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Avaliação e melhoria do processo de montagem do pinhão em eixos diferenciais automotivos / Evaluation and improvement in the pinion assembly process in automotives differential axles

Cogorni, André Ferrari January 2009 (has links)
O eixo diferencial é amplamente utilizado em veículos automotores para transmitir a potência do motor para as rodas, sendo esta transmissão realizada por um par de engrenagens conhecidas como pinhão e coroa. O eixo é dito diferencial porque permite que uma roda do veículo gire com rotação diferente da outra, característica necessária nas curvas, por exemplo. Um dos principais objetivos na montagem de um eixo diferencial é proporcionar a coroa e ao pinhão o mesmo posicionamento relativo no qual o par foi usinado, quanto mais próximo da cota nominal melhor será o desempenho do eixo, diminuindo ruído, vibração e aumentando a sua vida útil. A tarefa de montar o pinhão com um posicionamento preciso em linhas de produção é uma tarefa difícil devido a quantidades de peças intermediárias, deslocamento do produto montado (pré-carga), e a tolerância da cota de posicionamento (±0,030mm). Para melhorar este processo e torná-lo viável para produção em linhas de montagem em grande escala a empresa Muri Linhas de Montagem desenvolveu em conjunto com a Dana Traction Tecnologies um sistema de montagem em quatro passos: a) medição dos componentes individuais com e sem pré-carga; b) seleção do anel espaçador para compensar as diferenças dimensionais dos componentes; c) montagem das peças; d) verificação final do conjunto montado. Este sistema já foi desenvolvido e implementado de forma parcialmente satisfatória, pois o processo de seleção do anel espaçador apresenta falhas e desvios de montagem não conhecidos, o que leva a introdução de uma variável de ajuste no processo. Este sistema já foi desenvolvido e implementado de forma parcialmente satisfatória, pois o processo de seleção do anel espaçador apresenta falhas e desvios de montagem não conhecidos, o que leva a introdução de uma variável de ajuste no processo. O problema é que esta variável de ajuste não é constante necessitando ajuste manual e contínuo durante a produção. No decorrer deste trabalho será explicado o funcionamento do eixo diferencial com os seus requisitos de montagem, após será demonstrada a linha de montagem desenvolvida com os processos de medição e cálculo do anel espaçador. Por terceiro será realizada uma avaliação teórica e experimental para buscar as variáveis de processo desconhecidas e por quarto e último será proposto um novo método de medição e montagem mais preciso do que a método atual. / The differential axle is used in the automotive industry to transmit the engine power to the vehicle wheels, this transmission is done by 2 gears called pinion and ring gear. The axle is called differential because permit that the wheels turn with different speed, this is necessary in the curves for example. One of the main objectives to assembly a differential axle is assembly the pinion gear in the same relative position that the pair was machined, as close as possible to active the best performance, reduce noise, vibration and increase the product life. Assembly the axle with precision in assembly lines is difficult because there are internal components positioned between the pinion and ring gear, there is a product displacement (preload) and also a position tolerance (±0,030mm). To improve this process and became viable to produce in assembly lines on large flow volumes the company Muri Linhas de Montagem developed in partnership with Dana Traction Tecnologies one assembly system that works in four steps: a) measure all intermediary components with and without pre-load; b) select the correct spacer to compensate the product dimensional differences; c) assembly the parts; d) check the final assembly. This system is already developed and work partially satisfactory because there is a failure in the process to select the spacer with some unknown deviations, to compensate those deviations is used a variable in the calculations. The problem is this variable is not constant and demand a manual adjust during the assembly process. During this paper work will be explain how works the differential axle with the assembly requirements, after will be show the assembly line developed with the measurement process and spacer calculation procedure. In the next part will be performed an evaluation to find the unknown process variation, in the last part will be proposed a new methodology to measure and assembly the axle with more accuracy comparing with the old methodology.
