Natal Pasqualetti Neto*

 

Devido ao princípio de funcionamento do mecanismo de acionamento, a “força nominal” da prensa mecânica excêntrica só pode ser utilizada quando o martelo está próximo do PMI (ponto morto inferior).  

 

 

Ao se aproximar do PMI (ponto morto inferior), a força tende para o infinito, o que leva à necessidade de um sistema de proteção contra sobrecarga. O sistema de proteção contra sobrecarga limita a força da prensa, não deixando que essa exceda a força nominal. 

 

 

Para analisar a força de uma prensa excêntrica, a primeira coisa que devemos lembrar é que força é uma grandeza vetorial. Isso significa que, além da intensidade, ela tem direção e sentido.

 

 

Matematicamente, quando colocamos isso em um diagrama, vamos chegar ao exemplo mostrado abaixo.

 

 

No diagrama, a curva com cor azul representa a força útil admissível devido à posição do martelo. Caso esta força seja excedida em qualquer ponto, poderá ocorrer dano/quebra da prensa, pois a carga nos componentes e na estrutura estará acima do que foi dimensionado no projeto.

 

Nesta análise de força vou destacar dois pontos críticos que podem levar a danos e/ou à quebra da prensa:

 

1 - Antes do ponto de aplicação da força nominal como, por exemplo, 12 mm antes do PMI (mostrado no gráfico acima), não é permitido aplicar a força nominal da prensa. Observem que em ângulo de 120° a força útil admissível é aproximadamente metade da força nominal. Se a prensa tiver força de 600 toneladas e em ângulo de 120° for aplicada uma força de mais de 300 toneladas, isso significa que poderá ocorrer dano/quebra da prensa.

É importante observar que neste caso o sistema de proteção contra sobrecarga não irá atuar, pois este sistema é regulado para a força nominal da prensa. Nas estamparias ocorrem muitas quebras de prensas nesta situação e os usuários não compreendem o motivo, pois sabem que a prensa estava abaixo da força nominal e que o sistema de proteção contra sobrecarga não atuou;

 

2 - A partir do ponto de aplicação da força nominal, ou seja, 12 mm antes do PMI (no gráfico anterior), se ocorrer o impedimento do fechamento da ferramenta devido à, por exemplo, regulagem de altura incorreta, alimentação de chapa dupla etc., a força vai para o infinito, podendo causar danos/quebra da prensa. Por este motivo, temos o sistema de proteção contra a sobrecarga que alivia a força e interrompe o comando da prensa, antes que algo sério aconteça.

Não esqueçam, a força de uma prensa mecânica excêntrica é infinita. Quando o usuário diz que uma prensa mecânica está sem força, isso é falso. Na realidade ela está sem energia.

 

Hoje em dia é muito comum o uso de medidores de força (strain gage) nas prensas, para monitorar o processo. Na maioria dos medidores de força é programada a força máxima requerida pela ferramenta.

 

 

 

É importante saber que existem medidores de força mais sofisticados em que é possível programar todo o diagrama de força da prensa, de forma a monitorar a força durante todo o curso do martelo.

 

Com relação à subida do martelo, a força existente é a do agarramento da ferramenta após a conformação da peça. De forma geral, esta força equivale a 10% do valor da força de prensagem.

 

 

 

 

 

*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.

Blog do Natal Tudo sobre prensas

---