relatorio 2012 materiais

5/26/2018 relatorio 2012 materiais

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INSTITUTO SUPERIOR DE ENGENHARIA DE LISBOA

rea Departamental de Engenharia Mecnica

ISEL


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ndicendice de Figuras ........................................................................................................................... 2

ndice de Tabelas ........................................................................................................................... 2

1. Introduo ................................................................................................................................. 3

2. Descrio do Produto ................................................................................................................ 3

1.1. Produto ............................................................................................................................... 3

2.2. Elementos do produto......................................................................................................... 3

2.3. Modelao 2D e 3D............................................................................................................ 4

3. Seleco de Materiais ................................................................................................................ 4

3.1. Jante.................................................................................................................................... 4

3.2. Ncleo e gancho ................................................................................................................. 5

3.3 Eixo Horizontal e Vertical ................................................................................................... 6

3.4 Bloco, separador, flange e tampa ............................................................................................ 7

4. Concluso .................................................................................................................................. 8

5.Referencias ................................................................................................................................. 9


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ndice de Figuras

Figura 1 - Jante .............................................................................................................................. 3Figura 2 - Jante e componentes - Conjunto CAD ......................................................................... 3

Figura 3 - Jante - Modelo CAD ..................................................................................................... 4

ndice de Tabelas

Tabela 1 - Comparao das propriedades de um ao carbono DIN C45 com um ao carbonoDIN C15 ........................................................................................................................................ 5

Tabela 2 - Comparao da composio qumica dos aos DIN C15 e DIN C45 .......................... 5

Tabela 3 - Comparao das propriedades de um ao 34CrNiMo6 e 40NiCrMo2-2 ..................... 6

Tabela 4 - Comparao da composio qumica de um ao 34CrNiMo6 e 40NiCrMo2-2 .......... 6

Tabela 5 - Comparao das propriedades de um ao 45Cr2 e 40NiCrMo2-2 ............................... 7

Tabela 6 - Comparao da composio qumica de um ao 45Cr2 e 40NiCrMo2-2 .................... 7
http://c/Users/Rita%20Soares/Documents/ISEL/1%C2%BA%20Semestre/MATERIAIS/Trabalho/Relat%C3%B3rio.docx%23_Toc327483270http://c/Users/Rita%20Soares/Documents/ISEL/1%C2%BA%20Semestre/MATERIAIS/Trabalho/Relat%C3%B3rio.docx%23_Toc327483270http://c/Users/Rita%20Soares/Documents/ISEL/1%C2%BA%20Semestre/MATERIAIS/Trabalho/Relat%C3%B3rio.docx%23_Toc327483271http://c/Users/Rita%20Soares/Documents/ISEL/1%C2%BA%20Semestre/MATERIAIS/Trabalho/Relat%C3%B3rio.docx%23_Toc327483271http://c/Users/Rita%20Soares/Documents/ISEL/1%C2%BA%20Semestre/MATERIAIS/Trabalho/Relat%C3%B3rio.docx%23_Toc327483272http://c/Users/Rita%20Soares/Documents/ISEL/1%C2%BA%20Semestre/MATERIAIS/Trabalho/Relat%C3%B3rio.docx%23_Toc327483272http://c/Users/Rita%20Soares/Documents/ISEL/1%C2%BA%20Semestre/MATERIAIS/Trabalho/Relat%C3%B3rio.docx%23_Toc327483272http://c/Users/Rita%20Soares/Documents/ISEL/1%C2%BA%20Semestre/MATERIAIS/Trabalho/Relat%C3%B3rio.docx%23_Toc327483271http://c/Users/Rita%20Soares/Documents/ISEL/1%C2%BA%20Semestre/MATERIAIS/Trabalho/Relat%C3%B3rio.docx%23_Toc327483270


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1. Introduo

No mbito da unidade curricular de Materiais este trabalho sobre os materiaisconstituintes da jante de um kart, tem como objectivo primrio a aquisio de conhecimentos

sobre a seleco de materiais quando confrontados com uma panplia de ofertas. Tem ainda

como objectivos a obteno de conhecimento mais aprofundado sobre as caractersticas

principais dos vrios materiais, quais as duas propriedades mecnicas e fsicas, e ainda, quais as

nomenclaturas definidas pelas vrias normas para os mesmos.

