Questões de Concurso Sobre elementos de máquinas em engenharia mecânica

Chaveta é uma parte da máquina que transmite torque entre o eixo e um cubo. Uma chaveta paralela medindo 10 x 8 x 250 mm (largura x altura x comprimento) está submetida a uma força de cizalhamento de 100 kN. A tensão de cizalhamento existente na chaveta é:

Numa árvore de transmissão, existe uma engrenagem e um pinhão com diâmetros de 150 mm e 40 mm, respectivamente. Quando, no pinhão, a velocidade angular for igual a 15000 rpm e o torque igual a 50 N.m, os valores aproximados da velocidade angular e o torque de saída na engrenagem, respectivamente, serão iguais a:

Considere duas engrenagens acopladas e que todas as médias envolvidas são dadas em milímetros. Sabendo que 60 é o número de dentes da engrenagem A e o da engrenagem B é 150 e que o módulo da engrenagem B é 4, a distância entre seus centros é igual a: 

O diâmetro menor do parafuso para uma rosca de diâmetro externo de 8 mm e passo de 1 mm é, aproximadamente, igual a:

Um técnico necessita de um dispositivo de redução de velocidades – que ocupe o menor espaço possível – para ser utilizado dentro de um sistema de transmissão de potência. Assinale a alternativa que indica um mecanismo em que esse dispositivo pode se basear.

Desbalanceamento é a perturbação gerada na movimentação de rotores pela não coincidência do eixo principal de inércia com o eixo de rotação do rotor. O objetivo do balanceamento de rotores é reduzir essa condição a um nível em que o funcionamento da máquina rotativa não seja impactado negativamente. A esse respeito, analise as afirmativas abaixo e assinale a alternativa correta.
I. Se a distribuição de massa no corpo do rotor for uniforme, as componentes da força de inércia centrífuga atuando sobre direções radiais diferentes se cancelam e não há deslocamento do centro de massa do rotor em relação ao eixo de rotação. Nesse caso, o rotor se encontra balanceado.
II. Algumas possíveis causas de desbalanceamento de um rotor são existência de vazios, furos e porosidade decorrentes do processo de fabricação, tolerâncias dimensionais radiais exageradas entre o eixo do rotor e o mancal, rasgos de chaveta mal dimensionados, presença de danos gerados por corrosão, cavitação ou desgaste após prolongado tempo de operação.
III. A operação de um equipamento com um rotor desbalanceado leva à indução de vibrações que podem causar danos nos mancais de sustentação e nos demais componentes da máquina.
IV. Se uma massa excêntrica se encontra em uma posição radial deslocada em relação ao eixo de rotação, surge uma força de inércia independente da velocidade angular do rotor, gerando o seu desbalanceamento.
V. A adição de grandes massas em pontos específicos de grandes rotores para corrigir um desbalanceamento estático resulta em aumento dos esforços sobre a estrutura do rotor e nos apoios, os quais podem comprometer a integridade estrutural da máquina. 

Com relação à concentração de tensões, considere um eixo escalonado, como o apresentado no gráfico da figura abaixo, que possui D1 = 20 mm, D2 = 40 mm e raio de concordância R = 1 mm.

(Adaptado de: GERE, J. M.; GOODNO, B. J. Mecânica dos materiais. São Paulo: Cengage Learning, 8.ed., 2017)

Se o eixo está sujeito a uma carga de tração de 31,4 kN, a tensão normal máxima atuante nesse eixo é, em MPa, aproximadamente, 

Considere as três figuras apresentadas abaixo (1, 2 e 3), referentes às simbologias normalizadas em sistemas industriais.

A figura

As baterias de automóveis apresentam uma solução aquosa de ácido sulfúrico e algumas placas de metais. Um laboratório recebeu uma amostra de 50 mL de uma solução de bateria da qual foi coletada uma alíquota de 15 mL. Sabendo que essa solução de ácido sulfúrico apresenta 2 mol/L, o volume, em mililitros, de hidróxido de sódio 1,5 mol/L para a neutralização completa, é de: 

O Aço Hardfield, um aço-manganês austenítico, inventado por Sir Robert Abbott Hardfield em 1882, caracteriza-se por possuir elevados índices de carbono (C) (0,7 – 1,45%) e de manganês (Mn) (11 – 15%), podendo ainda apresentar adição de cromo, cobre e níquel. Possui elevada dureza e resistência ao desgaste, sendo indicado para aplicações bem específicas, como fabricação de mandíbulas de britadores. A elevada dureza desses aços se deve à austenita ser pouco estável e ao fato de eles, em condições onde ocorra encruamento, quando colocados em serviço, poderem ser tornados martensíticos (martensita induzida).
Um jovem engenheiro, ao tomar conhecimento desse tipo de aço, convenceu a empresa na qual trabalha a reforçar as pás das retroescavadeiras com grossas lâminas de aço Hardfield. Para sua surpresa, elas se desgastaram numa velocidade assustadora. Marque a alternativa que apresenta o motivo mais provável desse desgaste. 

“Um sistema mecânico em vibração com 1 grau de liberdade deve ser montado utilizando duas molas iguais. Desprezando-se qualquer efeito dissipativo, a associação das molas de modo a diminuir o período natural de vibração do sistema deve ser feita em _______, porque período é inversamente proporcional à rigidez sistema e a rigidez equivalente; dessa forma, é __________ do que a rigidez individual das molas.” Assinale a alternativa que completa correta e sequencialmente a afirmativa anterior.

Quando um rotor apresenta uma massa excêntrica ou desbalanceada, a vibração produzida pode ultrapassar os níveis aceitáveis para operação do equipamento. Sobre o desbalanceamento de máquinas rotativas, assinale a afirmativa correta.

Para projetos de peças que devem se acoplar terem um certo movimento relativo ou mesmo uma fixação permanente é necessário o estudo de tolerâncias e ajustes. O ajuste mecânico é o modo de se conjugar duas peças introduzidas uma na outra. Através do ajuste pode-se assegurar que as peças acopladas terão movimento relativo entre si, ou estarão firmemente unidas. É a relação resultante da diferença, antes da montagem, entre as dimensões dos dois elementos a serem montados. No projeto são recomendados alguns preceitos teóricos práticos. NÃO representa um desses cuidados técnicos para a escolha de um ajuste: