Sistema Biela Manivela

Unidade Campinas
Campus São José

Construção e Desenvolvimento de um Dispositivo, com Base na Dinâmica da Biela-Manivela,
Volante e Regulador de Velocidade
Autores: Bruno Barrios - Carla Heleno - Grazielle Pereira
Orientador: Prof. MSc Eng. Roderley Camargo / Prof. MSc. Sergio Zarpellon

Introdução: O mecanismo de transformação de movimento bielamanivela é um mecanismo emblemático da engenharia mecânica provavelmente dos mais utilizados devido à sua simplicidade e versatilidade. Usualmente associado à máquina a vapor de pistões, é ainda hoje muito utilizado em motores de combustão interna, compressores e outras máquinas. Este mecanismo é amplamente utilizado como forma de transformação de movimento de rotação em movimento linear (como, por exemplo, no compressor alternativo) ou vice-versa (como por exemplo, no motor de combustão interna). Os dois pontos mortos, nas posições extremas do pistão, são ultrapassados com a instalação de um volante de inércia, no eixo da manivela.
Objetivos: Realizar a projeção de um mecanismo contendo:
Biela-manivela, volante e regulador(Watt/Porter). Expondo a transformação do movimento de rotação em movimento linear alternativo e vice-versa.

Figura 1 – DCL Biela-Manivela e Regulador Watt

Metodologia: De acordo com a teoria ministrada em sala acompanhada da apostila “Dinâmica das máquinas” do Prof.
MSc. Eng. Roderlei Camargo realizamos os estudos do sistema acima mencionado. Nos cálculos utilizamos o software Excel para definir posição, velocidade e aceleração do sistema em relação ao ângulo da manivela, já os outros resultados foram obtidos manualmente manipulando as fórmulas.

Discussão de Resultados: Conforme Shames (2009), os movimentos de um sistema biela-manivela são constituídos da rotação da manivela, da translação do pistão e do composto
(rotação + translação) referente ao componente individual da biela. Para controlar a velocidade deste conjunto, há que se ter um regulador, que neste