Para representao mais detalhada do produto foi usado o softwarede desenho assistido

por computador, SolidWorks2012.

2. Descrio do Produto

1.1. Produto

A jante de um kart tem como funo principal suportar o pneu.

Ao longo dos tempos foram-se aperfeioando os motores dos veculos e ento houve a

necessidade de se melhorar tambm os restantes componentes perifricos, como as jantes.

Existem vrios tipos de jantes, desde jantes para carros at jantes para bicicletas, que


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2.3. Modelao 2D e 3D

VerAnexos

3. Seleco de Materiais

Para seleccionar materiais necessrio ter em conta alguns factores como:

Caractersticas do produto Materiais aplicveis as necessidades de produto Limitaes dos materiais

Existem vrios materiais na industria e vrias nomenclaturas para o mesmo material,

assim, para uniformizar a sua nomenclatura foram criadas normas, tais como:

ENEuropeia ISOInternational Organization for Standarization ASTM - Americana SAE - Americana DINAlem BS - Britnica JIS - Japonesa

P f b i d j f i ili d DIN ISO l i i


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diferencias vrias, como a introduo de crmio (Cr), molibdnio (Mo) e nquel (Ni) e

quantidades diferentes dos outros componentes que resultam na diferena de propriedades

mecnicas.

DIN C15 DIN C45

Mdulo de Elasticidade (GPa) 210 210

Coeficiente de Poisson 0.28 0.28

Densidade (kg/m3) 7850 7800

Tenso de Rotura (MPa) 500 750

Tenso de Cedncia (MPa) 380 580

Condutividade Trmica (W/(mK)) 14 14

Tabela 1 - Comparao das propriedades de um ao carbono DIN C45 com um ao carbono DIN C15


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3.3 Eixo Horizontal e Vertical

No eixo horizontal esto acoplados rolamentos, porcas, o separador e o bloco, este eixotem como funo a transmisso de torque as rodas fazendo com que o kart se movimente. No

eixo vertical ser fornecido um binrio que ser transferido ao eixo horizontal, portanto, sero

do mesmo material.

Tendo em conta as condies de funcionamento e as solicitaes de ambos os

componentes, so adequados ligas de ao, pois os seus componentes conferem ao metal

caractersticas como resistncia mecnica apropriada, atravs do molibdnio presente na liga e

alta resistncia a corroso, potenciada pela existncia de crmio e nquel na liga. Como

comparao, tem.se um ao DIN 34CrNiMo6, vejamos:

DIN 40NiCrMo2-2 DIN 34CrNiMo6




Tenso de Rotura (MPa) 1862 900 - 1100


Dureza Brinell 505 240

T b l 3 C d i d d d 34C NiM 6 40NiC M 2 2


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3.4 Bloco, separador, flange e tampa

Estes elementos so principalmente elementos de proteco e suporte de todos osoutros, tendo por isso necessidade de ser extremamente resistentes ao desgaste e a corroso,

sendo desejvel a aplicao de uma liga de crmio.

DIN 45Cr2 40NiCrMo2-2




Tenso de Rotura (MPa) 780 750


Condutividade Trmica (W/(mK)) 14 14

Tabela 5 - Comparao das propriedades de um ao 45Cr2 e 40NiCrMo2-2

C Cr Mn Mo Ni Si P S

45Cr2 0.420.48 0.40.6 0.50.8 0.150.4 0.025 Max 0.035 Max


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4. Concluso

Ao longo deste trabalho de investigao foi possvel ter noo da diversidade demateriais existentes no mercado.

sempre importante ter em conta as condies de servio a que o produto ser sujeito,

pois para diferentes ambientes e temperaturas podem ter comportamentos diferentes.