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Avaliação e melhoria do processo de montagem do pinhão em eixos diferenciais automotivos / Evaluation and improvement in the pinion assembly process in automotives differential axles

Cogorni, André Ferrari January 2009 (has links)
O eixo diferencial é amplamente utilizado em veículos automotores para transmitir a potência do motor para as rodas, sendo esta transmissão realizada por um par de engrenagens conhecidas como pinhão e coroa. O eixo é dito diferencial porque permite que uma roda do veículo gire com rotação diferente da outra, característica necessária nas curvas, por exemplo. Um dos principais objetivos na montagem de um eixo diferencial é proporcionar a coroa e ao pinhão o mesmo posicionamento relativo no qual o par foi usinado, quanto mais próximo da cota nominal melhor será o desempenho do eixo, diminuindo ruído, vibração e aumentando a sua vida útil. A tarefa de montar o pinhão com um posicionamento preciso em linhas de produção é uma tarefa difícil devido a quantidades de peças intermediárias, deslocamento do produto montado (pré-carga), e a tolerância da cota de posicionamento (±0,030mm). Para melhorar este processo e torná-lo viável para produção em linhas de montagem em grande escala a empresa Muri Linhas de Montagem desenvolveu em conjunto com a Dana Traction Tecnologies um sistema de montagem em quatro passos: a) medição dos componentes individuais com e sem pré-carga; b) seleção do anel espaçador para compensar as diferenças dimensionais dos componentes; c) montagem das peças; d) verificação final do conjunto montado. Este sistema já foi desenvolvido e implementado de forma parcialmente satisfatória, pois o processo de seleção do anel espaçador apresenta falhas e desvios de montagem não conhecidos, o que leva a introdução de uma variável de ajuste no processo. Este sistema já foi desenvolvido e implementado de forma parcialmente satisfatória, pois o processo de seleção do anel espaçador apresenta falhas e desvios de montagem não conhecidos, o que leva a introdução de uma variável de ajuste no processo. O problema é que esta variável de ajuste não é constante necessitando ajuste manual e contínuo durante a produção. No decorrer deste trabalho será explicado o funcionamento do eixo diferencial com os seus requisitos de montagem, após será demonstrada a linha de montagem desenvolvida com os processos de medição e cálculo do anel espaçador. Por terceiro será realizada uma avaliação teórica e experimental para buscar as variáveis de processo desconhecidas e por quarto e último será proposto um novo método de medição e montagem mais preciso do que a método atual. / The differential axle is used in the automotive industry to transmit the engine power to the vehicle wheels, this transmission is done by 2 gears called pinion and ring gear. The axle is called differential because permit that the wheels turn with different speed, this is necessary in the curves for example. One of the main objectives to assembly a differential axle is assembly the pinion gear in the same relative position that the pair was machined, as close as possible to active the best performance, reduce noise, vibration and increase the product life. Assembly the axle with precision in assembly lines is difficult because there are internal components positioned between the pinion and ring gear, there is a product displacement (preload) and also a position tolerance (±0,030mm). To improve this process and became viable to produce in assembly lines on large flow volumes the company Muri Linhas de Montagem developed in partnership with Dana Traction Tecnologies one assembly system that works in four steps: a) measure all intermediary components with and without pre-load; b) select the correct spacer to compensate the product dimensional differences; c) assembly the parts; d) check the final assembly. This system is already developed and work partially satisfactory because there is a failure in the process to select the spacer with some unknown deviations, to compensate those deviations is used a variable in the calculations. The problem is this variable is not constant and demand a manual adjust during the assembly process. During this paper work will be explain how works the differential axle with the assembly requirements, after will be show the assembly line developed with the measurement process and spacer calculation procedure. In the next part will be performed an evaluation to find the unknown process variation, in the last part will be proposed a new methodology to measure and assembly the axle with more accuracy comparing with the old methodology.
