Projeto de estruturas tipo "sandwich" rígidas para prensas mecânicas

Abstract

Neste trabalho é proposta uma solução construtiva para o projeto da estrutura de uma prensa tipo “C” (aberto ou “colo-de-cisne”). Tal estrutura é do tipo “sandwich”, resultado da sobreposição de chapas de aço, todas com contorno praticamente igual e imobilizadas entre si. A capacidade de carga pretendida para a prensa é de 1000KN, sendo o seu acionamento mecânico com características baseadas num modelo existente no mercado. O principal objetivo desta solução construtiva consiste em permitir fornecer aos clientes o equipamento desmontado, em que o conjunto de peças a ser montado necessite do menor número possível de ligações soldadas, reduzindo custos de conceção. O projeto é iniciado com a determinação das principais forças atuantes no corpo da prensa, sendo seguida da modelação da estrutura e demais sistemas mecânicos para análise estrutural através do método dos elementos finitos, pretendendo-se com esta etapa avaliar os deslocamentos e tensões presentes no equipamento. Por fim, para confirmação dos dados obtidos serão realizados cálculos estruturais utilizando formulação analítica. Conclusões sobre os resultados obtidos e sugestões para futuros desenvolvimentos são também incluídos no presente trabalho.

This work consists on the description of a project proposal of a sandwich type steel frame for an open C-type mechanical press. The load capacity required for the press is 1000KN, and its mechanical drive features are based on a commercially available press. The reason for this design option relies on a reduced number of welding operations in addition with the predictable low number of different integrating parts of the structure. Also, this design is developed to allow the customer to purchase the equipment as a disassembled set and to assemble it in the working installations, with little complication and equipment. The work involves the characterization of the force system acting on the whole structure and the resulting stress and displacement field obtained with modeling of finite element method, a technique also applied to the assessment of auxiliary parts, as primary axle, crankshaft and slideways. Conclusions and suggestions for development are also proposed.