Para alm das mltiplas ligas disponveis no mercado, existem ainda tratamentos vrios

que se podem realizar de forma a desenvolver as propriedades dos materiais e torna-los assim

mais abrangentes na sua aplicao. Por exemplo, para um alumino, que um metal mais macio

que um ao - carbono, pode ser feito um tratamento trmico, como o envelhecimento da liga,

que potencia a sua dureza e que o torna aplicvel a outro tipo de utilizaes. Por outro lado, num

ao podem realizar-se tratamentos de revenido com o objectivo de lhes imprimir caractersticas

como maior ductilidade e tenacidade.

Conclumos ainda que a composio qumica das ligas tm importncia extrema nocomportamento dos materiais, elementos como nquel e o crmio conferem liga excelente

resistncia a corroso e oxidao a altas temperaturas.

Assim, foram desenvolvidas capacidades de seleco e procura de materiais, tendo

sempre em conta qual o objectivo final do produto, cumprindo-se o objectivo principal do

trabalho de pesquisa.


10/22

5.Referencias

5.1.Internethttp://www.efunda.com/materials/alloys/carbon_steels/show_carbon.cfm?ID=AISI_1023&show

_prop=all&Page_Title=AISI%201023

http://www.efunda.com/Materials/alloys/alloy_steels/show_alloy.cfm?ID=AISI_4037_M&prop

=all&Page_Title=AISI%204037

http://www.roymech.co.uk/Useful_Tables/Matter/Steel_Europe.htmlhttp://www.acoespecial.com.br/8640.pdf

http://www.hagener-feinstahl.de/werkstoffliste2007.php?lng=en

http://www.matweb.com/search/DataSheet.aspx?MatGUID=a61a0fb0cef945258b08dd8e6cb18

771&ckck=1

http://www.matweb.com/search/DataSheet.aspx?MatGUID=ff50824dfdb3463aa6edce95c175b3

ce

http://www.engineeringtoolbox.com/material-properties-t_24.html

http://www.acosvic.com.br/tabela02_br.php

http://www.steelss.com/Carbon-steel/45cr2.html

http://www.westyorkssteel.com/tool_steel_specifications.html
http://www.efunda.com/materials/alloys/carbon_steels/show_carbon.cfm?ID=AISI_1023&show_prop=all&Page_Title=AISI%201023http://www.efunda.com/materials/alloys/carbon_steels/show_carbon.cfm?ID=AISI_1023&show_prop=all&Page_Title=AISI%201023http://www.efunda.com/Materials/alloys/alloy_steels/show_alloy.cfm?ID=AISI_4037_M&prop=all&Page_Title=AISI%204037http://www.efunda.com/Materials/alloys/alloy_steels/show_alloy.cfm?ID=AISI_4037_M&prop=all&Page_Title=AISI%204037http://www.roymech.co.uk/Useful_Tables/Matter/Steel_Europe.htmlhttp://www.acoespecial.com.br/8640.pdfhttp://www.hagener-feinstahl.de/werkstoffliste2007.php?lng=enhttp://www.matweb.com/search/DataSheet.aspx?MatGUID=a61a0fb0cef945258b08dd8e6cb18771&ckck=1http://www.matweb.com/search/DataSheet.aspx?MatGUID=a61a0fb0cef945258b08dd8e6cb18771&ckck=1http://www.matweb.com/search/DataSheet.aspx?MatGUID=ff50824dfdb3463aa6edce95c175b3cehttp://www.matweb.com/search/DataSheet.aspx?MatGUID=ff50824dfdb3463aa6edce95c175b3cehttp://www.engineeringtoolbox.com/material-properties-t_24.htmlhttp://www.acosvic.com.br/tabela02_br.phphttp://www.steelss.com/Carbon-steel/45cr2.htmlhttp://www.westyorkssteel.com/tool_steel_specifications.htmlhttp://www.euro-inox.org/pdf/map/Tables_TechnicalProperties_EN.pdfhttp://www.euro-inox.org/pdf/map/Tables_TechnicalProperties_EN.pdfhttp://www.westyorkssteel.com/tool_steel_specifications.htmlhttp://www.steelss.com/Carbon-steel/45cr2.htmlhttp://www.acosvic.com.br/tabela02_br.phphttp://www.engineeringtoolbox.com/material-properties-t_24.htmlhttp://www.matweb.com/search/DataSheet.aspx?MatGUID=ff50824dfdb3463aa6edce95c175b3cehttp://www.matweb.com/search/DataSheet.aspx?MatGUID=ff50824dfdb3463aa6edce95c175b3cehttp://www.matweb.com/search/DataSheet.aspx?MatGUID=a61a0fb0cef945258b08dd8e6cb18771&ckck=1http://www.matweb.com/search/DataSheet.aspx?MatGUID=a61a0fb0cef945258b08dd8e6cb18771&ckck=1http://www.hagener-feinstahl.de/werkstoffliste2007.php?lng=enhttp://www.acoespecial.com.br/8640.pdfhttp://www.roymech.co.uk/Useful_Tables/Matter/Steel_Europe.htmlhttp://www.efunda.com/Materials/alloys/alloy_steels/show_alloy.cfm?ID=AISI_4037_M&prop=all&Page_Title=AISI%204037http://www.efunda.com/Materials/alloys/alloy_steels/show_alloy.cfm?ID=AISI_4037_M&prop=all&Page_Title=AISI%204037http://www.efunda.com/materials/alloys/carbon_steels/show_carbon.cfm?ID=AISI_1023&show_prop=all&Page_Title=AISI%201023http://www.efunda.com/materials/alloys/carbon_steels/show_carbon.cfm?ID=AISI_1023&show_prop=all&Page_Title=AISI%201023


