Cálculos de Dimensionamento e Carga Portante da Estrutura - Primeira Etapa

No dia 26/10/2013, a equipe Histanai realizou uma reunião para a discussão e execução acerca das dimensões e os cálculos iniciais sobre a rampa.

Os resultados obtidos na reunião, foram:

-Dimensões da estrutura

1)Tonel de Óleo

1.1)Dimensões Reais do tonel:

      Diâmetro do Tonel 544,25 mm

      Altura 687,76mm

1.2) Dimensões em Escala 1 : 9,3 do tonel

      Diâmetro: 58,52  ±2%mm

      Altura: 73,95 ±2%mm

1.3)Massa do tonel Real e em Escala de redução (9,3)²

            Real: 172,31 kg
      Escala: 1,99 kg

2) Rampa Transportadora

2.1) Dimensões Reais das Plataformas

       Largura: 2900 mm0

       Comprimento: 1200 mm

2.2)Dimensões em Escala 1 : 9,3 das plataformas
      Largura: 311,83 ±2% mm

      Comprimento: 129,03 ±2% mm             

2.3) Dimensões em escala 1 : 9,3 da rampa adotando ângulo máximo

       Largura: 311,83 ±2% mm

       Comprimento: 815,05 ±2% mm

       Altura da plataforma superior: 752,69 ±2% mm

       Altura da plataforma inferior: 107,53 ±2% mm

2.4) Carga Portante com coeficiente de segurança 3 e fator de redução (9,3)² das plataformas
       Plataforma Superior: 29,46 kg
       Plataforma Inferior: 23,48 kg

-Cálculos para definição dos ângulos máximo e mínimo da rampa:

 O tonel tombará pelo canto inferior esquerdo quando houver rotação no ponto O, independente da ocorrência de deslizamento quando houver um determinado ângulo crítico(θ) entre a rampa e o plano horizontal. Este ângulo pode ser calculado por relações trigonométricas, ou seja, Tgθ = R/(h/2).

Como os valores de R e h/2 são respectivamente iguais a 29,26 mm e 36,98 mm, então o valor de θ será de 38,36º.

Caso o valor desse ângulo seja ultrapassado, o torque (indicado por setas vermelhas na imagem acima) gerado pela componente do peso Px (que neste caso, irá gerar uma rotação no sentido anti-horário) será maior o que o torque gerado pela componente Py, acarretando no tombamento do tonel.

Em breve, após a escolha do material, novos cálculos com maior precisão serão realizados e disponibilizados pelo grupo Histanai.  Como por exemplo, coeficiente de atrito, novos diagramas de corpo livre, somatório dos momentos, momento da força de atrito e análises mais aprofundadas.

Agradecemos sua visita a nossa página,

Atenciosamente,

Grupo Histanai.

Quem somos?

A Histanai Engenharia é uma empresa que está iniciando suas atividades no mercado industrial, com maior foco na idealização e construção de estruturas que possam facilitar a prestação de serviços de seu empreendimento.

Por que Histanai?
A escolha do nome é relacionado à origem da palavra. Histanai, vem do grego, que significa "ficar de pé". Como nosso projeto pioneiro será a construção de uma rampa a quais os tonéis terão de ficar de pé para descer a rampa, chegando à plataforma de escoamento.

Para contato, sugestões e críticas mande um e-mail para:
 Histanai Engenharia - pi.odesafio@gmail.com

Projeto Integrador: Apresentação

Apresentação do projeto integrador da Faculdade de Tecnologia SENAI CIMATEC do curso de Engenharia Mecânica.

Disciplinas participantes: Estática, Metrologia e Materiais de Construção Mecânica I.

Professores(as): Targino Amorim, Ricardo Reis e Joyce Azevedo

Integrantes: Caio Amaral, Igor Morais, Felipe Calado e Raony Santana

O projeto integrador é uma atividade curricular interdisciplinar que visa desenvolver as competências que são adquiridas durante o período letivo, trazendo a importância da inter-relação dos aprendizados que estão sendo adquiridos no processo de formação tanto quanto o desenvolvimento da habilidade de realização de atividades em grupo.

