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QUESTÃO 1

Olá, alunos!

Essa é a atividade M.A.P.A. – Material de Avaliação Prática de Aprendizagem, da disciplina de Elementos de Máquinas.

Elementos de máquinas em um ambiente industrial

Sabemos que todas as máquinas são dispositivos idealizados pelo homem, com o objetivo muito simples: realizar um (ou mais) trabalho, seja ele um tipo de movimento, ou mesmo a transferência de energia. Por exemplo: bombas hidráulicas, esteiras rolantes, máquinas de usinagem, veículos e qualquer outra máquina que conhecemos.
Mas o que compõe essas máquinas?

Todas são construídas com pelo menos um componente, denominado elemento de máquina. Várias são as funções desses elementos, como por exemplo:  unir duas ou mais partes; servir de apoio para algum outro componente; transmitir movimento; garantir elasticidade; etc.

Resumindo: elemento de máquina é uma unidade, que em conjunto com outros componentes, formam os sistemas em uma máquina ou mecanismo. O número de elementos em uma máquina depende da complexidade do projeto.

Nesta atividade teremos como objetivo:

Introduzir conceitos dos principais elementos de máquinas;

Realizar cálculos de elementos de transmissão e elásticos

CONTEXTUALIZAÇÃO

Nos ambientes industriais é possível observarmos que há diversas máquinas em operação a fim de manter o fluxo de produção. O setor de manutenção é um setor essencial para o bom funcionamento de uma fábrica, e neste MAPA você será o Engenheiro responsável pela manutenção de uma indústria, e nesta há diversas máquinas que possuem os elementos que estudamos neste módulo.
Como futuro Engenheiro, você se deparará com diversos equipamentos, independente em qual área da Engenharia Mecânica for seguir, pois elas estão presente em todos os campos. Em um projeto mecânico, é muito comum termos uma perspectiva “explodida” de uma determina máquina, pois ela facilita muito a interpretação de sua montagem, mostrando todos os componentes em detalhe e até mesmo uma determinada sequência de montagem. Abaixo temos o exemplo de um ventilador centrífugo, em uma “vista explodida”:

Fonte: Catálogo de exaustores Sirocco (fabricante: Ibram)

Você consegue identificar os elementos de máquinas presentes nessa montagem?
Vamos citar alguns exemplos:

N°1: Parafusos de fixação: tem como função fixar/unir duas ou mais peças (elemento de fixação);

N° 7: Rolamentos: elementos que permitem o movimento de giro entre duas partes (elemento de apoio);

N° 8: Rolamentos: elementos que permitem o movimento de giro entre duas partes (elemento de apoio);

N°10: Parafusos de fixação: tem como função fixar/unir duas ou mais peças (elemento de fixação);

Aqui foram citados somente alguns dos vários elementos que compõem esse conjunto.
 
Primeira etapa:

Vamos precisar fazer uma pesquisa para conhecer os principais elementos de máquinas e compreender como eles atuam em determinado sistema, identificando cada um dos tópicos a seguir:

a) Quais os principais elementos de máquinas existentes?

b) Como eles podem ser classificados?

c) Quais os tipos de fixação que podem ser feitos entre duas peças? Cite um exemplo de cada.

d) Qual o tipo de elemento responsável por transmitir força e movimento?

​e) Qual o elemento responsável por amortecimento em suspensões de veículos?

Segunda etapa:

Uma mola helicoidal foi construída a partir do aço SAE 1065. Seu diâmetro médio é de 120 mm e o diâmetro do fio é de 10 mm (d_a). O número de espiras ativas é igual a 17 espiras e o número total de espiras é de 19 espiras. A carga que a mola deverá suportar é igual a 1000 N. Considere o módulo de elasticidade do aço igual a 80000 N/mm², para a situação apresentada, qual será:

O índice de curvatura (C).

O fator de Wahl (K_w).

A constante elástica da mola (k).

A deflexão da mola (y).

A tensão atuante de cisalhamento

RESPOSTA:

​Terceira etapa:

Você deseja fabricar uma mola plana utilizando um perfil de barra disponível com dimensões de 0,15m x 0,03m de altura. Se a tensão de flexão do material é de 300Mpa, e a barra possui 25cm de comprimento, qual é a força máxima admissível nesta mola plana?

Quarta etapa:

Imagine que em determinado projeto mecânico, você deseja utilizar uma chapa de aço, conforme mostrado na figura, para realizar sua fixação a uma viga de madeira. A carga do seu sistema será de 150 kN. Considerando o coeficiente de segurança igual a 4, qual deverá ser o diâmetro útil do parafuso utilizado? limite de cisalhamento do material: 350 Mpa.