Análise de um fusível mecânico utilizado em laminadores de aço

Abstract

Fusíveis mecânicos são elementos de sacrifício utilizados como dispositivos de segurança em prol da integridade dos demais componentes de um sistema mecânico. A principal função desses elementos é evitar a quebra dos cilindros de laminação quando submetidos a esforços acima do limite admissível de tensão do material dos quais esses são fabricados. A sobrecarga espontânea durante o processo fabril é a principal razão para aplicar estes elementos de sacrifício em laminadores. O presente trabalho investiga o comportamento dos fusíveis mecânicos sob esforços em estruturas laminadores de aço e analisando suas características geométricas segundo a teoria da mecânica da fratura. Análises analíticas e numéricas foram realizadas nesse estudo tanto com geometrias simplificadas quanto com geometrias reais comumente aplicadas em fusíveis mecânicos, segundo situações operacionais de laminação. Por fim, os resultados numéricos e analíticos são discutidos segundo o problema abordado.

Safety mechanical elements are designed to collapse after a certain amount of force due mechanical load from machinery operation on its assuredness behalf. The main function of a notched mechanical fuse is to protect the cylinders machining of the roll process and all the other mechanical parts before a maximum tension is applied. This work aims to investigate the behavior of those elements applied on steel rolling mills and analyze its geometrical characteristics supported by the linear elastic fracture mechanics theory. Analytical analysis and also numerical approaches were developed in the study under simplified and also realistic geometries normally used for safety notched mechanical fuses. Furthermore, the numerical and analytical results are discussed.