Calculo Eixos

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CLCULO DE EIXOSProf Joo Lirani - 2007

I. DADOS DE ENTRADA Entre dados nos campos em verde (sistema SI )1.1) Dados do Croqui do eixo Cotas na direo axial (comprimentos)Poro 1 Poro 2 Poro 3 Poro 4 Poro 5 Poro 6

y (Vertical)

x (Horizontal) z (Axial)

O

O

L1 [m] L2 [m] L3 [m] L4 [m] L5 [m] L6 [m]

Cotas na direo radial (dimetros)

Poro 1 di croqui 1E 1D [m] 4E

Poro 4 4D di croqui [m]

Poro 2 di croqui 2E 2D [m] 5E

Poro 5 5D di croqui [m]

Poro 3 di croqui 3E 3D [m] 6E

Poro 6 6D di croqui [m]

Croqui inicial do eixo para dimensionamento esttico 1.000 0.900 0.800 0.700 0.600 0.500 0.400 0.300 0.200 0.100 0.000 0.000

5.000

10.000

15.000

20.000

25.000

30.000

35.000

40.000

1.2) Dados das Foras e Momentos externos atuantes

y (Vertical)

x (Horizontal) z (Axial)

O

O

zmncal a

zcarga

Fy

Posio de carga 1 Identif. Carga Fxi (Horizotal) Fyi (Vertical) Mt zi carga

Posio de carga 2

Posio de carga 3

Posio de carga 4 [N] [N] [N.m] [m]

zi carga = coordenada z dos pontos de aplicao de foras / momentos origem O na face esquerda do eixo

1.3) Dados dos mancais (vinculos)Posio mancal mancal 1 0.000 Posio mancal mancal 2 0.000 [N.m] [m]

Ident mancais Mt zi mancal zimancal

= coordenada z do mancal

II. RESULTADOS DOS CLCULOS

Fy = Fora vertical de reao no mancal

zmancali

2.1) Foras e momentos de reao nos mancaisMancal 1 Posio zi Fx (Horiz.) Fy(Vert.) Mfx Mfy Mt 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 [m] [N] [N] [N.m] [N.m] [N.m] Posio zi Fx(Hor.) Fy(Vert.) Mfx Mfy Mt Mancal 2 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 [m] [N] [N] [N.m] [N.m] [N.m]

2.2) Foras e Momentos internosFora interna Fyy (Vertical) x (Horizontal) z (Axial)

O

Momento interno Mfx

Fora vertical aplicada Fy 2.2.1) Plano x-z ( Horizotal)zi carga e mancal

Posio z

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

Fora Cortante

Fx (Horizontal)

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

[N]

Momento fletor

Mfy

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

[N.m]

Fora direo x = Fx 1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

Fx

Momento em torno de y = Mfy 1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

Mfy

Conveno de sinais dos momentos = regra da mo direita

2.2.2) Plano y-z ( Vertical)

Posio z

zi carga e mancal

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

Fora Cortante

Fy (Vertical)

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

[N]

Momento fletor

Mfx

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

[N.m]

Fora direo y = Fy 1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

Fy

Momento em torno de x = Mfx 1.000 0.900 0.800 0.700 0.600 0.500 0.400 0.300 0.200 0.100 0.000 0.000

Mfx

0.100

0.200

0.300

0.400

0.500

0.600

0.700

0.800

0.900

1.000

2.2.3) Momento de toroMomento de toro Mt ou Mz 1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1Mt

2.3) Dimensionamento esttico2.3.1) Entrada de dados de materialTenso de escoamento (se dutil) Tenso perigosa TP Fator de material do eixo Fator de cargas atuantes Fator de periculosidade Fator geral de segurana Tenso admissvel estatica TE TP a b c d adm estatica #VALUE! [Pa] [Pa] [-] [-] [-] [-] 0

adm est=

TP a. b. c .d

2.3.2) Resultados da verificao esttica Seces com cargaPosio 1zi identificao zi carga e mancal Poro Fxi Fyi Qi Mfx Mfy Mt MfR Meq dmedio croqui i dbarra i dbarra fadiga i

MancaisPosio 4 Posio 5mancal 1 0 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000

Posio 2

Posio 3

Posio 6mancal 2 0 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000

0.000 #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE!

0.000 #VALUE!

d barrafadigai d barrai

dbarra i = resultado do dimensionamento esttico na seco de carga i dbarra fadiga i = Coef (1,1 a 1,3). dbarra i . Entre valor de Coef =

Q i = F 2 iF 2 i x yM fR = M 2fx 1M fyiM e q= M 2fR i0 ,7 5. M 2 tid i =2,17.

3

M eq adm

2.4) Dimensionamento quanto fadiga2.4.1) Entrada de dados para verificao fadiga Dados geomtricos para croqui Entre valores dos comprimentos Li e dos diametros para verificao fadiga ( dfadiga i ) dfadiga i >= dbarra fadiga i .Poro 1 1E Li di croqui inicial dbarra fadiga dfadiga i Poro 4 4E Li di croqui inicial dbarra fadiga dfadiga i diametro qualquer 4D Li di croqui inicial dbarra fadiga dfadiga i diametro qualquer 5E diametro qualquer 0.000 1D Li di croqui inicial dbarra fadiga dfadiga i Poro 5 5D Li di croqui inicial dbarra fadiga dfadiga i diametro qualquer 6E diametro qualquer 2E Poro 2 2D Li di croqui inicial dbarra fadiga dfadiga i Poro 6 6D diametro qualquer 3E Poro 3 3D

Croqui do eixo para clculo de fadiga 1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40

Dados das seces a serem verificadas fadiga d fadigai

Tenso limite fadiga p/ flexo alternada simtrica Tenso de escoamento ao cizalhamentozfadiga i id. Seco

Faf e #VALUE!

