Provas

Peças fundidas tendem a apresentar porosidade, segregação e inclusões, além de grão grosseiro, o que reduz a resistência à fadiga e ao impacto. Eixos de transmissão automotivos, sujeitos a cargas cíclicas, são normalmente forjados ou usinados a partir de barras laminadas ou trefiladas. A simplicidade e o baixo custo não compensam essas limitações quando a resistência mecânica é exigida.

O forjamento refina o grão e orienta o fluxo de fibras segundo a geometria da peça, o que melhora a resistência à fadiga e ao impacto. A laminação produz barras com fibras alinhadas ao eixo longitudinal e propriedades diferentes. Assim, a escolha do processo afeta diretamente o desempenho mecânico do eixo.

O micrômetro garante a precisão dimensional dos diâmetros. O relógio comparador, com o eixo apoiado entre centros, permite verificar a excentricidade, o batimento (circular), a circularidade e a concentricidade entre seções. Desvios nesses parâmetros causam desbalanceamento, vibração e desgaste prematuro, e por isso são controlados.

Rugosidade superficial é uma característica micrométrica da textura (Ra, Rz) e exige instrumento específico, como o rugosímetro, ou comparação com padrões de rugosidade. Paquímetro e régua medem apenas dimensões lineares, com resolução insuficiente para avaliar a textura. Em sedes de rolamento, também se controlam tolerâncias dimensionais e geométricas, além do acabamento.

O aço SAE 1020 tem menor resistência à tração e menor limite de fadiga que o SAE 1045. Para manter a confiabilidade com a mesma carga, o fator de segurança teria de ser aumentado, ou a seção, redimensionada. É o raciocínio do gabarito.

Garantir 99% de confiabilidade exige tratar a variabilidade da resistência por análise estatística, por exemplo com o fator de confiabilidade kc de Marin, ou por ensaios. Escolher livremente um fator de segurança não assegura uma confiabilidade quantificada. O item está errado.

A redução do fator de segurança depende do critério de falha, da incerteza das cargas e das consequências da falha. Em ponte rolante, que içam cargas, não se pode reduzir arbitrariamente o fator pela metade. O item está errado.

O acabamento polido aumenta o fator de superfície (ka) de Marin e, com isso, o limite de resistência à fadiga corrigido. Com maior resistência, pode-se admitir fator de segurança menor para o mesmo nível de risco. Esse é o raciocínio do gabarito.

Rolamentos autocompensadores de esferas ou rolos aceitam desalinhamentos angulares do eixo. Em geral, isso vem com menor capacidade de carga dinâmica que a de rolamentos rígidos equivalentes. O item está correto.

O dimensionamento do freio deve considerar a energia a dissipar, incluindo a massa total (plataforma e carga) e as inércias rotativas de motor, polias e eixos, além do torque estático necessário para segurar a carga. Ignorar a inércia do sistema torna o item errado.

A seleção apenas por carga estática é comum para rotações muito baixas ou movimentos oscilantes. Aqui, porém, o eixo gira continuamente e há requisito de 10.000 h de vida, que se verifica com a carga dinâmica (vida L10). Por isso a afirmação de que bastaria a carga estática está errada.

A potência para elevar a carga é P = m·g·v = 300 × 9,81 × 0,15 ≈ 441 W, ou seja, cerca de 0,44 kW. Mesmo com perdas na transmissão por correia e nos mancais, o motor de 1,5 kW tem folga ampla. O item está correto.

Em correias trapezoidais, o tensor é posicionado no ramo frouxo, onde a tensão é menor, o que reduz o desgaste e aumenta a vida útil, mesmo exigindo guias mais complexas. O item está correto.

A qualidade do ar comprimido depende de pressão, vazão e do teor de particulados, óleo e água. Conforme o gabarito oficial, o item é considerado certo, ainda que a temperatura costume influir na umidade e no desempenho dos equipamentos.

Para atender todos os dispositivos, a pressão mínima no reservatório deve ser suficiente para o dispositivo de maior pressão operacional, além das perdas. Pressões menores nos demais equipamentos são obtidas com reguladores. Dizer que a mínima equivale à do dispositivo de menor pressão torna o item errado.

Vazão de 3,6 L/min a 1.000 rpm, pressão de 220 a 250 bar e fluido óleo hidráulico caracterizam uma bomba volumétrica, como a de engrenagens, aplicada em unidades hidráulicas. Bombas centrífugas multiestágio têm vazões altas e operam com água, sem vazão proporcional à rotação nessa ordem de pressão e deslocamento.

As irreversibilidades internas na expansão são contabilizadas pela eficiência isentrópica, que é a razão entre o trabalho (queda de entalpia) real e o isentrópico. Valores típicos de turbinas ficam entre 0,7 e 0,9. O item está correto.

Nas turbinas a vapor, a conversão de entalpia em energia mecânica ocorre por impulso (turbinas de impulso, em que a expansão se dá nos bocais fixos) ou por reação (expansão também nas pás móveis). Associar o princípio do impulso a turbinas de reação é incorreto, e por isso o item está errado.

No ciclo regenerativo, parte do vapor é extraída da turbina para pré-aquecer a água antes da bomba/caldeira. Com isso, o calor passa a ser fornecido a temperatura média mais alta, reduzindo a irreversibilidade na troca de calor com a fonte. O ciclo se aproxima do de Carnot, conforme o gabarito.