Dimensionamento dos eixos e seleção dos componentes mecânicos para operação de um misturador forçado para argamassa
Carregando...
Data
2024-12-13
Autores
Orientador
Rosa, Guilherme Cortelini da
Banca
Hackenhaar, William
Delwing, Eduardo Becker
Título do periódico
ISSN
Título do Volume
Editor
Resumo
A mistura homogênea de argamassa utilizando um misturador forçado, desempenha um papel fundamental na modelagem dos blocos de concreto. O dimensionamento dos componentes mecânicos de um misturador forçado, como os eixos, enfrenta desafios técnicos significativos que demandam a seleção adequada de materiais e conformidade com normas de segurança e ambiente de trabalho. Este equipamento é vital para assegurar uma mistura homogênea de cimento, areia, água e aditivos. O estudo foca especialmente nos eixos e seus componentes mecânicos, cuja falha precoce ressalta a importância de um dimensionamento adequado. O objetivo é dimensionar através de simulação numérica para analisar tensões, buscando otimizar custos e durabilidade. Os eixos são componentes fundamentais em máquinas rotativas, projetados para transmitir movimento e torque. Eles enfrentam solicitações de torção e flexão, resultando em tensões que demandam resistência à fadiga. A escolha do material e o projeto geométrico são cruciais para garantir durabilidade e eficiência operacional. Concentrações de tensão são um ponto crítico, influenciando a sensibilidade a falhas. Métodos como o diagrama S-N foram usados para avaliar a capacidade de resistência do material a cargas repetitivas. Realizou-se o dimensionamento e ajustes nos diâmetros das seções do eixo para atender aos critérios de segurança e desempenho: na seção 1 do eixo das hastes, houve um aumento de 10 mm; na seção central do eixo principal (seção 5), um acréscimo de 38,1 mm; e, na seção 1 do eixo do protótipo, um aumento de 30 mm. Visto que o aço SAE 1045 trefilado não é fornecido no diâmetros superiores a 76,2mm, como alternativa optou-se por utilizar o aço SAE 1060 laminado, que apresenta tenacidade adequaEsses ajustes asseguraram a integridade estrutural e a eficiência do equipamento, alinhando-o às condições operacionais previstas.
The homogeneous mixing of mortar using a forced mixer plays a fundamental role in the molding of concrete blocks. The sizing of the mechanical components of a forced mixer, such as shafts, faces significant technical challenges that require the appropriate selection of materials and compliance with safety and workplace standards. This equipment is essential for ensuring a homogeneous mixture of cement, sand, water, and additives. The study focuses particularly on the shafts and their mechanical components, whose premature failure underscores the importance of proper sizing. The objective is to design through numerical simulation to analyze stresses, aiming to optimize costs and durability. Shafts are fundamental components in rotating machinery, designed to transmit motion and torque. They are subjected to torsional and bending stresses, resulting in strains that demand fatigue resistance. The choice of material and geometric design are crucial to ensure durability and operational efficiency. Stress concentrations are a critical factor, influencing failure sensitivity. Methods such as the S-N diagram were used to assess the material's resistance capacity under repetitive loads. The design involved adjustments in the diameters of the shaft sections to meet safety and performance criteria: in section 1 of the rod shaft, there was an increase of 10 mm; in the central section of the main shaft (section 5), an increase of 38.1 mm; and in section 1 of the prototype shaft, an increase of 30 mm. Since SAE 1045 drawn steel is not supplied in diameters greater than 76.2 mm, SAE 1060 rolled steel, which offers adequate toughness for the design, was chosen as an alternative. These adjustments ensured the structural integrity and efficiency of the equipment, aligning it with the anticipated operational conditions.
The homogeneous mixing of mortar using a forced mixer plays a fundamental role in the molding of concrete blocks. The sizing of the mechanical components of a forced mixer, such as shafts, faces significant technical challenges that require the appropriate selection of materials and compliance with safety and workplace standards. This equipment is essential for ensuring a homogeneous mixture of cement, sand, water, and additives. The study focuses particularly on the shafts and their mechanical components, whose premature failure underscores the importance of proper sizing. The objective is to design through numerical simulation to analyze stresses, aiming to optimize costs and durability. Shafts are fundamental components in rotating machinery, designed to transmit motion and torque. They are subjected to torsional and bending stresses, resulting in strains that demand fatigue resistance. The choice of material and geometric design are crucial to ensure durability and operational efficiency. Stress concentrations are a critical factor, influencing failure sensitivity. Methods such as the S-N diagram were used to assess the material's resistance capacity under repetitive loads. The design involved adjustments in the diameters of the shaft sections to meet safety and performance criteria: in section 1 of the rod shaft, there was an increase of 10 mm; in the central section of the main shaft (section 5), an increase of 38.1 mm; and in section 1 of the prototype shaft, an increase of 30 mm. Since SAE 1045 drawn steel is not supplied in diameters greater than 76.2 mm, SAE 1060 rolled steel, which offers adequate toughness for the design, was chosen as an alternative. These adjustments ensured the structural integrity and efficiency of the equipment, aligning it with the anticipated operational conditions.
Descrição
Palavras-chave
misturador; eixo; dimensionamento; elementos de máquinas; análise de tensões; mixer; shalft; design; machine elements; stress analysis
Citação
SATIQ, Gabriel Souza. Dimensionamento dos eixos e seleção dos componentes mecânicos para operação de um misturador forçado para argamassa. 2024. Monografia (Graduação em Engenharia Mecânica) – Universidade do Vale do Taquari - Univates, Lajeado, 07 dez. 2024. Disponível em: http://hdl.handle.net/10737/4670.