Mancais de altíssima precisão que permitem um movimento de balanço usam lâminas de faca ou pivôs. Quando balança, o mancal rola e faz um movimento de translação para o lado até uma distância que depende do raio de contato. Quanto mais longe rolar, menos preciso será o seu posicionamento, de modo que o menor raio de contato R possível é o melhor. Porém, quanto menor o raio de contato, maior é a pressão de contato (F / A). Se isso exceder a dureza H de qualquer das faces do mancal, ele será danificado. Deformação elástica também é ruim: achata o contato, o que aumenta a área de contato e a rolagem.
Precisamos de um mancal de balanço para funcionar em uma unidade de fabricação de circuitos integrados que utiliza gás de flúor a 100^circ C, seguido de um processamento por feixe de elétrons que exige o aterramento de todas as partes estruturais do equipamento para evitar cargas espúrias. Traduza os requisitos em critérios de seleção de material e faça uma lista de função, restrições, objetivo e variável livre.

Passo 1

Beleza, vamos começar resumindo o que a questão está pedindo. Temos um mancal de altíssima precisão usado em fabricação de circuitos integrados, que precisa funcionar bem com gás de flúor a 100°C e ser aterrado para evitar cargas indesejadas. Estamos falando de materiais para esses mancais que devem ter um raio de contato pequeno para maior precisão, mas sem exceder a dureza do material para não danificar. Precisamos então traduzir esses requisitos em critérios para escolher o material ideal. Para isso, vamos identificar funções, restrições, objetivos e variáveis livres.

Passo 2

Primeiro, vamos definir Função. A função principal aqui é o mancal de balanço permitir o movimento preciso sem danificar ou deformar sob as condições de operação.

Passo 3

Agora, vamos às Restrições. As restrições são os limites que o material deve respeitar:
  1. A pressão de contato (F / A) não pode exceder a dureza H do material.
  2. O raio de contato R deve ser o menor possível para manter a precisão.
  3. O material deve resistir à temperatura de 100^circ C e ser compatível com gás de flúor.
  4. O mancal deve ser aterrado para evitar cargas espúrias, então o material precisa ter propriedades elétricas adequadas.

Passo 4

Vamos ao Objetivo. O objetivo é minimizar o raio de contato R para aumentar a precisão do mancal, mantendo a pressão de contato abaixo da dureza H e garantindo que o material suporte as condições de operação sem deformação.

Passo 5

Por fim, identificamos as Variáveis Livres. Essas são as características do material que podemos escolher livremente para atender aos requisitos:
  • Dureza H do material.
  • Raio de contato R.
  • Resistência à temperatura e a produtos químicos como o gás de flúor.
  • Propriedades elétricas para aterramento eficaz.

Resposta

Para selecionar o material ideal para o mancal de balanço, identificamos:
  • Função: Permitir movimento preciso sem danos ou deformações.
  • Restrições:
    1. Pressão de contato (F / A) <= H.
    2. Raio de contato R mínimo.
    3. Resistência a 100^circ C e ao gás de flúor.
    4. Propriedades elétricas adequadas para aterramento.
  • Objetivo: Minimizar R mantendo (F / A) <= H e garantindo resistência e aterramento eficaz.
  • Variáveis Livres:
    • Dureza H do material.
    • Raio de contato R.
    • Resistência química e térmica.
    • Propriedades elétricas.

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