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MANUAL Nº 10

Intersecções e Planificações Desenho de:

Intersecções Sólidos com Planos e Sólidos com Sólidos Esta Publicação é propriedade do GICEA, Gabinete de Gestão de iniciativas comunitárias.

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Sub-Projecto :

Módulo nº. : Designação :

Curso : Horas prevista : 30

OBJECTIVOS

CONTEÚDOS

FICHA DE PLANIFICAÇÃO MODULAR

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1. Explicar os conceitos de planificação e de intersecção de sólidos2. Utilizar os métodos geométicos auxiliares da geometria descritiva - mudanças de plano, rotações e rebatimentos - na determinação da verdadeira grandeza de segmentos de recta3. Dar exemplos de sólidos planificáveis e não planificáveis4. Efectuar a planificação de sólidos - prisma regular, pirâmide regular, cilindro e cone5. Descrever a natureza das secções produzidas em sólidos por planos6. Determinar a secção produzida por um plano em poliedros - prismas e pirâmides7. Determinar a secção produzida por um plano em cones e cilindros, aplicando o método adequado8. Efectuar a planificação de sólidos seccionados: tronco de prisma regular, tronco de pirâmide, tronco de cilindro e tronco de cone9. Determinar a intersecção entre dois sólidos, aplicando o método adequado

1. Explicação dos conceitos de planificação e de intersecção de sólidos2. Utilização dos métodos geométicos auxiliares da geometria descritiva - mudanças de plano, rotações e rebatimentos - na determinação da verdadeira grandeza de segmentos de recta3. Exemplos de sólidos planificáveis e não planificáveis4. Efectuar a planificação de sólidos - prisma regular, pirâmide regular, cilindro e cone5. Descrição da natureza das secções produzidas em sólidos por planos6. Determinação da secção produzida por um plano em poliedros - prismas e pirâmides7. Determinação da secção produzida por um plano em cones e cilindros, aplicando o método adequado8. Efectuar a planificação de sólidos seccionados: tronco de prisma regular, tronco de pirâmide, tronco de cilindro e tronco de cone9. Determinação da intersecção entre dois sólidos, aplicando o método adequado

Intersecções e Planificações

11 - Desenho Técnico

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ACTIVIDADES

AVALIAÇÃO

MATERIAIS / RECURSOS

Rectro-projector

Data O Formador

Desenho de intersecções de sólidos/planos e sólidos/sólidos

Análise dos trabalhos realizados.Dados referentes à participação.

PUBLICO ALVO

Sala de desenho com equipamento tradicional a definir no módulo 4.

· Alberto C. Ornelas, José V. Ribeiro, Manuel C. Silva, “Desenho e Geometria Descritiva, Desenho Técnico”, Edições Asa· Veiga da Cunha, “Desenho Técnico”, Fundação Calouste Gulbenkian· Oscar Soares e Luis Filipe Carvalho, “Desenho e Geometria Descritiva - 12º”, Texto Editora· Moreira de Sousa, “Geometria Descritiva - 11º ano”, Plátano Editora· Guilherme Ricca, “Geometria Descritiva - Método de Monge”, Fundação Calouste Gulbenkian

Formadores da área Do Desenho Técnico

BIBLIOGRAFIA

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Índice Introdução - Conceitos......................................................................................2 Planificações....................................................................................................2 Intersecções....................................................................................................4 Métodos Geométricos Auxiliares.........................................................................5 Objectivo ........................................................................................................5 Mudanças de Plano...........................................................................................5 Mudança do Plano Vertical de Projecção ..............................................................6 Mudança do Plano Horizontal de Projecção ..........................................................7 Determinação da V.G. de um segmento, através de mudança de plano..........................................................................................................8 Rotações.......................................................................................................10 Rotações em torno de um Eixo Vertical .............................................................10 Rotações em torno de um Eixo de Topo ............................................................12 Rebatimentos ................................................................................................13 Rebatimento do Plano Vertical sobre ? 0 ............................................................14 Rebatimento do Plano Vertical sobre ? 0 ...........................................................15

Rebatimento do Plano de Topo sobre ? 0 ..........................................................16

