Gabarito Lista de exercícios de Fundição

Gabarito da Lista de exerccios Entrega dia 23/10/09

Ricardo Fuoco

IPT - Instituto de Pesquisas Tecnolgicas Fone: (011)3767-4617 Email: [email protected] de Alimentao de Peas Fundidas Ricardo Fuoco - IPT - 2009

Conceitos utilizados nestes exemplos Ligas que solidificam com formao de frente plana (aos/FoFo branco/lates/ligas Al-9 a 12%Si): Alimentao completa das contraes pelos massalotes Mpescoo = 1,1 M pea; Mmassalote =1,2 M peaCurso de Alimentao de Peas Fundidas Ricardo Fuoco - IPT - 2009

Exerccio 1 - Placa400mm

80mm

dimetro 220mm

250mm

Curso de Alimentao de Peas Fundidas Ricardo Fuoco - IPT - 2009

Projeto do massalote (critrios trmico e volumtrico)

Pescoo Massalote


Clculo dos mdulos Clculo do mdulo da pea

M = Volume / rea M = 40 x 25 x 8 / 2(40 x 25 + 40 x 8 + 25 x 8) = 2,63 cm


Projeto do massalote

Pescoo

Pescoo = 1,1 M pea Mpescoo = 1,1 x M pea = 1,1 x 2,63 = 2,89cm Massalote = 1,2 x M pea Mmassalote = 1,2 x 2,63 = 3,16cmCurso de Alimentao de Peas Fundidas Ricardo Fuoco - IPT - 2009

Massalote

Projeto do pescoo Escolhida seco retangulara b c

M = axbxc / 2(axb + axc + bxc) = axb / 2(a +b)= = rea / Permetro Mpescoo = 2,89cm = axb / 2(a +b) =


Projeto do pescoo 1 soluo: Adotando a = 2 x b temos 2,89 = 2b x b / 2(2b + b) = 2,89 = 2 b2 / 6 b = 2 b / 6 = b / 3 assim b = 3 x 2,89 = 8,67cm e a = 2 x b = 2 x 8,67 = 17,3 cm (pescoo de 86,7 x 173mm) 2 soluo: Adotando b = 8 (espessura da pea) Temos: 2,89 = a x 8 / 2(a + 8) = 5,78a + 46,24 = 8a assim 8a 5,78 = 46,24 resultando em a = 46,24 / 2,22 = 20,8 cm (pescoo de 208 x 80 mm)Curso de Alimentao de Peas Fundidas Ricardo Fuoco - IPT - 2009

Projeto do massalote (critrio trmico) Escolhido massalote cilndrico com H = 1,5 D = 3 RD H b

M = 3,14xR2xH / 3,14xR2 xH + 2x3,14xRxH = 3 / 8R Mmassalote = 3,16cm = 3 / 8R R = 8,42cm Assim, D = 2 R = 16,84cm e H = 3 R = 25,26cm Volume do massalote (critrio trmico) = r2 H = 3,14. 8,422 . 25,26 = 5623cm3Curso de Alimentao de Peas Fundidas Ricardo Fuoco - IPT - 2009

Projeto do massalote (critrio volumtrico) V massalote = (Vpea x b) / (Rendimento-b) Contrao = b = 6% e Rendimento de massalote = 15% Considerando que o massalote alimentar toda a pea: V pea= V = 40x25x8 = 8000 cm3 V massalote = (8000x 0,06 / (0,15-0,06) V massalote pelo critrio volumtrico = 5333 cm3

O massalote calculado pelo critrio trmico tem volume de 5.623 cm3 e o calculado pelo critrio volumtrico tem 5.333 cm3. Adotaremos o maior ou seja, o do critrio trmico.


