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Tubagem

Boca de lobo em tubo: cálculo e gabarito

Em resumo

Uma derivação é a interseção de dois cilindros. Cada geratriz φ da derivação encontra o coletor em s(φ) = [√(Rc² − (e + r sin φ)²) − r cos φ cos β] / sin β; o seu comprimento a partir da ponta cortada a direito é g(φ) = L − s(φ), traçado num desenvolvimento com π × d de largura.

Cálculo

Exemplo calculado com os valores por defeito da ferramenta.

Dados

Coletor (tubo principal)
DN100 · 114,3 × 3,6 mm
Derivação
DN50 · 60,3 × 2,9 mm
Ângulo entre eixos
90°
Excentricidade dos eixos
0 mm
Montagem
Pousada
Altura da derivação a partir do eixo do coletor
150 mm
Superfície de traçagem
Exterior da derivação
Geratrizes
16 (a cada 22,5°)
Gabarito a imprimir
Corte da derivação

Resultado

Geratriz mais comprida
101,5 mm
Ø 114,3Ø 114,3L 150L 150Ø 60,3Ø 60,3Ø 114,3Ø 114,3L 150L 150Ø 60,3Ø 60,3
Desenho cotado do exemplo

Exemplo calculado

Todos os valores desta secção pertencem ao exemplo, calculado com os valores por defeito da ferramenta.

Outros resultados do exemplo

Geratriz mais curta
92,8 mm
Profundidade da boca de lobo
8,6 mm
Geratriz 1 (0°), calcanhar
92,8 mma partir da ponta em esquadria
Geratriz 2 (22,5°)
94,0 mma partir da ponta em esquadria
Geratriz 3 (45°)
97,0 mma partir da ponta em esquadria
Geratriz 4 (67,5°)
100,1 mma partir da ponta em esquadria
Geratriz 5 (90°)
101,5 mma partir da ponta em esquadria
Geratriz 6 (112,5°)
100,1 mma partir da ponta em esquadria
Geratriz 7 (135°)
97,0 mma partir da ponta em esquadria
Geratriz 8 (157,5°)
94,0 mma partir da ponta em esquadria
Geratriz 9 (180°), ângulo fechado
92,8 mma partir da ponta em esquadria
Geratriz 10 (202,5°)
94,0 mma partir da ponta em esquadria
Geratriz 11 (225°)
97,0 mma partir da ponta em esquadria
Geratriz 12 (247,5°)
100,1 mma partir da ponta em esquadria
Geratriz 13 (270°)
101,5 mma partir da ponta em esquadria
Geratriz 14 (292,5°)
100,1 mma partir da ponta em esquadria
Geratriz 15 (315°)
97,0 mma partir da ponta em esquadria
Geratriz 16 (337,5°)
94,0 mma partir da ponta em esquadria
Largura do gabarito (π × Ø ext.)
189,4 mm
Furo: comprimento ao longo do coletor
54,5 mm
Furo: largura desenvolvida
56,8 mm
  • Gabarito traçado no Ø exterior da derivação: chanfro depois conforme a EPS.

Cálculo detalhado

  1. Raios usados

    r = d / 2 ; Rc = D / 2 (posé)

    r = 30,15 mm ; Rc = 57,15 mm

  2. Contacto da geratriz φ

    s(φ) = [√(Rc² − (e + r sin φ)²) − r cos φ cos β] / sin β

    s(0°) = 57,15 mm ; s(90°) = 48,55 mm

  3. Comprimento da geratriz

    g(φ) = L − s(φ)

    150,0 − 57,15 = 92,8 mm (φ = 0°)

