FA | CONSTRUÇÃO DE MÁQUINAS 60 a definição da localização relativa de ambas, recorrendo ao software de CAD SolidWorks, realizou-se o estudo da quantidade de tubo necessário para a estrutura e definiram-se os cortes a realizar na empresa Importubos, tendo em consideração o transporte em automóvel particular, tendo os restantes cortes sido realizados nas oficinas do DEMec. Optou-se por tubo quadrado de 40mm em aço de construção, com 3mm de espessura, de forma a aumentar a rigidez, atenuar vibrações e facilitar o processo de soldadura. Face à impossibilidade de colocar pernos de fixação no solo no local estabelecido para a instalação da trituradora, e para possibilitar o transporte, caso necessário, as sapatas da estrutura foram substituídas por pés niveladores. A soldadura da estrutura foi realizada no DEMec por um soldador profissional (Sérgio Alves) que acedeu gratuitamente a este desafio. O suporte do motorredutor não foi soldado nessa altura, porque se entendeu que tal só deveria ser realizado após estar concluído o fabrico da caixa de trituração, evitando-se assim possíveis desalinhamentos no sistema de trituração. A estrutura foi pintada com um primário e seguidamente com tinta acrílica. Após secagem, foi transportada para a Tecnogial para, após o fabrico das peças, ser levada a cabo a montagem de todo o conjunto. Unidade de comando O armário do quadro elétrico, disponibilizada pelo INEGI, foi recuperado pelo colega Daniel Azevedo, e os restantes componentes foram, alguns, dispensados também pelo INEGI e outros adquiridos à empresa Costa, Leal e Victor, Electrotecnia – Pneumática Lda. Já a instalação da componente elétrica foi assegurada pelo engenheiro Ricardo Paiva. Os circuitos de comando e potência disponíveis no projeto base foram revistos e alterados de modo a ter em consideração a introdução do variador de velocidade. Na caixa de comandos estão incluídas quatro botoneiras: uma de acionamento (verde), uma de paragem (vermelha), uma para inversão do sentido de rotação (amarela) - utilizada em situações como o encravamento de material e exigindo atuação contínua e ainda uma de emergência e um potenciómetro para regulação da velocidade de rotação (ver Figura 5). VALIDAÇÃO NUMÉRICA DO MECANISMO DE TRITURAÇÃO De modo a validar o mecanismo de trituração e o material projetado para as lâminas – Hardox450 - realizou-se um estudo numérico elementar recorrendo ao software comercial Deform. Para diferentes velocidades de rotação - 48rpm, 40rpm, 30rpm e 20rpm – procurou-se determinar se a força de corte gerada seria suficiente para triturar os resíduos de PLA, considerando um resíduo na forma de filamento com 3 mm de diâmetro. Por cálculo analítico, e tendo como resistência ao corte do PLA três critérios de medição, face à elevada variabilidade de valores presentes na literatura, - tensão de rotura ( ), tensão de cedência ( ) e tensão de cedência ao corte puro ( ), em grau decrescente de conservadorismo -, determinou-se a força de corte necessária à operação. E, por consulta da literatura, através de resultados obtidos de ensaios quasi-estáticos e modelos constitutivos, caracterizou-se, para diferentes taxas de deformação, o comportamento mecânico do PLA. Recorrendo ao software Deform simulou-se o mecanismo de trituração do equipamento, representado na Figura 6, de modo a determinar as forças geradas durante a operação. Este estudo é associado à mecânica do corte em conformação plástica, onde ocorre a interação entre uma punção (lâmina móvel) e uma matriz (lâminas fixas). Numa primeira fase ocorre o contacto do elemento de PLA com as três lâminas, seguido de uma ligeira flexão e do desenvolvimento de deformações elásticas e, posteriormente, plásticas – fase de esmagamento. O movimento da lâmina móvel gera elevadas tensões de corte até ao momento em que ocorre rotura do material. Os resultados obtidos numericamente estavam dentro dos intervalos previstos analiticamente para a resistência Figura 5 – Caixa de comandos. Figura 5 – Caixa de comandos. DAÇÃO NUMÉRICA DO MECANISMO DE TRITURAÇÃO do a validar o mecanismo de trituração e o material projetado para as lâminas – HARDOX450 - u-se um estudo numérico elementar recorrendo ao software comercial Deform. ferentes velocidades de rotação - 48rpm, 40rpm, 30rpm e 20rpm – procurou-se determinar se de corte gerada seria suficiente para triturar os resíduos de PLA, considerando um resíduo na de filamento com 3 mm de diâmetro. culo analítico, e tendo como resistência ao corte do PLA, três critérios de medição, face à a variabilidade de valores presentes na literatura, - tensão de rotura ( ), tensão de cedência e tensão de cedência ao corte puro ( ), em grau decrescente de conservadorismo -, minou-se a força de corte necessária à operação. E, por consulta da literatura, através de dos obtidos de ensaios quasi-estáticos e modelos constitutivos, caracterizou-se, para ntes taxas de deformação, o comportamento mecânico do PLA. endo ao software Deform simulou-se o mecanismo de trituração do equipamento, entado na Figura 6, de modo a determinar as forças geradas durante a operação. Este estudo é do à mecânica do corte em conformação plástica, onde ocorre a interação entre uma punção a móvel) e uma matriz (lâminas fixas). Numa primeira fase ocorre o contacto do elemento de m as três lâminas, seguido de uma ligeira flexão e do desenvolvimento de deformações elásticas eriormente, plásticas – fase de esmagamento. O movimento da lâmina móvel gera elevadas s de corte até ao momento em que ocorre rotura do material. Figura 6 – Mecanismo de trituração. associado à mecânica do corte em conformação plástica, onde ocorre a interação (lâmina móvel) e uma matriz (lâminas fixas). Numa primeira fase ocorre o conta PLA com as três lâminas, seguido de uma ligeira flexão e do desenvolvimento de de e, posteriormente, plásticas – fase de esmagamento. O movimento da lâmina m tensões de corte até ao momento em que ocorre rotura do material. Figura 6 – Mecanismo de trituração. Figura 6 – Mecanismo de trituração. Visando um estudo simplificado e um menor custo computacional, realizouse uma formulação 2D da trituração do resíduo (Figura 7 e Figura 8) no contacto com as lâminas, móvel e fixas, e os efeitos de dano e fratura foram modelados através de uma estratégia de remalhamento.
RkJQdWJsaXNoZXIy Njg1MjYx