Exerccio 2 - DiscoDimetro 300mm

100mm


Projeto do massalote (critrios trmico e volumtrico)

Pescoo MassaloteCurso de Alimentao de Peas Fundidas Ricardo Fuoco - IPT - 2009

Clculo dos mdulos Clculo do mdulo da pea

M = Volume / rea M = H / (2 r2 + 2 r H) = 3,14. 152 x10 / (2x 3,14.152+2x3,14x15x10) = 7065 / (1413 + 942) = 3 cm r2


Projeto do massalote

Pescoo

Pescoo = 1,1 M pea Mpescoo = 1,1 x 3 = 3,3cm Massalote = 1,2 x M pea Mmassalote = 1,2 x 3 = 3,6cmCurso de Alimentao de Peas Fundidas Ricardo Fuoco - IPT - 2009

Massalote


M = axbxc / 2(axb + axc + bxc) = axb / 2(a +b)= = rea / Permetro Mpescoo = 3,3 cm = axb / 2(a +b) =


Projeto do pescoo 1 soluo: Adotando a = 2 x b temos 3,3 = 2b x b / 2(2b + b) = 3,3 = 2 b2 / 6 b = 2 b / 6 = b / 3 assim b = 3 x 3,3 = = 9,9 cm e como a = 2 x b = 2 x 9,9 = 19,8 cm (pescoo de 198 x 99 mm) 2 soluo: Adotando b = 10 (espessura da pea) Temos: 3,3 = a x 10 / 2(a + 10) = 2 x 3,3 a + 2 x 3,3 x 10 = 10a assim 10a 6,6a = 66 resultando em a = 66 / 3,4 = 19,4cm (pescoo de 194x100mm)Curso de Alimentao de Peas Fundidas Ricardo Fuoco - IPT - 2009


M = 3,14xR2xH / 3,14xR2 xH + 2x3,14xRxH = 3 / 8R Mmassalote = 3,6 cm = 3 / 8R R = 9,6cm Assim, D = 2 R = 19,2cm e H = 3 R = 28,8cm Volume do massalote (critrio trmico) = r2 H = 3,14. 9,62 . 28,8 = 8334cm3Curso de Alimentao de Peas Fundidas Ricardo Fuoco - IPT - 2009

Projeto do massalote (critrio volumtrico) V massalote = (Vpea x b) / (Rendimento-b) Contrao = b = 6% e Rendimento de massalote = 15% Considerando que o massalote alimentar toda a pea: V pea= V = r2 H = 3,14 x 152 x 10 = 7065cm3 V massalote = (7065x 0,06 / (0,15-0,06) V massalote pelo critrio volumtrico = 4710 cm3

O massalote calculado pelo critrio trmico tem volume de 8.334 cm3 e o calculado pelo critrio volumtrico tem 4710 cm3. Adotaremos o maior ou seja, o do critrio trmico.


Exerccio 3 Blocos com diferentes espessuras (Critrios trmico e volumtrico)

50mm 50mm

30mm 120mm 80mm 100mm 60mm


Diviso da pea para o clculo dos mdulos de cada setor

I

II III reas que no resfriam (no consideradas nas contas de mdulos de cada setor)Curso de Alimentao de Peas Fundidas Ricardo Fuoco - IPT - 2009

Clculo dos mdulos Clculo dos mdulos das regies da pea

M = Volume / rea Regio I : M = 8.5.12/ (2.8.5 + 2.8.12 + 12.5 + 12.3) = 480/368 = 1,3cm Regio II : M = 10.2.12 / (2.10.2 + 2.10.12) = 240 / 280 = 0,86cm Regio III : M = 6.5.12 / (2.6.5 + 2.6.12 + 12.5 + 12.3) = 360 / 300 = 1,2cm OBS A regio central solidificar primeiro (menor mdulo) isolando as regies I e III. Assim, para alimentar esta pea sero necessrios 2 massalotes, sendo um na regio I e outro na regio III.Curso de Alimentao de Peas Fundidas Ricardo Fuoco - IPT - 2009

Mdulos do pescoo e do massalote

I

II III Regio II

Massalote I

Pescoo I Regio I MI = 1,3

MII=0,86 Regio III MIII=1,2

Pescoo III Massalote III


Projeto do pescoo I e do massalote I

Pescoo I: Mpescoo = 1,1 x M regio I = 1,1 x 1,3 = 1,43cm Massalote I: Mmassalote = 1,2 x M regio I = 1,2 x 1,3 = 1,56cm


Projeto do pescoo I Escolhida seco retangulara b c

M = axbxc / 2(axb + axc + bxc) = axb / 2(a +b)= = rea / Permetro Mpescoo = 1,43 cm = axb / 2(a +b) = Adotando a = 2.b, temos Mpescoo = 1,43 cm = b/3 Assim, b = 4,2 e a = 2.b = 2. 4,2 = 8,4cmCurso de Alimentao de Peas Fundidas Ricardo Fuoco - IPT - 2009