Rebatimento do Plano de Topo sobre ? 0 .........................................................17 Planificação de Sólidos....................................................................................19 Sólidos planificáveis e não planificáveis.............................................................19 Prisma Regular ..............................................................................................20 Pirâmide Regular............................................................................................21 Cilindro.........................................................................................................22 Cone ............................................................................................................23 Intersecção de Sólidos com Planos ...................................................................24 Secções de sólidos .........................................................................................24 Prisma..........................................................................................................25 Pirâmide .......................................................................................................26 Cone ............................................................................................................27 Secções planas do cone de revolução................................................................27 Métodos de determinação das secções planas do cone ........................................28 Método dos planos paralelos à base do cone......................................................29 Método dos planos projectantes contendo o vértice e as geratrizes......................................................................................................32 Cilindro.........................................................................................................34 Planificação de sólidos seccionados...................................................................35 Tronco de Prisma Regular................................................................................35 Tronco de Pirâmide.........................................................................................37 Tronco de Cilindro ..........................................................................................39 Tronco de Cone..............................................................................................40 Intersecção de Sólidos com Sólidos ..................................................................42 Método Geral.................................................................................................42 Cone com Cilindro ..........................................................................................43 Cilindro com Cilindro.......................................................................................44

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Introdução - Conceitos

Planificações

Planificar um sólido é fazê-lo coincidir com um plano, como se se 'desenrolasse' o mesmo.

A figura abaixo ilustra o conceito: depois de 'aberta', a superfície do cone foi planificada, coincidindo num mesmo plano. Como adiante se verá, a planificação da superfície lateral do cone é um sector circular e a da base é um círculo.

Fig.01

Quando desenhada num suporte, como chapa metálica ou cartão, a planificação, depois de convenientemente dobrada, permite a obtenção de um corpo oco de forma e tamanho iguais aos do sólido.

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Por exemplo, dobrando a planificação de um prisma pelas suas arestas, como mostra a figura, reconstitui-se o mesmo.

Fig.02

A planificação é muito utilizada no desenho de trabalhos a executar em chapa metálica. Nestes casos, devem incluir-se sobrelarguras para abas de ligação na chapa a cortar. Estas abas são dimensionadas para permitir a soldadura ou outra técnica de ligação.

As planificações devem ser desenhadas de forma a conseguir a maior economia possível de material e mão-de-obra. A sua disposição deve ser a que maximiza a área útil da chapa (ou de outro suporte) a cortar. Igualmente, devem escolher-se para arestas de ligação as menores, economizando na ligação - geralmente soldada ou rebitada.

Para planificar um sólido, do qual se conhecem duas ou mais projecções, é necessário conhecer a verdadeira grandeza das suas arestas.

Ora, verifica-se, muitas vezes, as projecções não representarem o sólido em verdadeira grandeza, pelo que se torna necessário utilizar um dos métodos geométricos auxiliares da Geometria Descritiva. Foi esta a razão que levou à inclusão, neste manual, de um capítulo dedicado ao tema.

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Intersecções

Intersecções de sólidos são linhas que pertencem, simultaneamente, à superfície de contorno do sólido e a uma outra superfície, que o secciona.

Um sólido pode ser intersectado por um plano ou pela superfície que limita outro sólido.

A figura seguinte mostra dois exemplos de intersecção entre sólidos. À esquerda, a intersecção de dois sólidos limitados por faces planas - dois prismas; à direita, a intersecção de dois sólidos limitados por superfícies curvas - dois cilindros.

Fig.3

Como se verá mais à frente, enquanto que no primeiro caso a intersecção é determinada de uma forma simples, no segundo, envolve um certo grau de complexidade.

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Métodos Geométricos Auxiliares

Objectivo

Uma figura plana só se projecta em verdadeira grandeza (V.G.) num plano de projecção, se o plano em que está assente lhe for paralelo, ou coincidente.

Portanto, conhecer as projecções de uma figura que não está nestas condições não é suficiente para concluir das suas dimensões.

Nestes casos, colocam-se as figuras em posições favoráveis à determinação dos comprimentos pretendidos. Ou se substituem os planos de projecção, mantendo imóveis as figuras, ou se deslocam as figuras, mantendo inalteráveis os planos.

Destas duas técnicas resultam os três métodos auxiliares que se descrevem, sumariamente, de seguida.

Mudanças de Plano

Este método consiste em mudar a posição de um dos planos de projecção, ? 0 ou ? 0 , de modo que, continuando perpendiculares entre si, permitam a obtenção de projecções mais esclarecedoras.

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Mudança do Plano Vertical de Projecção

Uma das hipóteses é deslocar o plano vertical ? 0 .