  4. Profundidade

    p = s max − s min

    57,15 − 48,55 = 8,6 mm

  5. Largura desenvolvida

    l = π × d

    π × 60,3 = 189,4 mm

Ordenadas do gabarito, ponto a ponto

N.ºÂngulo (°)Posição na volta (mm)Ordenada (a partir do ponto alto) (mm)Comprimento a partir da ponta em esquadria (mm)
10,000,00,092,8
222,5011,81,294,0
345,0023,74,197,0
467,5035,57,2100,1
590,0047,48,6101,5
6112,5059,27,2100,1
7135,0071,04,197,0
8157,5082,91,294,0
9180,0094,70,092,8
10202,50106,61,294,0
11225,00118,44,197,0
12247,50130,27,2100,1
13270,00142,18,6101,5
14292,50153,97,2100,1
15315,00165,84,197,0
16337,50177,61,294,0
πd 189,4πd 189,4p 8,6p 8,6πd 189,4πd 189,4p 8,6p 8,6
Planificação da derivação — Gabarito a enrolar na derivação, geratriz 1 no calcanhar; p = profundidade da boca de lobo.
L 54,5L 54,5l 56,8l 56,8L 54,5L 54,5l 56,8l 56,8
Furo no coletor (planificado) — L ao longo do coletor, l medida à volta dele (fita métrica). Gabarito à escala 1:1: escolha «Furo no coletor».

Como utilizar

  1. Escolha o coletor (tubo principal) e a derivação: diâmetro exterior e espessura.
  2. Introduza o ângulo entre eixos (30° a 90°), a excentricidade dos eixos (0 = eixos concorrentes) e a montagem: pousada ou penetrante.
  3. Introduza a altura da derivação, medida ao longo do seu eixo, do eixo do coletor à ponta cortada a direito.
  4. Escolha a superfície de traçagem (exterior da derivação, meio da parede ou interior) e o número de geratrizes (8, 12, 16, 24 ou 32).
  5. Leia a geratriz mais comprida.

Perguntas frequentes

Como se calcula uma boca de lobo?

Com r o raio da derivação, Rc o raio do coletor, β o ângulo entre eixos e e a excentricidade, a geratriz φ encontra o coletor em s(φ) = [√(Rc² − (e + r sin φ)²) − r cos φ cos β] / sin β. O seu comprimento a partir da ponta direita é g(φ) = L − s(φ), e a profundidade da boca de lobo p = s máx − s mín. Pousada: Rc é o raio exterior do coletor; penetrante: o seu raio interior.

O que dá uma boca de lobo de um tubo 60,3 num tubo 114,3?

Derivação pousada 60,3 × 2,9 a 90° num coletor 114,3 × 3,6, com 150 mm de altura: r = 30,15 mm, Rc = 57,15 mm. No calcanhar, s(0°) = 57,15 mm, logo a geratriz mede 150 − 57,15 = 92,8 mm; no flanco, s(90°) = 48,55 mm. Profundidade: 57,15 − 48,55 = 8,6 mm. O furo no coletor tem 54,5 mm de comprimento ao longo do seu eixo.

Como fazer o gabarito da boca de lobo no tubo?

O gabarito é o desenvolvimento da curva de interseção no exterior da derivação: largura l = π × d (189,4 mm para um Ø ext. de 60,3), com uma ordenada por geratriz. Enrola-se à volta da derivação, com a geratriz 1 no calcanhar. Com 16 geratrizes, um ponto a cada 22,5°; também pode escolher 8, 12, 24 ou 32.

Serve para derivações inclinadas e tubos diferentes?

Sim: introduza o ângulo entre eixos, de 30° a 90°, e os dois tubos, iguais ou diferentes. A geratriz 1 (0°) é o calcanhar, do lado do ângulo obtuso; a geratriz a 180° é o ângulo fechado, do lado agudo. Abaixo de 45°, o cálculo avisa que a soldadura do lado do ângulo fechado é de difícil acesso.

Traça-se no exterior ou no interior da derivação?

A superfície de traçagem é a superfície da derivação que encontra o coletor: o exterior por defeito, o meio da parede ou o interior. A curva calcula-se nesse diâmetro e depois passa-se para a circunferência exterior, onde o gabarito se enrola sempre. Numa derivação pousada traçada no exterior, o chanfro faz-se depois, conforme a EPS.

Limites

Resultados indicativos. A derivação não pode ser maior do que o coletor; a excentricidade é limitada para que a derivação fique sobre o coletor; uma derivação penetrante tem de caber no interior do coletor. Com diâmetros quase iguais, o corte fica vertical nos flancos e a montagem é delicada. Montagens pousada e penetrante: ASME B31.3, § 328.5.4.

Fontes

  • Intersection de deux cylindres : Géométrie : développé de la courbe d’intersection sur la circonférence extérieure du piquage
  • Piquage posé / pénétrant : ASME B31.3, § 328.5.4 et fig. 328.5.4D (raccordements de piquage soudés)

Atualizado · Editor: The Level Code

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