Natal Pasqualetti Neto*

 

 

Nos meus descritivos técnicos, eu procuro não me aprofundar tecnicamente a fim de que o máximo de pessoas possam conhecer um pouco do universo das máquinas e equipamentos para estampagem de metais. Dessa forma, este descritivo não entra em detalhes, mas indica o caminho para os técnicos e engenheiros interessados no cálculo estrutural.

 

Nas prensas para estampagem, como já comentei em descritivos anteriores, temos que dimensionar a mesa para que ela suporte a carga e para que a deflexão seja limitada conforme a precisão das ferramentas a serem instaladas na prensa.

 

De forma geral, nas prensas para estampagem de metais, considera-se que a carga está distribuída em pelo menos 2/3 da área útil da mesa, e que ela tenha uma deflexão máxima de 0,125 mm/m. Lembrando que as ferramentas de maior precisão requerem uma deflexão ainda menor.

 

Análise de uma carga distribuída.

 

 

 

Observem que o momento fletor da carga distribuída em uma viga biapoiada é uma curva.

 

Eu particularmente sempre fui fascinado pela geometria e matemática e, se a estrutura fosse construída seguindo os esforços que ela tem de suportar, ela teria similaridade com o diagrama de momento fletor.

 

 

 

Resistência de estruturas à flexão

 

A resistência ao momento fletor depende da geometria da estrutura. Se fizermos um corte transversal na estrutura, a figura encontrada deve ser alta e ter a maior parte da massa afastada do centro.

 

No dia a dia, sobretudo no que se refere às estruturas metálicas da construção civil, um dos perfis mais conhecidos é a “Viga I”. 

 

 

Observem que as massas (abas) estão afastadas do centro. São as abas que proporcionam a resistência à flexão. A alma da viga é apenas a estrutura de sustentação das abas.

 

 

 

Portanto, quanto mais alta for a viga e quanto mais as massas estiverem afastadas do centro, maior será a resistência à flexão.

 

Um erro que vejo muito, em se tratando de estruturas de mesa, é o aumento da espessura das chapas verticais (equivalentes a alma - ver figura da viga) com o objetivo de aumentar a resistência à flexão. As chapas verticais são apenas a ligação entre as chapas horizontais da parte superior e inferior da mesa (abas da viga - ver figura da viga) e não são as responsáveis diretas pela resistência à flexão. as chapas verticais têm que ser dimensionadas para ter resistência suficiente na sustentação das chapas superiores e inferiores (abas da viga).

 

NOTA: As chapas verticais, por serem mais esbeltas, estão sujeitas à flambagem. Assim, se faz necessário analisar a necessidade de uso de nervuras de reforço.

 

 

Torção da estrutura

 

Eu considero a parte da torção o fator principal para a definição do perfil ideal a ser adotado na mesa da prensa. Eu, em particular, guardo comigo a minha apostila de torção da época da faculdade, a qual contém toda a teoria a respeito e, inclusive, o estudo da geometria dos diversos perfis.

 

 

Primeiro vamos analisar os casos abaixo, tomando como base um perfil bem simples, uma viga de perfil retangular. Esta viga está engastada e vamos aplicar uma carga em sua extremidade.

 

Caso 1: Na viga da figura a seguir, vamos aplicar uma carga no centro, na direção do centro de torção da viga.

 

NOTA: Como a figura é simétrica, o centro de força coincide com o baricentro.

 

 

 

Podemos observar que pelo fato de a carga estar na direção do centro de torção, haverá apenas a flexão da viga.

 

Caso 2: Na viga da figura abaixo, vamos aplicar uma carga em uma direção fora do centro de torção da viga.

 

 

Neste caso, além da flexão temos também a torção na viga. Isso significa que teremos tensões compostas atuantes na viga.

 

Agora vou apresentar um perfil e deixo uma pergunta.

Pela intuição, onde vocês pensam que é o centro de torção do perfil da figura abaixo?

 

 

Neste perfil, chamado de “U” ou “C”, ao contrário do que indica nossa intuição, o centro de torção fica fora da figura.

 

 

Disso conclui-se que um ótimo perfil para a mesa da prensa são dois perfis C, conforme figura abaixo.

 

 

Além de eliminar/minimizar a torção, temos as massas (abas) afastadas do centro com alta resistência à flexão. Além disso, o espaço entre os perfis permite a coleta de retalhos de metais que ali caem.

 

 

 

 

 

 

 

*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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