11/22


12/22

1612 12 12 1 3 14

7

8

910111341313265

15

18

17

ITEM NO. PART NUMBER DESCRIPTION QTY.1 jante C45 22 Ncleo C45 13 Flange 5Cr2 1

4Disco deRegulao 1

5 Spring washer DIN128 - A8

440 HV 4

6 ISO 4762 M8 x 16 ---16C 8.8 4

7 Gancho C45 18 Bloco 5Cr2 19 Eixo Vertical 40NiCrMo2-2 1

10 Washer DIN 126 -15.5

440 HV 1

11 ISO 7040-M14-C 8 1

12 6203 SKF 6203 113 6204 SKF 6204 114 Eixo Horizontal 40NiCrMo2-2 115 Separador 5Cr2 1

16 Washer ISO 7090 - 8 440 HV 1

17 ISO 7040-M16-C 8 1

18 Tampa 5Cr2 1

DEP. ENGENHARIA MECNICA

Data

Proj.

Des.

Visto

Nome

Escala

1:1

Toler.

ISO 2768

classe m-K

Alt.

Data

Substitui

Substitudo

Des. N

SECO DE TECNOLOGIA E PROJECTO MECNICO

DESIGNAO

Desenho de conjunto

ProdutoRoda de Kart


13/22

1612 12 12 1 3 14

7

8

910111341313265

15

18

17

ITEM NO. PART NUMBER DESCRIPTION QTY.1 jante C45 22 Ncleo C45 13 Flange 5Cr2 1

4Disco deRegulao 1

5 Spring washer DIN128 - A8

440 HV 4

6 ISO 4762 M8 x 16 ---16C 8.8 4

7 Gancho C45 18 Bloco 5Cr2 19 Eixo Vertical 40NiCrMo2-2 1

10 Washer DIN 126 -15.5

440 HV 1

11 ISO 7040-M14-C 8 1

12 6203 SKF 6203 113 6204 SKF 6204 114 Eixo Horizontal 40NiCrMo2-2 115 Separador 5Cr2 1

16 Washer ISO 7090 - 8 440 HV 1

17 ISO 7040-M16-C 8 1

18 Tampa 5Cr2 1

DEP. ENGENHARIA MECNICA

Data

Proj.

Des.

Visto

Nome

Escala

1:1

Toler.

ISO 2768

classe m-K

Alt.

