Desenvolvimento de um sistema de troca automática do nozzle de ...

Capítulo III - Desenvolvimento do sistema de troca automática de nozzle de corte
3.4.2.5.1 Cálculo do rendimento das diversas cadeias cinemáticas
desenvolvidas
Nesta solução, a transmissão de rotação entre o motor e o Porta-nozzle é efectuada
através de uma cadeia de engrenagens em Poliacetal (Delrin). Como é sabido, qualquer
tipo de engrenagem apresenta perdas de rendimento que estão relacionadas com
diversos factores, tais como o material da engrenagem, a temperatura de funcionamento,
a lubrificação, o módulo dos dentes, entre outros. A operação de aperto/desaperto do
nozzle obriga a controlar de forma precisa o binário fornecido ao sistema, devido à
fragilidade do suporte cerâmico da cabeça, pelo que é essencial projectar uma cadeia
altamente eficiente de modo a minimizar as perdas entre o primeiro e o último portanozzle.
O grande problema reside no facto de cada porta-nozzle necessitar de um valor
de binário pré-definido para apertar/desapertar o nozzle na cabeça, valor esse que vai
diminuindo ao longo da cadeia devido às perdas de rendimento. Desta forma, para
alimentar o último Porta-nozzle com 0,1 Nm de binário é obrigatório inserir um valor
superior na entrada do sistema, valor este que se for muito elevado pode danificar o
suporte cerâmico da cabeça, quando se aperta/desaperta o primeiro ou o segundo nozzle
da cadeia. Para minimizar este problema testaram-se várias cadeias cinemáticas
diferentes, variando entre elas o posicionamento do motor, das rodas intermédias e
ainda a capacidade de armazenamento, com vista a uniformizar o momento de
aperto/desaperto ao longo de toda a cadeia.
Para que o cálculo de perdas na cadeia seja o mais exacto possível foi também efectuada
uma análise às perdas de carga nos rolamentos. As perdas nos rolamentos não
costumam ser muito significativas, no entanto, como este sistema é bastante sensível e o
binário requerido extremamente baixo, procurou-se determinar a influência deste
componente no correcto funcionamento do sistema.
A escolha das engrenagens para cada cadeia foi efectuada de acordo com os seguintes
objectivos:
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o Escolha de rodas dentadas capazes de absorver o momento definido nas
especificações;
o Diminuição do entre eixo, por forma a reduzir o atravancamento da gaveta;
o Diâmetro do veio do Porta-nozzle e da cavilha cilíndrica da roda intermédia;
A escolha dos rolamentos foi efectuada de acordo com os seguintes objectivos:
o Diâmetro do veio do Porta-nozzle;
o Minimização do diâmetro exterior do rolamento, por forma a diminuir o
atravancamento do sistema;
De seguida apresentam-se os cálculos efectuados para a determinação do rendimento de
cada sistema. Para facilitar a compreensão desta análise classificou-se cada sistema de
acordo com a capacidade de armazenamento e o posicionamento do (s) motor (es).