Desenvolvimento do projeto mecânico conceitual e dimensionamento de elementos estruturais de um refrigerador magnético compacto

Abstract

No presente trabalho são apresentadas as etapas de projeto informacional, conceitual e preliminar do conjunto de cilindros concêntricos que possuem movimento relativo de rotação e suportam ímãs permanentes e regeneradores magnéticos ativos (RMA's) de um refrigerador magnético compacto para temperaturas próximas a ambiente. Buscou-se a melhor concepção que atendesse às especificações de projeto que foram surgindo, por meio da elaboração de diversas alternativas que foram aprimoradas e avaliadas ao longo da etapa de desenvolvimento dos conceitos. Para tornar a tecnologia economicamente viável, possibilitando sua concorrência com as tecnologias já existentes, se deve ter um projeto mecânico que proporcione dimensões reduzidas e também baixas perdas de potência por atrito, além de uma variação suficientemente intensa de campo magnético sobre os RMA's. Foram feitas análises de tensões, utilizando métodos clássicos, em alguns elementos de máquina para o desenvolvimento do sistema de transmissão, de movimento do conjunto, e de suporte (viga cilíndrica axial, conjunto polias-correia e rolamentos). O projeto detalhado de uma das concepções está sendo elaborado para permitir a construção de protótipo.

In the present work the stages of informational, conceptual and basic design of the set of concentric cylinders (with relative rotational movement) that support permanent magnets and active magnetic regenerators (AMR’s) of a magnetic refrigerator to near ambient temperatures are presented. It was sought the best design meeting the requirements that were emerging, through the elaboration of several alternatives that were improved and evaluated during the development of concepts. To make the technology economically viable, enabling its competition with existing ones, a mechanical design providing reduced friction power loss, as well as a sufficiently intense magnetic field on the regenerators was demanded. An analysis of tensions (using classical methods) in some machine components was performed for the development of the system of transmission of movement to the assembly and its bearings (axial cylindrical beam, pulleys-belt assembly and ball bearings). The fabrication drawings are being produced to allow the construction of a prototype.