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Avaliação e melhoria do processo de montagem do pinhão em eixos diferenciais automotivos / Evaluation and improvement in the pinion assembly process in automotives differential axles

Cogorni, André Ferrari January 2009 (has links)
O eixo diferencial é amplamente utilizado em veículos automotores para transmitir a potência do motor para as rodas, sendo esta transmissão realizada por um par de engrenagens conhecidas como pinhão e coroa. O eixo é dito diferencial porque permite que uma roda do veículo gire com rotação diferente da outra, característica necessária nas curvas, por exemplo. Um dos principais objetivos na montagem de um eixo diferencial é proporcionar a coroa e ao pinhão o mesmo posicionamento relativo no qual o par foi usinado, quanto mais próximo da cota nominal melhor será o desempenho do eixo, diminuindo ruído, vibração e aumentando a sua vida útil. A tarefa de montar o pinhão com um posicionamento preciso em linhas de produção é uma tarefa difícil devido a quantidades de peças intermediárias, deslocamento do produto montado (pré-carga), e a tolerância da cota de posicionamento (±0,030mm). Para melhorar este processo e torná-lo viável para produção em linhas de montagem em grande escala a empresa Muri Linhas de Montagem desenvolveu em conjunto com a Dana Traction Tecnologies um sistema de montagem em quatro passos: a) medição dos componentes individuais com e sem pré-carga; b) seleção do anel espaçador para compensar as diferenças dimensionais dos componentes; c) montagem das peças; d) verificação final do conjunto montado. Este sistema já foi desenvolvido e implementado de forma parcialmente satisfatória, pois o processo de seleção do anel espaçador apresenta falhas e desvios de montagem não conhecidos, o que leva a introdução de uma variável de ajuste no processo. Este sistema já foi desenvolvido e implementado de forma parcialmente satisfatória, pois o processo de seleção do anel espaçador apresenta falhas e desvios de montagem não conhecidos, o que leva a introdução de uma variável de ajuste no processo. O problema é que esta variável de ajuste não é constante necessitando ajuste manual e contínuo durante a produção. No decorrer deste trabalho será explicado o funcionamento do eixo diferencial com os seus requisitos de montagem, após será demonstrada a linha de montagem desenvolvida com os processos de medição e cálculo do anel espaçador. Por terceiro será realizada uma avaliação teórica e experimental para buscar as variáveis de processo desconhecidas e por quarto e último será proposto um novo método de medição e montagem mais preciso do que a método atual. / The differential axle is used in the automotive industry to transmit the engine power to the vehicle wheels, this transmission is done by 2 gears called pinion and ring gear. The axle is called differential because permit that the wheels turn with different speed, this is necessary in the curves for example. One of the main objectives to assembly a differential axle is assembly the pinion gear in the same relative position that the pair was machined, as close as possible to active the best performance, reduce noise, vibration and increase the product life. Assembly the axle with precision in assembly lines is difficult because there are internal components positioned between the pinion and ring gear, there is a product displacement (preload) and also a position tolerance (±0,030mm). To improve this process and became viable to produce in assembly lines on large flow volumes the company Muri Linhas de Montagem developed in partnership with Dana Traction Tecnologies one assembly system that works in four steps: a) measure all intermediary components with and without pre-load; b) select the correct spacer to compensate the product dimensional differences; c) assembly the parts; d) check the final assembly. This system is already developed and work partially satisfactory because there is a failure in the process to select the spacer with some unknown deviations, to compensate those deviations is used a variable in the calculations. The problem is this variable is not constant and demand a manual adjust during the assembly process. During this paper work will be explain how works the differential axle with the assembly requirements, after will be show the assembly line developed with the measurement process and spacer calculation procedure. In the next part will be performed an evaluation to find the unknown process variation, in the last part will be proposed a new methodology to measure and assembly the axle with more accuracy comparing with the old methodology.