Projeto do massalote I (critrio trmico) Escolhido massalote cilndrico com H = 1,5 D = 3 RD H b

M = 3,14xR2xH / 3,14xR2 xH + 2x3,14xRxH = 3 / 8R Mmassalote = 1,56cm = 3 / 8R R = 4,16cm Assim, D = 2 R = 8,32cm e H = 3 R = 12,48cm

Volume do massalote = r2 H = 3,14. 4,162 . 12,48 = 678cm3Curso de Alimentao de Peas Fundidas Ricardo Fuoco - IPT - 2009

Projeto do massalote I (critrio volumtrico) V massalote = (Vpea x b) / (Rendimento-b) Contrao=b=6% e Rendimento de massalote = 15% Considerando que o massalote I alimentar a regio I e metade da regio II temos: V pea= VI + VII/2 = 480 + 240/2 = 600cm3 V massalote = (600x 0,06) / (0,15-0,06) V massalote pelo critrio volumtrico = 400 cm3 V massalote pelo critrio trmico = 678 cm3 Adota-se o maior, ou seja, 678cm3 (massalote calculado pelo critrio trmico).Curso de Alimentao de Peas Fundidas Ricardo Fuoco - IPT - 2009

Projeto do pescoo III e do massalote III

Pescoo III: Mpescoo = 1,1 x M regio III = 1,1 x 1,2 = 1,32cm Massalote I: Mmassalote = 1,2 x M regio III = 1,2 x 1,2 = 1,44cm


Projeto do pescoo III Escolhida seco retangulara b c

M = a.b.c / 2(a.b + a.c + b.c) = a.b / 2(a +b)= = rea / Permetro Mpescoo = 1,32 cm = axb / 2(a +b) = Adotando a = 2.b, temos Mpescoo = 1,32 cm = b/3 Assim, b = 3,52 e a = 2.b = 2. 3,52 = 7,04cmCurso de Alimentao de Peas Fundidas Ricardo Fuoco - IPT - 2009

Projeto do massalote III (critrio trmico) Escolhido massalote cilindrico com H = 1,5 D = 3 RD H b


Volume do massalote = r2 H = 3,14. 3,842.11,52 = 533cm3Curso de Alimentao de Peas Fundidas Ricardo Fuoco - IPT - 2009

Projeto do massalote III (critrio volumtrico) V massalote = (Vpea x b) / (Rendimento-b) Contrao=b=6% e Rendimento de massalote = 15% Considerando que o massalote III alimentar a regio III e metade da regio II temos: V pea= VIII + VII/2 = 360+240/2 = 480 cm3 V massalote = (480x 0,06) / (0,15-0,06) V massalote pelo critrio volumtrico = 453 cm3 V massalote pelo critrio trmico = 3,14 x R2 x H = 320 cm3 Adota-se o maior, ou seja, 533cm3 (massalote calculado pelo critrio trmico).Curso de Alimentao de Peas Fundidas Ricardo Fuoco - IPT - 2009

Resultado final de alimentao

IMassalote I D = 8,32cm H=12,48cm Pescoo I A=4,2cm B=8,4cm Regio I M=1,3

IIRegio II M=0,86

IIIPescoo III A=3,52cm B=7,04cm Massalote III D=7,68cm H=11,52cm

Regio III M=1,2


Exerccio 4 - Anel de seco retangular simples

180mm

300mm 50mm


Exerccio 4 - Anel de seco retangular simples (critrios trmico e volumtrico)

Massalote

Pescoo


Clculo do mdulo Clculo dos mdulos das regies da pea

M = Volume / rea M = ( R2 H - r2 H) / ( R2 - r2 + R2 - r2 + 2 R H + 2 r H) =( 152 5 - 92. 5 )/ ( 152- 92+ 152 2+ 2 15.5+ 2 9.5 = 3532,5 - 1271 / 706,5 254,3 + .9 706,5 254,3+ 471 + 282,6 = 2261/1658 = 1,36cm


Clculo dos mdulos Como um anel uma figura de revoluo, o clculo do mdulo pode ser feito pela relao rea / permetro da seco de corte do anel, ou seja, M = Volume / rea = rea / Permetro da seco50mm 60mm

