Exercício 1.4 - Uma carga de 2000 lbf deve ser elevada numa distância de 12 polegadas em 10 segundos. Para essa operação, utiliza-se um parafuso de potência com rosca dupla de
in de diâmetro ACME de proporções normais.
colar tem um diâmetro externo de 2,0 in e um diâmetro interno de 1,5 in. O coeficiente de atrito para os filetes é de 0,15 e para o colar é de 0,10 . Determinar - torque de elevação a ser aplicado nesse parafuso, bem como, a sua rotação de operação.
Passo 1
O enunciado pede o torque necessário e a rotação de operação de um parafuso de potência ACME de rosca dupla, diâmetro externo
in, que deve elevar uma carga
,lbf a
in em
s. Há atrito nos filetes (
) e no colarínha de diâmetros externo
in e interno
in com coeficiente
. Para resolver, vamos:
- determinar o passo, o avanço (lead) e o diâmetro médio da rosca;
- calcular o torque devido ao atrito nos filetes;
- calcular o torque devido ao atrito no colar;
- somar os torques para achar o torque total;
- usar o avanço para obter a rotação (rpm).
Passo 2
Escolhemos a série normal ACME de
tpi (pitch
in). Como é rosca dupla, o avanço (lead) é
O diâmetro médio aproximado é
Passo 3
O torque para vencer o atrito nos filetes ao elevar
é dado por
Substituindo
,lbf,
,
,in e
,in:
Passo 4
O torque de atrito no colar é
Logo, com
:
Passo 5
O torque total é a soma
Passo 6
A rotação necessária segue de
Resposta
Torque de elevação
lbf·in (≈ 36,2 lbf·ft)
Rotação de operação ≈ 288 rpm.
Rotação de operação ≈ 288 rpm.