Como se pode ver na figura, os planos de projecção, após a mudança, continuam perpendiculares entre si e intersectam-se segundo a Linha de Terra L1T1.

Fig.04

Dado que o plano deslocado foi ? 0 e não ? 0 , a projecção horizontal do ponto P não se alterou. Tão pouco se alterou a cota do ponto, que é, como se sabe, a distância deste ao plano horizontal.

Portanto, mudando ? 0 , mantêm-se:

? ? o plano horizontal ? 0 ;

? ? a projecção horizontal de qualquer ponto P;

? ? a cota de qualquer ponto P.

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Mudança do Plano Horizontal de Projecção

Fig.05

Observando a figura acima, verifica-se que, mudando ? 0 , se mantêm:

? ? o plano vertical ? 0 ;

? ? a projecção vertical de qualquer ponto P;

? ? o afastamento de qualquer ponto P (o afastamento é a distância do ponto a ? 0 , que não sofreu alteração).

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Determinação da V.G. de um segmento, através de mudança de plano

Considere-se um segmento oblíquo - o segmento SP - cuja V.G. se pretende conhecer.

Desloca-se ? 0 , por exemplo, para uma posição em que fique paralelo ao segmento. A nova intersecção do plano com ? 0 é a Linha de Terra L1T1 , paralela à projecção horizontal S'P' do segmento. Como mostra a figura, neste novo referencial, o segmento passou a ser de frente.

Fig.06

Pelas projecções horizontais S' e P', que se mantêm inalteradas, traçam-se as novas linhas de referência, perpendiculares a L1T1 , e marcam-se as cotas dos pontos S e P, obtendo assim S2'' e P2''.

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A figura mostra os traçados descritos.

Fig.07

Dado que o segmento, após a mudança de plano, se tornou de frente, a medida S1' 'P1' ' é a V.G. do segmento.

Em vez do plano vertical, poder-se-ia ter mudado ? 0 . Neste caso, o segmento ficava em posição de nível, e a sua V.G. seria a medida da nova projecção horizontal.

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Rotações

Neste método, faz-se girar uma figura do espaço, de modo a torná-la paralela a um dos planos de projecção, ? 0 ou ? 0 .

A figura roda em torno de uma recta - eixo de rotação. Neste movimento, todos os pontos da figura descrevem arcos de circunferência com centro no referido eixo, assentes em planos perpendiculares ao mesmo.

Os eixos devem ser rectas verticais ou de topo. Desta forma, os arcos descritos pelos pontos são de nível ou de frente, respectivamente.

Rotações em torno de um Eixo Vertical

Considere-se o segmento oblíquo AB , cuja V.G. se pretende conhecer, e a recta vertical e, que servirá de eixo de rotação.

Fazem-se rodar os pontos A e B, extremos do segmento, em torno do eixo e, até que o segmento se torne de frente, projectando-se verticalmente em V.G..

Fig 08

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Cada ponto descreve um arco de nível que se projecta horizontalmente segundo um arco de circunferência e, verticalmente, segundo um segmento paralelo à L.T..

Dado que o segmento se tornou de frente, a medida Ar' 'Br' ' é a V.G. do segmento.

Fig.09

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Rotações em torno de um Eixo de Topo

Alternativamente, pode rodar-se o segmento AB em torno de um eixo de topo.

Os pontos A e B rodam em torno do eixo e, descrevendo arcos de frente, até que a projecção vertical do segmento ( Ar' 'Br' ' ) fique paralela à L.T..

Cada arco de frente projecta-se verticalmente num um arco de circunferência e, horizontalmente, num segmento paralelo à L.T..

Dado que o segmento se tornou de nível, a medida Ar'Br' é a V.G. do segmento.

Fig.10

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Rebatimentos

Neste método, faz-se rodar, não a figura, mas o plano que a contém.

O objectivo é o plano que contém a figura ficar coincidente ou paralelo a um dos planos de projecção. No primeiro caso, rebate-se o plano em questão sobre ? 0 ou ? 0 ; no segundo, sobre um plano de nível ou de frente.

A figura mostra o rebatimento do plano ? sobre ? 0 , que permitiu a determinação da V.G. do triângulo assente nesse plano.

Fig. 11

Um rebatimento não é mais do que a rotação de um plano em que o eixo de rotação, denominado charneira de rebatimento, é a recta de intersecção do plano a rebater com o plano sobre o qual se vai efectuar o rebatimento.