[Pa] [Pa]

z fadigai

b1 b2 b3

kt kaf

1 2 3 4 5

2.4.2) Resultados de verificao fadigaZfadiga i Iden. Seco

Ai =di fadiga Ai Ji Wfi Wti

. d2 i 4

J i=

. d i4 64

W fi =

.d3 i 32

W ti =

. d3 i 16

Q y i=F y iin et r n aQxi Qyi QRi Mt Mfx Mfy MfR

Q x i=F x i in te r n a

Q R i= Q 2 Q 2 xi yi

M fR i= M 2fx i M 2fy i

fi =f t QH

M fRi W fi

ti =

M ti W ti

Qi =

Q Ri Ai

H i=

faFi . kti ei . kaF

= 2fi H 2 . 2 i ti admCoef segur S concluso 1 concluso 2 OK diminuir d OK diminuir d OK diminuir d OK diminuir d

ad m = fa F i i

b1 .b 2 . b 3 ka fi. 1 . 2 . 3 . 4 . 5

OK diminuir d

OK diminuir d

OK diminuir d

OK diminuir d

OK diminuir d

OK diminuir d

S i=Tenses de confronto e admissvel de fadiga 1.200E+01 1.000E+01 8.000E+00 6.000E+00 4.000E+00 2.000E+00 0.000E+00s* sadm

adm Coeficiente de segurana S

12.00 10.00 8.00 6.00 4.00 2.00 0.00

Coef segur S

2.4.3) Resultados de verificao fadiga - Reclculo

d novo=d velho.

3

. S desejado velho adm velho

S d ese ja d=1 ,1 o

Poro 1 1E Li di fad velho di aconselhado di final escolhido 0.000 0.000 0.000 1D Li di fad velho di aconselhado di final escolhido 0.000 2E

Poro 2 2D Li di fad velho 0.000 di aconselhado di final escolhido 0.000 3E

Poro 3 3D

0.000

Poro 4 4E Li di fad velho di aconselhado di final escolhido 0.000 0.000 4D Li di fad velho di aconselhado di final escolhido 0.000 5E

Poro 5 5D Li di fad velho 0.000 di aconselhado di final escolhido 0.000 6E

Poro 6 6D

0.000

Croqui do eixo para reclculo de fadiga 1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0.000

5.000

10.000

15.000

20.000

25.000

30.000

35.000

40.000

zfadiga iIdentif Seco

Ai =

. d2 i 4#VALUE!

J i=#VALUE!

. d i4 64#VALUE! #VALUE!

W fi =#VALUE!

.d3 i 32#VALUE! #VALUE!

W ti =#VALUE!

. d3 i 16#VALUE!

dnovo adotado #VALUE! Si Ji Wfi Wti

fi =

M fRi W fi

ti =

M ti W ti

Qi =

Q Ri Ai

H i=

faFi . kti ei . kaF

b1 . b2 .b3 a d m= fa F i i k i .1 . 2 . 3 .4 . 5f t QH

= 2fiH 2 . 2 i ti

adm adm

S i=Coef segur S concluso 1 concluso 2

1.20E+0112.0

Coeficiente de segurana S

1.00E+01 8.00E+00s* sadm

10.0 8.0 6.0 4.0 2.0 0.0

6.00E+00 4.00E+00 2.00E+00 0.00E+00

Coef segur S

CLCULO DE EIXOSProf Joo Lirani - 2007 Poro 1 Poro 2 Poro 3 Poro 4 Poro 5 Poro 6

y (Vertical)

x (Horizontal) z (Axial)

d3 O Fy2 z2 L3E L3D

O

I. DADOS DE ENTRADA1.1) Dados da Geometria do croqui do eixoPoro 1 1E Li di croqui Poro 4 4E Li di croqui Poro 5 5E Poro 6 6E 0.000 Poro 2 2E Poro 3 3E

(campos em cinza, Sistema S.I. )

1D

2D

3D [m] [m]

4D

5D

6D [m] [m]

Li c = coordenadas na direo axial

1.2) Dados das Foras e Momentos externos atuantes

Posio 1 de carga Ident. Carga Fxi (Horizotal) Fyi (Vertical) Mt zi carga

Posio 2 de carga

Posio 3 de carga

Posio 4 de carga [N] [N] [N.m] [m] zi carga = coordenada z dos pontos de vinculos e de aplicao de foras / momentos origem O na esquerda do eixo

1.3) Dados dos mancais (vinculos)Posio mancal mancal 1 0.000 Posio mancal mancal 2 0.000 [N.m] [m]

Ident mancais Mt zi mancal

zi

mancal

= coordenada z do mancal

Ordenao dados de entradaconjunto dados de entrada Ident. Carga Fxi (Horizotal) Fyi (Vertical) Mt zi carga + mancal mancal 1 mancal 2 Ident mancais

0.000 1

0.000 2

Mt zi mancal

Ordenao por zic crescente 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 min 1 min2 min3 min 4 min5 min6 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000

0.000 0.000 0.000 0.000