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Uma metodologia para o estudo da dinâmica de eixos rotativos de transmissão, com aplicações em semi-eixos homocinéticos e eixos Cardan de dupla seção

Toresan Junior, Wilson January 2001 (has links)
O estudo de dinâmica de rotores é de fundamental importância para o projeto de equipamentos rotativos. Este fato deve-se a atual demanda por máquinas com melhores performances, menor tempo de manutenção e com condições de operação variáveis. O custo elevado dos testes experimentais leva a considerar uma simulação numérica para verificar o projeto de equipamentos rotativos, sem a necessidade de realizar experimentos diferentes para cada tipo de variável a ser estudada. Na indústria automobilística, há uma crescente necessidade de testar a confiabilidade dos componentes fabricados. Fenômenos vibratórios, como a ressonância dos componentes em relação às velocidades de rotação do motor, devem ser previstos. No entanto, em inúmeros casos, as características dinâmicas não são conhecidas até que se construam os protótipos e sejam realizadas avaliações experimentais. Esta experimentação é feita no veículo, com um custo elevado. Há uma necessidade de métodos alternativos, que permitam o estudo do desempenho dinâmico dos componentes automotivos, ainda na fase de projeto, com menores custos. O objetivo deste trabalho é o desenvolvimento de uma metodologia numéricoexperimental para realizar uma análise de eixos rotativos de transmissão, dando-se ênfase em eixos Cardan e semi-eixos homocinéticos. Vários métodos numéricos têm sido utilizados para o estudo de sistemas de eixos rotativos. Neste trabalho, o enfoque numérico é abordado utilizando-se o método das matrizes de transferência, apoiado em trabalhos experimentais e em resultados obtidos na pesquisa bibliográfica. Entre os tópicos de interesse, citam-se: o controle passivo de vibrações em eixos rotativos, utilizando o efeito giroscópico, a análise de vibrações em semi-eixos homocinéticos e em um eixo Cardan de dupla seção. O objetivo da análise experimental é obter uma interação numérico-experimental para confirmar os resultados obtidos numericamente, validando a metodologia empregada. As metodologias numérica e experimental utilizadas são apresentadas e discutidas, no intuito de obterem-se resultados e conclusões adequadas aos fenômenos estudados. / A Methodology to Study Dynamics of the Rotating Power Shaft Transmission with Applications in the Front Wheel Drive Shaft and Double Sections Cardan Shaft. The field of rotordynamics is very important in the rotating equipment project field. This is due to the increasing demand for reliable machine performance and reduced maintenance over long periods of operation and under variable operating conditions. The cost of experimental testing makes it practical to consider computer simulation to verify rotor bearing system designs without the necessity of building each design variation considered. In the automotive industry, there is an increasing demand for testing the reliability of the manufactured components. Vibrational phenomenon, such as the components ressonance in relation to the motor speed (velocity), must be considered. However, in many cases, the dynamic behaviour is unlmown until a prototype is built and experimental evaluation is done in the vehicle, which can be expensive and time consuming. Alternative methods are needed, in order to allow the dynamic behaviour study of the vehicle components in the design phase, therefore decresing costs. The aim o f this study is the development o f a numerical and experimental methodology to analyze power shaft transmissions, with emphasis to Cardan shafts and front wheel drive shafts. Severa! numerical methods have been used in the rotordynamics analysis. In this wor~ the transfer matrix method is used as the numerical approach, which is compared with experimental results and the literature. The main applications are the passive vibration control of rotating shaft using gyroscopic effect, the vibration analysis of front wheel drive shafts and vibration o f Cardan shafts. The aim o f experimental analysis is to obtain results to confirm the values of numerical analysis, confirming the scientific value ofthe methodology developed. The numerical and experimental methodologies presented have been discussed by mean of the results obtained in this work.
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Uma metodologia para o estudo da dinâmica de eixos rotativos de transmissão, com aplicações em semi-eixos homocinéticos e eixos Cardan de dupla seção

Toresan Junior, Wilson January 2001 (has links)
O estudo de dinâmica de rotores é de fundamental importância para o projeto de equipamentos rotativos. Este fato deve-se a atual demanda por máquinas com melhores performances, menor tempo de manutenção e com condições de operação variáveis. O custo elevado dos testes experimentais leva a considerar uma simulação numérica para verificar o projeto de equipamentos rotativos, sem a necessidade de realizar experimentos diferentes para cada tipo de variável a ser estudada. Na indústria automobilística, há uma crescente necessidade de testar a confiabilidade dos componentes fabricados. Fenômenos vibratórios, como a ressonância dos componentes em relação às velocidades de rotação do motor, devem ser previstos. No entanto, em inúmeros casos, as características dinâmicas não são conhecidas até que se construam os protótipos e sejam realizadas avaliações experimentais. Esta experimentação é feita no veículo, com um custo elevado. Há uma necessidade de métodos alternativos, que permitam o estudo do desempenho dinâmico dos componentes automotivos, ainda na fase de projeto, com menores custos. O objetivo deste trabalho é o desenvolvimento de uma metodologia numéricoexperimental para realizar uma análise de eixos rotativos de transmissão, dando-se ênfase em eixos Cardan e semi-eixos homocinéticos. Vários métodos numéricos têm sido utilizados para o estudo de sistemas de eixos rotativos. Neste trabalho, o enfoque numérico é abordado utilizando-se o método das matrizes de transferência, apoiado em trabalhos experimentais e em resultados obtidos na pesquisa bibliográfica. Entre os tópicos de interesse, citam-se: o controle passivo de vibrações em eixos rotativos, utilizando o efeito giroscópico, a análise de vibrações em semi-eixos homocinéticos e em um eixo Cardan de dupla seção. O objetivo da análise experimental é obter uma interação numérico-experimental para confirmar os resultados obtidos numericamente, validando a metodologia empregada. As metodologias numérica e experimental utilizadas são apresentadas e discutidas, no intuito de obterem-se resultados e conclusões adequadas aos fenômenos estudados. / A Methodology to Study Dynamics of the Rotating Power Shaft Transmission with Applications in the Front Wheel Drive Shaft and Double Sections Cardan Shaft. The field of rotordynamics is very important in the rotating equipment project field. This is due to the increasing demand for reliable machine performance and reduced maintenance over long periods of operation and under variable operating conditions. The cost of experimental testing makes it practical to consider computer simulation to verify rotor bearing system designs without the necessity of building each design variation considered. In the automotive industry, there is an increasing demand for testing the reliability of the manufactured components. Vibrational phenomenon, such as the components ressonance in relation to the motor speed (velocity), must be considered. However, in many cases, the dynamic behaviour is unlmown until a prototype is built and experimental evaluation is done in the vehicle, which can be expensive and time consuming. Alternative methods are needed, in order to allow the dynamic behaviour study of the vehicle components in the design phase, therefore decresing costs. The aim o f this study is the development o f a numerical and experimental methodology to analyze power shaft transmissions, with emphasis to Cardan shafts and front wheel drive shafts. Severa! numerical methods have been used in the rotordynamics analysis. In this wor~ the transfer matrix method is used as the numerical approach, which is compared with experimental results and the literature. The main applications are the passive vibration control of rotating shaft using gyroscopic effect, the vibration analysis of front wheel drive shafts and vibration o f Cardan shafts. The aim o f experimental analysis is to obtain results to confirm the values of numerical analysis, confirming the scientific value ofthe methodology developed. The numerical and experimental methodologies presented have been discussed by mean of the results obtained in this work.
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Uma metodologia para o estudo da dinâmica de eixos rotativos de transmissão, com aplicações em semi-eixos homocinéticos e eixos Cardan de dupla seção

Toresan Junior, Wilson January 2001 (has links)
O estudo de dinâmica de rotores é de fundamental importância para o projeto de equipamentos rotativos. Este fato deve-se a atual demanda por máquinas com melhores performances, menor tempo de manutenção e com condições de operação variáveis. O custo elevado dos testes experimentais leva a considerar uma simulação numérica para verificar o projeto de equipamentos rotativos, sem a necessidade de realizar experimentos diferentes para cada tipo de variável a ser estudada. Na indústria automobilística, há uma crescente necessidade de testar a confiabilidade dos componentes fabricados. Fenômenos vibratórios, como a ressonância dos componentes em relação às velocidades de rotação do motor, devem ser previstos. No entanto, em inúmeros casos, as características dinâmicas não são conhecidas até que se construam os protótipos e sejam realizadas avaliações experimentais. Esta experimentação é feita no veículo, com um custo elevado. Há uma necessidade de métodos alternativos, que permitam o estudo do desempenho dinâmico dos componentes automotivos, ainda na fase de projeto, com menores custos. O objetivo deste trabalho é o desenvolvimento de uma metodologia numéricoexperimental para realizar uma análise de eixos rotativos de transmissão, dando-se ênfase em eixos Cardan e semi-eixos homocinéticos. Vários métodos numéricos têm sido utilizados para o estudo de sistemas