Natal Pasqualetti Neto*

 

 

Ao contrário do que muitos usuários imaginam, a força de prensagem de uma prensa não é suportada pelo piso do parque fabril.

 

Quando uma prensa grande de estampagem está em operação, a força de prensagem atua dentro da estrutura da máquina. O martelo aplica uma força sobre a mesa e esta reage com uma força contrária à do martelo (terceira lei de Newton):

 

• 3ª Lei de Newton – lei da ação e reação: para toda a força de ação que é aplicada a um corpo, surge uma força de reação em um corpo diferente. Essa força de reação tem a mesma intensidade da força de ação e atua na mesma direção, mas em sentido oposto.

 

 

No caso de uma estrutura de corpo único, fundida ou soldada, a força será suportada pela própria estrutura, e no caso de a estrutura contar com tirantes, a força será suportada pelos mesmos.

 

Para a construção da fundação devemos levar em conta o peso total da máquina/equipamento e as cargas geradas pelas massas em movimento, neste caso, a massa do martelo com a ferramenta.

 

Para exemplificar, vamos analisar o caso de uma prensa mecânica excêntrica, com movimento seno-cosseno.

 

 

 

Carga dinâmica gerada na operação normal da prensa

 

Sequência de movimento do martelo:

 

• O martelo está parado no PMS (Ponto Morto Superior);

 

• Ao engatar a prensa, o martelo é acelerado para baixo, gerando uma força para cima, contrária ao peso da prensa;

 

• Em ângulo de 90° o martelo obtém a velocidade máxima;

 

• De 90° até o PMI (Ponto Morto Inferior), o martelo sofre uma desaceleração para a parada no PMI (Ponto Morto Inferior). Essa desaceleração gera uma força para baixo, somando-a ao peso da prensa;

 

• No PMI (Ponto Morto Inferior) acontece a parada momentânea do martelo para inversão do sentido de movimento;

 

• No início da subida, até o ângulo de 270°, o martelo é acelerado, gerando uma força para baixo, somando-a ao peso da prensa;

 

• Em ângulo de 270° o martelo obtém a velocidade máxima;

 

• De 270° até o PMS (Ponto Morto Superior) o martelo sofre uma desaceleração para que ocorra a sua parada no PMS (Ponto Morto Superior). Essa desaceleração gera uma força para cima, contrária ao peso da prensa;

 

• E finalmente ocorre a parada no PMS (Ponto Morto Superior).

 

 

Sabemos que força é a massa vezes a aceleração:

F = m . a

 

Se calcularmos a desaceleração máxima na descida antes da parada no PMI e a máxima massa em movimento (martelo + ferramenta), iremos obter a carga dinâmica.

 

 

Carga dinâmica gerada na frenagem de emergência

 

Uma outra situação que pode ocorrer é a de frenagem de emergência. A situação mais crítica é a frenagem na descida, em 90°, quando o martelo se encontra na velocidade máxima.

 

Na situação de uma frenagem de emergência, a desaceleração é muito grande e o tempo de parada da velocidade máxima até 0 é de aproximadamente 250 milissegundos. Essa carga dinâmica é a mais crítica e vai se somar ao peso da prensa.

 

Tudo o que foi mencionado acima foi para entender as cargas atuantes no piso do parque fabril. O cálculo dessas cargas é uma responsabilidade do fabricante da prensa e não devemos nos preocupar, pois na entrega da máquina o fabricante irá fornecer os valores das cargas estática e dinâmica para a construção da fundação.

 

De forma geral, os fabricantes de prensas grandes de estampagem costumam fornecer os seguintes valores de cargas para a construção da fundação:

 

• Carga estática = peso da máquina;

 

• Carga estática + dinâmica = 1,5 vez o peso da máquina (montagem com isoladores);

 

• Carga estática + dinâmica = duas vezes o peso da máquina (montagem sem isoladores).

 

 

 

 

 

 

 

Natal Pasqualetti Neto é engenheiro mecânico pós-graduado em Automação Industrial pelo Centro Universitário FEI (São Bernardo do Campo, SP). Sócio Proprietário da NATAL Treinamento e Consultoria – www.natal.eng.br.

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