Simulação das distorções de uma engrenagem durante o processo de têmpera por indução

Abstract

O presente trabalho avalia as distorções (deformações) que ocorrem em uma engrenagem durante o processo de têmpera por indução em um ambiente virtual (simulação). O estudo realizado envolve a modelagem do conjunto de fixação da engrenagem no equipamento com a ferramenta da Autodesk Inventor® para posterior avaliação do processo de têmpera, incluindo os ciclos de aquecimento e resfriamento, no software Ansys®. Uma vez determinados os parâmetros do processo de têmpera e simulado todo o ciclo, é realizada uma avaliação na engrenagem, e as diferenças entre os valores das dimensões antes e após o processamento (deformações) são computadas e comparadas com resultados obtidos experimentalmente. A partir das validações do modelo hipóteses são avaliadas com o objetivo de obter um menor valor para essas deformações e um menor consumo energético durante o processamento sem comprometer as especificações do produto. O sistema avaliado é uma indutora com 125kW e 30kHz. O indutor é feito de uma liga de cobre e os dispositivos que fixam a engrenagem no equipamento são de aço inoxidável. Foram realizados estudos de otimização topológica para definir a melhor geometria dos dispositivos de fixação que resultam na melhor distribuição de calor ao longo da engrenagem, garantindo que ele esteja em conformidade com as especificações definidas em projeto. Os resultados obtidos neste trabalho indicam que o modelo desenvolvido consegue prever as deformações do furo central da coroa com uma diferença de 6,3% em comparação aos resultados experimentais. Ainda, o modelo pode ser usado para testar hipóteses de variação de parâmetros, de forma a obter um menor valor de deformação e condições de processo que resultem em menor consumo de energia.