O objetivo: Projetar e fabricar, completamente em materiais poliméricos ou cerâmicos e com estrutura treliçada, uma rampa para o transporte de tonéis de óleo comestível de soja, em escala reduzida, segundo especificações descritas no enunciado:

A Histanai Engenharia é uma empresa iniciante no ramo de projetos e estruturas. Uma pequena empresa da agroindústria tem a necessidade de uma Rampa para Transporte de Tonéis de óleo comestível de soja, e os profissionais da nossa empresa serão responsáveis pela instalação de um novo sistema que interligará a Unidade Produtora à Unidade de Envase com maior eficiência. Estas unidades estão localizadas na margem da estrada de acesso pela qual chegarão os caminhões que levarão os tonéis. As características exigidas pelo cliente são:

-  A Rampa para Transporte deverá ser composta pela Plataforma Superior, conectada à Unidade de Envase, a Seção de Transporte por Deslizamento e uma Plataforma de Carregamento de caminhões.

-  A Plataforma Superior deverá ter 1,20 m de comprimento por 2,90 m de largura. Esta plataforma deverá comportar até 2 operadores que trabalharão com até 4 tonéis.

-      A Plataforma de Carregamento de caminhões deverá ter as mesmas dimensões da superior e terá até 2 operadores trabalhando com até 3 tonéis.

-      A estrutura de sustentação das Plataformas e da Seção de transporte deve ser treliçada.

-      A rampa deve ser o mais curta possível, porque a área disponível à margem da estrada para manobrar os caminhões é restrita, de maneira que quanto menos espaço a rampa tomar, melhor.

-   O comprimento máximo admissível para a Rampa para Transporte completa (Plataforma Superior, Seção de Transporte e Plataforma de Carregamento) é de 13 m.

-     Os tonéis serão transportados cheios e deverão deslizar em pé, na rampa seca, sem tombar ou rolar.

-     Os tonéis utilizados têm 544,25 mm de diâmetro e 687,76 mm de altura e são fabricados em chapas de aço carbono de 3 mm de espessura.

-     Para o dimensionamento das duas plataformas deve-se majorar a sua solicitação máxima utilizando um coeficiente de segurança de 3,00.

A empresa do ramo agroindustrial está disposta a contratar a Histanai Engenharia, mas, pelo fato deste ser o primeiro projeto da empresa iniciante, a contratante solicita o projeto e a fabricação de um protótipo em escala reduzida com um fator de redução dimensional de 9,3 para Provas de Conceito. A partir do memorial de cálculo e deste protótipo serão avaliados o método e os cálculos para o dimensionamento da estrutura treliçada, a capacidade de transporte da rampa e a eficiência do projeto no que diz respeito ao espaço ocupado pela rampa e à sua massa total."

Os requisitos do protótipo são: O protótipo deverá ser fabricado totalmente em material polimérico ou cerâmico e sua massa total não poderá ultrapassar 4,0 kg ± 2%. Todas as dimensões lineares e angulares, assim como a massa, definidas no projeto do protótipo deverão ter uma tolerância de fabricação de ± 2%.

Durante o desenvolvimento e execução do projeto, o blog apresentará as etapas através de postagens semanais. Os tópicos principais do cronograma da Histanai Engenharia são:

     

•  descritivo técnico resumido;
•  definição dos materiais do protótipo acompanhada de suas justificativas;
•  ensaios de caracterização de propriedades de material; 
• cálculos realizados (escalonamento, dimensionamento e transporte dos tonéis);
•  modelo CAD 3D;
•  descrição do processo de fabricação com fotos do protótipo sendo fabricado;
•  medição das dimensões principais do protótipo; 
• apresentação final;
•  link de vídeos produzidos pela equipe e postados no youtube (pelo menos 1).