Parafusos

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Dados:

Ep – Módulo de Elasticidade do parafuso (207 Gpa para o Aço carbono);
Em – Módulo de elasticidade dos Membros (100 Gpa para o Ferro Fundido);
Aj= Área da junta de vedação;
d= Diâmetro Nominal do parafuso;
At= Área de Tração do parafuso;
Rp= Resistência de Prova;
Fp= Carga de prova;
Fi = Pré carga do parafuso;
P= Carga externa atuante na junção aparafusada;
Pp= Fração da cargaexterna atuante no parafuso;
Pm= Fração da carga externa atuante nos membros;
n= Fator de carga;
N= Quantidade de parafusos.

1 – Cálculo da Carga externa atuante no Flange

1.1 – Cálculo da área da junta de Vedação (Aj).

[pic]
Área maior = π 250² Área Menor= π 100²
4 4Área da Junta de Vedação= Área Maior - Área Menor

Área da junta de vedação (Aj) =37758.5mm²

1.2- Cálculo da Carga externa atuante no Flange (P).

P = pressão média (fornecida) X Aj P= 15MPA x 37758.5mm²; P=566377.5 N

2 – Dimensionamento dos Parafusos

2.1 – Dimensionamento do Parafuso M12

2.1.1 – Cálculo da Rigidez do Parafuso e dos Membros da Junta

a) Rigidez doParafuso (KP)
KP= π d² Ep KP= π (12mm)² 207000Mpa Kp= 449986.15
4.L 4 x52mm

Obs.: Módulo de Elasticidade do parafuso (Ep)= 207Gpa para o aço carbono, conforme Shigley – Projeto de Máquinas.

b) Rigidez dos Membros (Km)

Km= 2 π d² Em Km= 2 π (12mm)² 100000MpaKm= 1739076.92
L 52mm

Obs.: Módulo de Elasticidade dos membros (Em)= 100Gpa para o Ferro Fundido, conforme Shigley – Projeto de Máquinas.

c) Constante de Rigidez da Junta aparafusada (C)

C= K P C = 0.2
KP+Km

2.1.2 – Cálculo da fração da Carga externa no parafuso (Pp) e Fraçãoda Carga externa atuante nos Membros da Junta(Pm)

a) Fração da carga externa atuante no parafuso (Pp)

Pp= Kp.P Pp= 449986.15 x 566377.5 N Pp= 116425.17 N
Kp+km 449986.15 + 1739076.92

b) Fração da carga externa atuante nos membros (Pm)

P= Pp+Pm 566377.5=116425.17 +Pm Pm= 449952.33N2.1.3 – Cálculo da Pré carga (Fi)

Fi=0,75.Fp Fi= 0.75(Rp . At) Fi= 37049.85N

2.1.4 – Cálculo do Fator de Carga(n)

O fator de carga tem por objetivo garantir que as forças atuantes no parafuso não ultrapassem o valor da carga de prova. Podemos fazer um comparativo deste fator com o fator de segurança. Portanto, um fator de carga maior que 1indica que as forças atuantes no parafuso estarão abaixo do valor da carga de prova.

n= Pm+Fi n= 449952.33N +37049.85N n= 1.074817988
(1-C)P (1-0.2) 566377.5

2.1.5 – Cálculo da Quantidade de Parafusos(N)

N= C . n . P N= 0,2 x 1.07 x 566377.5 N = 9.8
Rp.At – Fi586 x 84,3 - 37049,85

N= 10 parafusos M12

2.1.6 – Verificação da distância entre os parafusos

Foi informado que se a distância entre os parafusos for menor que 5d, a ferramenta para torqueamento dos parafusos não terá acesso aos mesmos, portanto. Inviabilizando o torqueamento.
Caso a distância entre os parafusos seja maior que 10d, a pressão na junta podenão ser uniforme.
Consideramos a possibilidade de que todas as cabeças dos parafusos estejam posicionadas de tal forma que as maiores dimensões estejam alinhadas, portanto, esta seria a condição onde teríamos as menores distâncias entre os parafusos.
Para o parafuso de 12 mm a maior dimensão seria 2d=24mm.

Circunferência do flange = 2π r=2 x 3.14 x 100= 628mm
D= 628...
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