Ficha 02 · Veios, chavetas, molas, rolamentos

Parte I · Veios

Exercício 1 · Diâmetro mínimo (15 pts)

Um veio em C45 (τadm = 60 MPa) tem de transmitir um torque de 120 N·m.

a) Calcula Wt mínimo necessário. b) Calcula Ø mínimo. c) Escolhe Ø comercial (16, 18, 20, 22, 25, 28, 30, 32, 35, 40 mm). d) Verifica a tensão real para esse Ø.

Exercício 2 · Tensão combinada (10 pts)

Num ponto do veio, calculaste σ_flexão = 40 MPa e τ_torção = 30 MPa.

a) Calcula σ_equivalente (von Mises). b) Para C45 com σy = 340 MPa, qual o FS resultante? c) É aceitável?

Parte II · Chavetas

Exercício 3 · Chaveta para veio (15 pts)

Um veio Ø 30 mm transmite 150 N·m para uma polia montada com chaveta padrão DIN 6885.

a) Da tabela (Ø 30 → chaveta 10×8 mm), qual o comprimento mínimo se σ_esm_adm = 80 MPa?

b) Que comprimento comercial seria razoável?

Parte III · Molas

Exercício 4 · Constante elástica (10 pts)

Uma mola helicoidal tem: - d = 3 mm (Ø arame) - D = 25 mm (Ø médio) - n = 8 espiras activas - G = 80 GPa (aço-mola)

Calcula a constante elástica k em N/mm.

Parte IV · Rolamentos

Exercício 5 · Selecção (15 pts)

Vais substituir um rolamento de esferas num veio de Ø 25 mm, em máquina que trabalha a 1 800 rpm. Carga radial estimada: 1,8 kN. Pretendes vida L₁₀ ≥ 15 000 horas.

a) Calcula a vida em rotações. b) Calcula a carga dinâmica C necessária. c) Da tabela (6005: C = 11,2 kN; 6205: C = 14 kN; 6305: C = 22,5 kN), qual escolhes?

Exercício 6 · Vida vs aplicação (5 pts)

Para cada aplicação, qual a vida L_h objectivo razoável?

a) Furadora de bancada em escola (5h/semana). b) Bomba contínua de fluido numa fábrica (24/7). c) Veio de transmissão de empilhador (8h/dia).

Parte V · Selecção a partir de catálogo

Exercício 7 · Caso real (15 pts)

Recebes uma encomenda urgente: substituir um rolamento numa máquina industrial. Informação disponível: - Veio com Ø 40 mm. - Velocidade 800 rpm. - Carga radial aproximada: 3 kN (estimativa visual). - Eixo de transmissão (não há cargas axiais). - Máquina trabalha 16 horas/dia.

Que tipo de rolamento + qual seria a tua escolha + vida calculada?

Exercício 8 · Catálogo vs cálculo (5 pts)

Por que dimensionar de catálogo é geralmente preferível a calcular do zero em manutenção?