Data

Substitui

Substitudo

Des. N

SECO DE TECNOLOGIA E PROJECTO MECNICO

DESIGNAO

Desenho de conjunto

ProdutoRoda de Kart


14/22

Ra 6.3 Ra 3.2 Ra 1.6

ISO 2768 mk

UNLESS OTHERWISE SPECIFIED:

3 2

janteDO NOTSCALE DRAWING SHEET 1 OF 1SCALE: 1:2 WEIGHT:

REVDWG. NO.

ASIZE

TITLE:

NAME DATE

CO MMENTS:

Q.A.

MFG APPR.

ENG APPR.

CHECKED

DRAWN

FINISH

4

BEND

MATERIAL

5

PROHIBITED.

THREE PLAC E DECIMA L

INTERPRETG EOMETRIC

TWO PLACE DECIMA L

PROPRIETARY AND C ONFIDENTIAL

NEXTASSY

TOLERANCING PER:

APPLICATION

USED ON

DIMENSIONS ARE IN INCHES

TOLERANCES:

FRACTIONA L

ANGULAR: MAC H

THE INFORMATION CONTAINED IN THIS

DRAWING ISTHE SOLE PROPERTY OF

. ANY

REPRODUCTION IN PARTO R ASA WHOLE

WITHOUTTHE WRITTEN PERMISSION OF

IS

1

1.6

3.2

5R

101

35

9

462

2

25H7

R

10

R5

SolidWorks Student LicenseAcademic Use Only


15/22

1.6

Ra 6.3 Ra 1.6

ISO 2768 mk

3 2

DO NOTSCALE DRAWING

NcleoSHEET 1 OF 1


SCALE: 1:2 WEIGHT:

REVDWG. NO.

ASIZE

TITLE:

NAME DATE

CO MMENTS:

Q.A.

MFG APPR.

ENG APPR.

CHECKED

DRAWN

FINISH

4

BEND

MATERIAL

5

PROHIBITED.


INTERPRETG EOMETRIC

TWO PLACE DECIMA L


NEXTASSY

TOLERANCING PER:

APPLICATION

USED ON


TOLERANCES:

FRACTIONA L

ANGULAR: MAC H



. ANY



IS

1

B

1.6

1.

6

1.6

0.0

2

0.05

0.0

3

A

0.0

2

A B

8,50

33

4+0,1

3

+0,1

5

14

47

87

H

34

50h6

6

h653

82

40

H7

H7

13

M8

2



16/22

1.6

1,5

10R

1,5

R25

3

15

21,5

12

16

1,5

12

Ra 6.3 Ra 1.6

ISO 2768 mk


3 2

GanchoDO NOTSCALE DRAWING SHEET 1 OF 1SCALE: 1:2 WEIGHT:

REVDWG. NO.

ASIZE

TITLE:

NAME DATE

CO MMENTS:

Q.A.

MFG APPR.

ENG APPR.

CHECKED

DRAWN

FINISH

4

BEND

MATERIAL

5

PROHIBITED.


INTERPRETGEO METRIC

TWO PLAC E DECIMAL


NEXTASSY

TOLERANCING PER:

APPLICATION

USED ON

DIMENSIONS ARE IN INC HES

TOLERANC ES:

FRACTIONAL

ANGULAR: MAC H



. ANY



IS

1

16

16

28

1

2



17/22

Ra 1.6Ra 6.3

ISO 2768 mk

3 2

DO NOTSCALE DRAWING

Eixo HorizontalSHEET 1 OF 1


SCALE: 1:1 WEIGHT:

REVDWG. NO.

ASIZE

TITLE:

NAME DATE

CO MMENTS:

Q.A.

MFG APPR.

ENG APPR.

CHECKED

DRAWN

FINISH

4

BEND

MATERIAL

5

PROHIBITED.


INTERPRETGEO METRIC

TWO PLAC E DECIMAL


NEXTASSY

TOLERANCING PER:

APPLICATION

USED ON


TOLERANC ES:

FRACTIONAL

ANGULAR: MAC H



. ANY



IS

1

A

1.6

1.61.6

C

C0.2 A B

B 7

3

-6H

15

18

11

17

3

k6

20

k6

13

17

12

24

16

M16

24,73



18/22

Ra 6.3 Ra 1.6

ISO 2768 mk

3 2

DO NOTSCALE DRAWING

Eixo VerticalSHEET 1 OF 1


SCALE: 1:2 WEIGHT:

REVDWG. NO.