No caso da figura acima, a charneira é o traço horizontal de ? - intersecção do plano a rebater (? ) com o plano sobre o qual se realizou o rebatimento (? 0 ).

O método dos Rebatimentos é muito utilizado na determinação da V.G. de figuras planas.

Analisa-se, de seguida, o rebatimento de planos verticais e de topo, sobre ? 0 e ? 0 .

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Rebatimento do Plano Vertical sobre ? 0

Considere-se um segmento, pertencente a um plano vertical - o plano ? . Um dos extremos desse segmento é o ponto M.

Dado que ? vai ser rebatido sobre ? 0 , a charneira do rebatimento é o traço vertical do plano.

O ponto M, ao ser rebatido sobre ? 0 , descreve no espaço um arco de circunferência de nível, assumindo uma nova posição em ? 0 - o ponto Mr.

Como se pode depreender da análise da figura abaixo, o traço vertical do plano mantém-se fixo, durante o rebatimento, e o traço horizontal fica coincidente com a L.T..

Fig. 12

No plano do desenho, o arco de circunferência projecta-se horizontalmente em V.G. com centro em (e') e raio igual a ( ' )M'e . Verticalmente, projecta-se segundo o segmento

M''Mr .

Procedendo de igual forma para o outro extremo do segmento - o ponto N, obtém-se Nr. O segmento rebatido MrNr indica a V.G. de MN .

Fig. 13

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Rebatimento do Plano Vertical sobre ? 0

Pretende-se rebater o segmento PQ sobre o plano horizontal de projecção.

O segmento pertence ao plano vertical ? . Logo, a charneira é o traço horizontal desse plano.

O ponto P descreve no espaço, num plano perpendicular a h? , um quarto de circunferência de centro em P' e raio igual à cota de P.

Após o rebatimento, o traço horizontal do plano mantém-se inalterado e o traço vertical fica assente em ? 0 . Note-se que os traços de ? se mantêm perpendiculares.

Fig. 14

No plano do desenho, traça-se uma perpendicular a h? que contenha P'. Marca-se, então, nesta recta auxiliar, a cota do ponto P. Obtém-se, assim, o ponto Pr.

Rebatendo também o ponto Q, obtém-se o segmento PrQr , cuja medida é a V.G. do segmento.

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Fig. 15

A cota do ponto P - distância PoP' ' - pode ser transportada para P'Pr do seguinte modo:

? ? uma paralela a LT que contém P'' intersecta v? no ponto P1;

? ? uma circunferência de raio igual a VoP1 e de centro em V0 intersecta v? r (perpendicular a h? ) no ponto P2;

? ? uma paralela a h? , contendo P2, permite, por fim, obter Pr.

Este processo de transferência de distâncias foi igualmente aplicado na determinação do ponto Qr.

Rebatimento do Plano de Topo sobre ? 0

Considere-se o segmento AB , assente no plano de topo ? .

Pretende-se conhecer a V.G. deste segmento através do seu rebatimento sobre ? 0 . A charneira do rebatimento é h? .

O ponto A, ao ser rebatido, vai descrever um arco de frente. A projecção vertical deste arco é o arco de circunferência com raio igual a ( ')A''e' , e a projecção horizontal é o segmento

A' Ar , paralelo à L.T.

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Fig.16

O plano rodou sobre o seu traço horizontal até ficar coincidente com ? 0 . Logo, v? ficou coincidente com a L.T., enquanto h? se manteve fixo.

Rebatendo igualmente o ponto B, obtém-se o segmento rebatido ArBr , cujo comprimento indica a V.G. do segmento.

Fig. 17

Rebatimento do Plano de Topo sobre ? 0

No rebatimento de um plano de topo sobre o plano vertical de projecções, a charneira é o seu traço vertical.

Considere-se o segmento AB , pertencente ao plano de topo ? .

Para determinar Ar, traça-se, no plano do desenho, a perpendicular a v? que contém A''. Ar pertence a essa perpendicular, a uma distância de v? igual ao afastamento de A.

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Determinando Br do mesmo modo, define-se ArBr , cuja medida é a V.G. do segmento.

Fig.18

Como se pode depreender da análise da figura, usou-se, na determinação dos pontos rebatidos, o processo de transferência de medidas anteriormente descrito.

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Planificação de Sólidos

Sólidos planificáveis e não planificáveis

Uma superfície planificável é aquela que se pode justapor de forma contínua a um plano.