M = rea / Permetro = 5 . 6 / (5 + 6 + 5 + 6) = 30 / 22 = 1,36 cm


Projeto do pescoo e do massalote

Pescoo: Mpescoo = 1,1 x M pea = 1,1 x 1,36 = 1,5cm Massalote: Mmassalote = 1,2 x M pea = 1,2 x 1,36 = 1,63cm



M = a.b.c / 2(a.b + a.c + b.c) = a.b / 2(a +b)= = rea / Permetro Mpescoo = 1,5cm = axb / 2(a +b) = Adotando a = 2.b, temos Mpescoo = 1,5cm = b/3 Assim, b = 4,5 e a = 2.b = 2. 4,5 = 9cmCurso de Alimentao de Peas Fundidas Ricardo Fuoco - IPT - 2009



Volume do massalote = r2 H = 3,14. 4,352 . 13,05 = 775cm3Curso de Alimentao de Peas Fundidas Ricardo Fuoco - IPT - 2009

Projeto do massalote (critrio volumtrico)V massalote = (Vpea x b) / (Rendimento-b) Contrao=b=6% e Rendimento de massalote = 15% V pea = 2261cm3 V massalote = (2261x 0,06) / (0,15-0,06) V massalote pelo critrio volumtrico = 1507 cm3 V massalote pelo critrio trmico = 775 cm3 Adota-se o maior, ou seja, 1507cm3 (massalote calculado pelo critrio volumtrico). Dimenses do massalote: R2 H = 1507 ento R=(1507/3 )1/3 R = 5,41 cm D = 2 . R = 10,82 cm e H = 3 . R = 16,23 cm Curso de Alimentao de Peas Fundidas Ricardo Fuoco - IPT - 2009

Exerccio 5 - Blocos com diferentes espessuras (critrios trmico e volumtrico)40mm 200mm 120mm

200mm

250mm


Exerccio 5 - Blocos com diferentes espessuras (critrios trmico e volumtrico)II

I

reas que no resfriam (no consideradas nas contas de mdulos de cada setor)Curso de Alimentao de Peas Fundidas Ricardo Fuoco - IPT - 2009

Exerccio 5 - Blocos com diferentes espessuras (critrios trmico e volumtrico)

II I Regio II Regio I

Massalote I

Pescoo I


Clculo dos mdulos Clculo dos mdulos das regies da pea

M = Volume / rea Regio I : M = 20.12.20 / (2.20.12 + 2.20.20 + 12.20 + 12.8) = 4800/1616 = 2,97cm Regio II : M = 25.20.4 / (2.25.20 + 2.25.4 + 20.4) = 2000/1280 = 1,56cm OBS A regio II solidificar primeiro (menor mdulo) e pode ser alimentada pela regio I.


Mdulos do pescoo e do massaloteII I Regio II Regio I M=2,97 M=1,56

Massalote I

Pescoo I

Pescoo I: Mpescoo = 1,1 x M regio I = 1,1 x 2,97 = 3,27cm Massalote I: Mmassalote = 1,2 x M regio I = 1,2 x 2,97 = 3,56cmCurso de Alimentao de Peas Fundidas Ricardo Fuoco - IPT - 2009


Adotando a = 2.b, temos Mpescoo = 3,27cm = b/3 Assim, b = 9,81 e a = 2.b = 2. 9,81 = 19,62cmCurso de Alimentao de Peas Fundidas Ricardo Fuoco - IPT - 2009

M = a.b.c / 2(a.b + a.c + b.c) = a.b / 2(a +b)= = rea / Permetro Mpescoo = 3,27cm = axb / 2(a +b) =



Volume do massalote = r2 H = 3,14.9,492. 28,47 = 7974cm3Curso de Alimentao de Peas Fundidas Ricardo Fuoco - IPT - 2009

Projeto do massalote (critrio volumtrico) V massalote = (Vpea x b) / (Rendimento-b) Contrao=b=6% e Rendimento de massalote = 15% V pea = 4800 + 2000 = 6800cm3 V massalote = (6800x 0,06) / (0,15-0,06) V massalote pelo critrio volumtrico = 4533 cm3 V massalote pelo critrio trmico = 7974cm3 Adota-se o maior, ou seja, 7974cm3 (massalote calculado pelo critrio trmico).


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