ASIZE

TITLE:

NAME DATE

CO MMENTS:

Q.A.

MFG APPR.

ENG APPR.

CHECKED

DRAWN

FINISH

4

BEND

MATERIAL

5

PROHIBITED.


INTERPRETGEO METRIC

TWO PLAC E DECIMAL


NEXTASSY

TOLERANCING PER:

APPLICATION

USED ON


TOLERANC ES:

FRACTIONAL

ANGULAR: MAC H



. ANY



IS

1

1.6

0.02

R

2

16

877

M14-6

H25,53 R

11,5

14

19

5



19/22

Ra 6.3 Ra 1.6

ISO 2768 mk

DO NOTSCALE DRAWINGPROHIBITED.

5 34 2

BlocoSHEET 1 OF 1


SCALE: 1:1 WEIGHT:

REVDWG. NO.

ASIZE

TITLE:

NAME DATE

CO MMENTS:

Q.A.

MFG APPR.

ENG APPR.

MATERIAL

CHECKED

TWO PLAC E DECIMAL


USED ON


DRAWN

NEXTASSY

APPLICATION

FINISH

INTERPRETGEO METRIC

BEND

TOLERANCING PER:


TOLERANC ES:

FRACTIONAL

ANGULAR: MAC H



. ANY



IS

1

1.6

25

15

66

31

1.614

35

28

16

14



20/22

Ra 6.3 Ra 3.2 Ra 1.6

ISO 2768 mk

3 2

DO NOTSCALE DRAWING

FlangeSHEET 1 OF 1


SCALE: 1:2 WEIGHT:

REVDWG. NO.

ASIZE

TITLE:

NAME DATE

CO MMENTS:

Q.A.

MFG APPR.

ENG APPR.

CHECKED

DRAWN

FINISH

4

BEND

MATERIAL

5

PROHIBITED.


INTERPRETG EOMETRIC

TWO PLACE DECIMA L


NEXTASSY

TOLERANCING PER:

APPLICATION

USED ON


TOLERANCES:

FRACTIONA L

ANGULAR: MAC H



. ANY



IS

1

0.05

3.2

A

1.6

1.6

3.2

1.6

A

80,0

2

53

35

11

87

6

14

40

0,0

2

H7

14

10



21/22

ISO 2768 mk


3 2

SeparadorDO NOTSCALE DRAWING SHEET 1 OF 1SCALE: 2:1 WEIGHT:

REVDWG. NO.

ASIZE

TITLE:

NAME DATE

CO MMENTS:

Q.A.

MFG APPR.

ENG APPR.

CHECKED

DRAWN

FINISH

4

BEND

MATERIAL

5

PROHIBITED.


INTERPRETG EOMETRIC

TWO PLACE DECIMA L


NEXTASSY

TOLERANCING PER:

APPLICATION

USED ON


TOLERANCES:

FRACTIONA L

ANGULAR: MAC H



. ANY



IS

1

Ra

3.2

Ra

6.3

18

3

14



22/22

Ra

1.6

38k6

6

4

26

R

42

3

Ra 6.3 Ra 1.6

ISO 2768 mk

4


3 2

TampaDO NOTSCALE DRAWING SHEET 1 OF 1SCALE: 1:1 WEIGHT:

REVDWG. NO.

ASIZE

TITLE:

NAME DATE

CO MMENTS:

Q.A.

MFG APPR.

ENG APPR.

CHECKED

DRAWN

5

FINISH

PROHIBITED.


TWO PLACE DECIMA L

MATERIAL


NEXTASSY

INTERPRETG EOMETRIC

USED ON

BEND

TOLERANCING PER:

APPLICATION


TOLERANCES:

FRACTIONA L

ANGULAR: MAC H



. ANY



IS

1