Nem todas as superfíceis são planificáveis. É o que acontece com a esfera - não é planificável.

A planificação de um sólido implica rotações em torno de linhas que se vão sucessivamente apoiando sobre o plano. Por sua vez, estas rotações implicam que as linhas de apoio da superfície - eixos das rotações - sejam rectas.

Assim, apenas as superfícies dos poliedros - prismas e pirâmides, por exemplo - e as superfícies de simples curvatura - cones e cilindros, por exemplo - são rigorosamente planificáveis.

As restantes superfícies (empenadas ou não regradas) - hiperbolóides e elipsóides, por exemplo - só podem ser planificadas de um modo aproximado, através da sua decomposição em troços planificáveis.

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Prisma Regular

Considere-se o prisma hexagonal regular representado em perspectiva e através de duas vistas na figura seguinte.

Fig.19

A planificação é constituída pelas bases, dois hexágonos regulares, e pelos seis rectângulos correspondentes às faces laterais.

Fig. 20

As dimensões das arestas laterais encontram-se em V.G. no alçado principal e as da base, em V.G. na planta.

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Pirâmide Regular

A planificação da pirâmide é constituída pelo polígono correspondente à base, e por vários triângulos, tantos quantas as faces laterais.

A figura seguinte representa uma pirâmide quadrangular regular, definida por duas vistas, e a respectiva planificação.

Fig. 21

Os elementos importantes para definir esta planificação foram, tal como no caso do prisma, os comprimentos das arestas laterais e das da base.

Para determinar a V.G. das arestas laterais, utiliza-se um dos três métodos auxiliares da Geometria Descritiva.

Neste caso, rodou-se a aresta VP . Nesta rotação, utilizou-se um eixo vertical (recta e), que contém o vértice da pirâmide.

Depois de rodada, a aresta torna-se de frente. Logo, a V.G. do segmento é a medida R do segmento V P r' ' ' ' .

As arestas da base encontram-se em V.G. na planta da pirâmide.

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Cilindro

A figura seguinte mostra o processo de planificação de um cilindro.

Fig.22

A planificação do cilindro é constituída pelos círculos das bases e pelo rectângulo correspondente à superfície lateral.

O rectângulo tem largura igual ao perímetro da base (2? r ou ? d) e altura igual à do cilindro.

Fig.23

Os elementos necessários à construção da planificação - diâmetro da base e altura do cilindro - encontram-se em V.G. na planta e no alçado do cilindro, respectivamente.

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Cone

A planificação do cone é constituída por um círculo, correspondente à base (em V.G. na planta) e por um sector circular, correspondente à superfície lateral.

O sector circular tem raio (R) igual à geratriz do cone - em V.G. no contorno aparente do sólido, representado no alçado.

O arco limitado pelo sector circular tem perímetro igual ao perímetro da base (2? r ou ? d).

Fig. 23, ASA 169, fig. 4 (assinalar o ângulo ? )

Apesar de ser conhecido o perímetro do arco limitado pelo sector circular, o seu traçado não é imediato.

Um processo aproximado é o de transferir o perímetro da base para o sector circular, de uma forma não rigorosa. Para tal, divide-se a circunferência da base em doze (ou mais) partes

iguais, substituindo depois o comprimento de cada 112 da

circunferência pelo da respectiva corda.

Outro processo, mais analítico, é o de determinar o ângulo ao centro das geratrizes limites, depois de planificadas - ângulo ? . A medida deste ângulo, em graus, é dada pela fórmula

? ? ?dR

180 , em que d é o diâmetro da circunferência da base

e R, o comprimento da geratriz do cone.

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Intersecção de Sólidos com Planos

Secções de sólidos

A intersecção de um plano com um poliedro (sólido limitado por superfícies planas) - prismas e pirâmides, por exemplo - é um polígono, cujos vértices são os pontos de intersecção de cada uma das arestas do sólido com o plano.

Da intersecção de cilindros e cones por planos, resultam secções cónicas - elípticas (incluindo a circunferência, que é um caso particular da elipse), parabólicas ou hiperbólicas.

No caso da esfera, as suas intersecções com planos são sempre circunferências, independentemente da posição relativa entre o sólido e o plano seccionante.

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Prisma

Determinar a secção produzida por um plano num poliedro, equivale a resolver um problema de intersecção de rectas - as arestas do poliedro - com esse plano.

Se o plano seccionante for projectante (perpendicular a um dos planos de projecção), o traçado da secção torna-se imediato.

