/2  e  e=G/ω

M=10 kg, G=630, ω = 377 rad/s, e = 1,67*10-6, mr = 8,35*10-6

Fdesbal=1,2N

Forças

Fmin = 100N, Fdesbal = 1,2N, Fmax = 101,2N

Faltern = 101,2-100/2 = 0,6N

Fmed = 101,2+100/2 = 100,6N

Tensões

Encontrando o fator de cisalhamento Ks, podemos calcular a tensão de cisalhamento inicial, media e máxima, e através do fator de Wahl, Kw, podemos calcular o cisalhamento alternado.

Ks = 1+0,5/C,   Kw = +[pic 1][pic 2]

Ks = 1,055,       Kw = 1,162

   Ƭmin = = 268,8MPa[pic 3]

   Ƭmed = = 270,4MPa[pic 4]

   Ƭmax = = 272Mpa[pic 5]

   Ƭalt = = 1,8Mpa[pic 6]

Limites de resistências

Sut =Adb (conforme tabela 14.4)

Sut = 2153,5*0,003-0,1625 =5034,9Mpa

Sus =0,67 Sut =3616,7Mpa

Sys = 0,60 Sut = 3238,8Mpa]

Sew = 465Mpa

Ses = 0,5 = 248,5Mpa[pic 7]

Coeficiente de segurança

Nf = [pic 8]

Nf = 120

Número de espiras

Quando apoiamos o conjunto sobre as molas, estimamos que ocorrerá uma deflexão de yinicial = 20mm. A partir desse dado foi possível calcular a constante k da mola.

K =   = 5000[pic 9][pic 10]

 [pic 11]onde: G = 80GPa,

Na = 8,23, como o passo da medida da mola é de 900, aproximamos para Na = 8,25 espiras.

Número total de espiras: Nt = Na + 2, então Nt = 10,25 espiras 

Comprimento da mola fechada

Ls = d * Nt, então Ls = 30,75mm

Tolerância de contato

Consideramos uma tolerância de contato de 15% da deflexão de trabalho.

Yinterf  = 0,15 * 20, então: Yinterf  = 3mm

Devido à força de desbalanceamento, a mola sofrerá uma deflexão de ytrabalho =   = 0,24mm[pic 12][pic 13]

Comprimento da mola sem carga

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