de eixos rotativos. Neste trabalho, o enfoque numérico é abordado utilizando-se o método das matrizes de transferência, apoiado em trabalhos experimentais e em resultados obtidos na pesquisa bibliográfica. Entre os tópicos de interesse, citam-se: o controle passivo de vibrações em eixos rotativos, utilizando o efeito giroscópico, a análise de vibrações em semi-eixos homocinéticos e em um eixo Cardan de dupla seção. O objetivo da análise experimental é obter uma interação numérico-experimental para confirmar os resultados obtidos numericamente, validando a metodologia empregada. As metodologias numérica e experimental utilizadas são apresentadas e discutidas, no intuito de obterem-se resultados e conclusões adequadas aos fenômenos estudados. / A Methodology to Study Dynamics of the Rotating Power Shaft Transmission with Applications in the Front Wheel Drive Shaft and Double Sections Cardan Shaft. The field of rotordynamics is very important in the rotating equipment project field. This is due to the increasing demand for reliable machine performance and reduced maintenance over long periods of operation and under variable operating conditions. The cost of experimental testing makes it practical to consider computer simulation to verify rotor bearing system designs without the necessity of building each design variation considered. In the automotive industry, there is an increasing demand for testing the reliability of the manufactured components. Vibrational phenomenon, such as the components ressonance in relation to the motor speed (velocity), must be considered. However, in many cases, the dynamic behaviour is unlmown until a prototype is built and experimental evaluation is done in the vehicle, which can be expensive and time consuming. Alternative methods are needed, in order to allow the dynamic behaviour study of the vehicle components in the design phase, therefore decresing costs. The aim o f this study is the development o f a numerical and experimental methodology to analyze power shaft transmissions, with emphasis to Cardan shafts and front wheel drive shafts. Severa! numerical methods have been used in the rotordynamics analysis. In this wor~ the transfer matrix method is used as the numerical approach, which is compared with experimental results and the literature. The main applications are the passive vibration control of rotating shaft using gyroscopic effect, the vibration analysis of front wheel drive shafts and vibration o f Cardan shafts. The aim o f experimental analysis is to obtain results to confirm the values of numerical analysis, confirming the scientific value ofthe methodology developed. The numerical and experimental methodologies presented have been discussed by mean of the results obtained in this work.
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Eixos tubulares em material SAE 4130H com camada cementada na parte externa e interna

Steyer, Válter January 2006 (has links)
Este trabalho tem como objetivo analisar a aplicação de um eixo conector para semi-eixos homocinéticos, demonstrando as vantagens da aplicação do eixo monobloco tubular com camada cementada na parte externa e interna em relação a geometria tradicional , eixo maciço temperado por indução. As principais etapas de fabricação do eixo monobloco tubular, tais como, conformação por martelamento e conformação do entalhado serão apresentados e discutidos a sua viabilidade econômica. A matéria prima utilizada para fabricar o eixo monobloco tubular é tubo sem costura SAE 4130H, que será discutido principalmente com relação ao seu estado de fornecimento. No tratamento térmico de cementação e têmpera será verificado os parâmetros de controle de processo para atingir os valores especificados de dureza superficial, profundidade de camada e microestrutura. Por fim, será revisado os ensaios mecânicos de fadiga e torção estática para homologação do eixo monobloco tubular. Neste ponto será dada ênfase na origem da fratura e a forma da mesma.
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Eixos tubulares em material SAE 4130H com camada cementada na parte externa e interna

Steyer, Válter January 2006 (has links)
Este trabalho tem como objetivo analisar a aplicação de um eixo conector para semi-eixos homocinéticos, demonstrando as vantagens da aplicação do eixo monobloco tubular com camada cementada na parte externa e interna em relação a geometria tradicional , eixo maciço temperado por indução. As principais etapas de fabricação do eixo monobloco tubular, tais como, conformação por martelamento e conformação do entalhado serão apresentados e discutidos a sua viabilidade econômica. A matéria prima utilizada para fabricar o eixo monobloco tubular é tubo sem costura SAE 4130H, que será discutido principalmente com relação ao seu estado de fornecimento. No tratamento térmico de cementação e têmpera será verificado os parâmetros de controle de processo para atingir os valores especificados de dureza superficial, profundidade de camada e microestrutura. Por fim, será revisado os ensaios mecânicos de fadiga e torção estática para homologação do eixo monobloco tubular. Neste ponto será dada ênfase na origem da fratura e a forma da mesma.
