Análise de um Pedestal de Suspensão com Rosca Trapezoidal

O pedestal de suspensão da figura abaixo possui rosca trapezoidal métrica de uma entrada, com diâmetro nominal de 44mm e passo 7mm, deve ser usado para levantar e abaixar uma carga F de 2000 kgf.

  d=7mm      m_s=0,2 aço/bronze sub     m_d=0,1 aço/bronze descida      m_c=0,2 aço/bronze porca  d_c=80mm   D=600mm  volante  F=2000kgf

a) Fornecer o diâmetro médio ou efetivo, o diâmetro menor e o ângulo da rosca;

b) Determinar a força que deve ser aplicada no volante para levantar a carga F;

c) Verificar se a haste roscada possui auto-retenção, se possuir calcule a força que deve ser aplicada no volante para abaixar a carga F;

d) Verificar o rendimento do parafuso de potência durante o levantamento da carga.

Seleção de passos e diâmetros, para rosca trapezoidal métrica com diâmetro nominal de 44 mm, passo 7 mm.

 Diametro medio ou efetivo d₂=4,05    Diametro menor: d₃ 3,60cm

Angulo da rosca 2.a =30° :. a=15º

b) Cálculo da Força necessária para levantar a carga (F_L)

M_t= F.d2  .(i +II .d2 .Ms )+F .dc .Mc                                     m e o mi

                 (        cos a    )                  

        2       (II .d2 -Ms .I  )      2

                 (           cos a )

i=p=0,7 cm     F=2000kgf     d2=4,05    Ms=0,2    Mc=0,2    dc=8cm

 M_t=2000,4,05( 0,7 +II .4,05 .0, 2)

                       (      cos 15°          )  2000. 8. 0,2          

              2       ( II. 4,05- 0,2 .0,7   )          2

                       (                cos 15°)

M_t=1073,6+1600 = 2673,6kgf.cm

como o acionamento e feito atravez do volante

 F_L. D+F_L. D =M_t       FL=Mt =2673,6 =  44,6 kgf

      2         2                      D        60

c) Verificação da auto-retenção da haste e Cálculo da Força para Abaixar

a Carga FA:

tgB=    I     =   0,7     = taB=0,055           Md=0,1

         II. d2     II. 4,05

d) Cálculo da Força necessária para abaixar a carga (FA)

                  ( II . d2 . Md - I)

Mt= F .d2  (      cos a         )+ F. dc .Mc

           2     (         + Md . I )        2

                  ( II. d2     cos a )

                        ( II. 4,05. 0,1 - 0,7 )

Mt=2000.4,05  (    cos 15°           )+2000 .8 .0,2

             2         (II. 4,05- 0,1. 0,7   )         2

                        (               cos 15°)

                                                         Mt=195,4+1600=1795,4 kgf.cm

força da carga  FA=Mt =1795,4 =29,9 kgf

                                 D       60

e) Verificação do rendimento do parafuso na subida

 e=   F . I               Mt=2673,6 kgf.cm     e=2000.0,7   =0,083 / 8,3%             

      2. II. Mt                                                  2,II.2673,6