Análise termoelástica da desmontagem da união eixo-cubo com interferência transversal...

As análises termoelásticas das uniões eixo-cubo podem ser aplicadas a diversos tipos de cubos, como por exemplo, engrenagens, rotores, polias e luvas com ajustes interferentes. Conforme a geometria da peça montada no eixo, sua desmontagem pode não ser simples, como acontece com os rotores de bombas centrífugas. Devido à sua geometria complexa e por serem montados com interferência para suportar altos esforços solicitantes, sua desmontagem do eixo deve fornecer as condições necessárias, como calor e carga axial, para que seja possível retirar tal elemento sem riscar ou danificar quaisquer peças envolvidas. Neste trabalho foi utilizado o Método dos Elementos Finitos com auxílio do software ANSYS® para efetuar uma análise termoelástica transiente para se determinar as melhores condições de desmontagem do conjunto do problema proposto. Como resultado das simulações feitas, pôde-se traçar uma curva de temperaturas de aquecimento em função dos tempos de desmontagem, sendo possível se obter as condições para a desmontagem mais rápida do conjunto. Foram mostrados também nesse estudo os gradientes térmicos, deslocamentos nodais e tensões resultantes nas peças durante o processo de desmontagem. Portanto, foi possível determinar as melhores condições para desmontagem do conjunto e mostrar que o aquecimento uniforme das extremidades do disco é a maneira mais eficiente de se aplicar calor nesse processo.

Palavras-chave em Inglês

Shaft and hub connection
Finite Element Method.
Thermoelastic analysis.
Transient

Resumo em Inglês

Thermoelastic analysis of hub and shaft connections may be applied to many types of hubs, e.g. gears, rotors, pulleys and sleeves with interference fit coupling. According to geometry of the part assembled in the shaft, your disassembling could be complex, such as in centrifugal pumps rotors disassembly. Due to complex geometry involved and interference fit coupling to support high torques and stresses the disassembly should be done carefully, providing the necessary amount of heat and preload to pull such element without scratching or damaging any part involved. The Finite Element Method with ANSYS® Software support was used in this work to perform a transient thermoelastic analysis to determine the best conditions for disassembly the set of the problem. As a result of simulations, it was possible to trace a curve of heating temperatures as a function of disassembly times, it being possible to obtain the conditions for faster disassembly of the set. Have also been shown in this study the thermal gradients involved, nodal displacements and resulting stresses on the parts during the disassembly process. Therefore, it was possible to determine the best conditions for the disassembly of the set and show that uniform heating of the ends of the disc is the more efficient way to apply heat in the process.

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Data de Publicação

2014-04-30

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