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Eixos tubulares em material SAE 4130H com camada cementada na parte externa e interna

Steyer, Válter January 2006 (has links)
Este trabalho tem como objetivo analisar a aplicação de um eixo conector para semi-eixos homocinéticos, demonstrando as vantagens da aplicação do eixo monobloco tubular com camada cementada na parte externa e interna em relação a geometria tradicional , eixo maciço temperado por indução. As principais etapas de fabricação do eixo monobloco tubular, tais como, conformação por martelamento e conformação do entalhado serão apresentados e discutidos a sua viabilidade econômica. A matéria prima utilizada para fabricar o eixo monobloco tubular é tubo sem costura SAE 4130H, que será discutido principalmente com relação ao seu estado de fornecimento. No tratamento térmico de cementação e têmpera será verificado os parâmetros de controle de processo para atingir os valores especificados de dureza superficial, profundidade de camada e microestrutura. Por fim, será revisado os ensaios mecânicos de fadiga e torção estática para homologação do eixo monobloco tubular. Neste ponto será dada ênfase na origem da fratura e a forma da mesma.
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Comportamento mecânico de cilindros de carbono/epóxi processados por enrolamento filamentar para semieixos de transmissão

Stedile Filho, Paulo January 2016 (has links)
O semieixo automotivo é um componente usualmente metálico pelo qual o torque é transmitido do diferencial para as rodas do veículo. Diferentemente dos semieixos convencionais, os fabricados em materiais compósitos possuem algumas variáveis de projeto que devem ser levadas em consideração, como a orientação das fibras, a sequência de empilhamento, a espessura e o número de camadas. Neste trabalho, cilindros compósitos para aplicação em semieixos de transmissão foram processados por enrolamento filamentar com o objetivo de substituir peças em aço convencional por compósito laminado em fibra de carbono com matriz epóxi. Para tal, os parâmetros da aplicação do semieixo em compósito, como frequência natural, torque critico de flambagem e capacidade de transmissão de torque foram considerados. Foi realizado um ensaio preliminar de torção e foram selecionados três laminados: [±22/±45], [±89/±45] e [±45]2. Cilindros de carbono/epóxi foram fabricados pelo processo de enrolamento filamentar e ensaios de compressão radial e longitudinal dos cilindros foram realizados. Análises mecânicas foram realizadas por meio de abordagens analíticas e numéricas, sendo que a última foi baseada no método dos elementos finitos. Os resultados analíticos foram comparados com os numéricos e experimentais, apresentando uma boa correlação entre eles. O cilindro com o laminado [±45]2 apresentou o melhor desempenho de resistência sob torção. Para torque critico de flambagem, assim como em compressão radial e longitudinal, o laminado [±45]2 apresentou um desempenho satisfatório para a aplicação, apesar de não ser o melhor desempenho dentre os laminados. Conclui-se que o laminado [±45]2 é o que apresenta melhor desempenho, em geral e que a redução de massa do semieixo desenvolvido em compósito utilizando este laminado, em relação ao de aço é de 47%. / The automotive half shaft is usually a metallic-based component in which the torque is transmitted from the differential to the wheels. Unlike conventional half shafts, in composite half shafts there are several parameters to be improved, namely fiber orientation, stacking sequence, thickness and number of layers. In this study, composite cylinders for application in half shafts have been processed by filament winding in order to replace conventional steel parts by laminated composites with carbon fiber reinforced epoxy composites. For that, it must satisfy several parameters of the composite half shaft, such as critical speed, critical buckling torque and load carrying ability. A preliminary torsional test has been performed and three laminates were selected: [±22/±45], [±89/±45] and [±45]2. Carbon/epoxy cylinders were manufactured by filament winding process and radial and longitudinal compression tests were performed. Mechanical analysis has been accomplished by using analytical and numerical approaches, since the last one is based on the finite element method. Analytical results were compared with the numerical and experimental ones, presenting a good correlation between them. The cylinder [±45]2 has the best performance under torsional loading. For critical buckling torque, as well as radial and longitudinal compression, the laminate [±45]2 presented a satisfactory performance for the application, but not the best performance within the laminates. The main conclusion is that the laminate [± 45]2 has the best performance and the weight reduction of the composite half shaft developed using this laminate is of 47%, when compared to a steel-based shaft.

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