A V.G. da secção obtém-se, geralmente, através do rebatimento do plano secante sobre ? 0 ou ? 0 .

Na figura seguinte, pode observar-se um prisma triangular recto, com bases de frente, e a secção nele produzida por um plano vertical.

Fig. 25

O plano secante ? intersecta as três arestas laterais do prisma, produzindo neste a secção triangular ? ?A B C, , .

Dado que ? é projectante horizontal, as projecções horizontais dos pontos de intersecção do plano com as arestas (A', B' e C') coincidem com o seu traço horizontal h? .

As projecções verticais dos pontos referidos coincidem, por sua vez, com as projecções verticais das bases do prisma.

A V.G. da secção é o triângulo de vértices Ar, Br e Cr, obtido através do rebatimento de ? sobre ? 0 .

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Pirâmide

Considere-se uma pirâmide pentagonal regular, de base assente em ? 0 e um plano seccionante de topo (plano ? ).

O plano intersecta a pirâmide, produzindo a secção ? ?LMNOP , cuja projecção vertical coincide com o traço v?.

Fig. 26

As projecções horizontais dos pontos L, M, N e O determinam-se facilmente sobre a projecção horizontal das arestas a que cada um deles pertence.

No caso do ponto P, e por pertencer à aresta de perfil VE , a determinação da sua projecção horizontal P' não é imediata.

Para tal, foi necessário rebater a aresta. Neste caso, optou-se pelo seu rebatimento sobre ? 0 .

Depois de construído o rebatimento? ?VrEr , traçou-se uma paralela à LT, a partir de P'', determinando Pr na aresta rebatida. Inverteu-se, de seguida, a operação de rebatimento, determinando desta forma a projecção horizontal P' em V E' ' .

O polígono ? ?LrMrNrOr Pr - V.G da secção - foi obtido através do rebatimento de ? sobre ? 0 .

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Cone

Secções planas do cone de revolução

Intersectando-se uma superfície cónica com um plano, obtêm-se as seguintes secções, consoante a posição do plano secante relativamente ao sólido:

Secção obtida

Plano Secante Caso Particular

Elipse Corta todas as geratrizes da superfície (em pontos diferentes do vértice)

Se o plano for perpendicular ao eixo da superfície, a secção obtida é uma circunferência

Hipérbole É paralelo a duas geratrizes

Parábola É paralelo a uma e só uma geratriz

Fig. 27 Fig. 28

A projecção de uma cónica num plano é outra cónica da mesma espécie. Ou seja, a projecção de uma elipse é outra elipse, a projecção de uma parábola é outra parábola e a projecção de uma hipérbole é outra hipérbole.

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Métodos de determinação das secções planas do cone

Pretende-se determinar a secção produzida num cone por um plano ? .

Para tal, escolhe-se um plano ? auxiliar, que produza no cone secções de fácil determinação (no caso da figura, é uma seccção circular).

Fig. 29

? intersecta o plano ? na recta i e produz no cone uma secção circular, que se intersectam, por sua vez, nos pontos A e B.

Os pontos A e B pertencem simultaneamente ao cone e ao plano secante. Logo, são pontos da intersecção pretendida.

Repetindo estes procedimentos, obtêm-se mais pontos, tantos quantos os que se julgarem suficientes para o traçado da secção procurada.

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Método dos planos paralelos à base do cone 1º Exemplo: Considere-se um cone de base assente em ? 0 e um plano seccionante ? , de topo, que intersecta todas as suas geratrizes.

A secção obtida é uma elipse, cuja projecção vertical é o segmento de recta A B' ' ' ' , contido no traço vertical v? .

Fig. 30

Os extremos do eixo maior da elipse - pontos A e B - projectam-se em ? 0 na projecção horizontal das geratrizes de contorno aparente do cone (coincidente com o diâmetro da base). São os pontos A' e B'.

O ponto O, que divide ao meio o eixo maior AB , em V.G. na sua projecção vertical, é o centro da secção elíptica. O'', ponto médio do segmento A B' ' ' ' , é também a projecção vertical do eixo menor da elipse.

O plano auxiliar de nível ? 1 , que contém O, intersecta o cone numa circunferência e o plano ? numa recta de topo. As intersecções F e G destas duas linhas, por pertencerem ao plano secante e à superfície cónica, pertencem à secção procurada, constituindo os extremos do seu eixo menor.

Conhecidos os eixos maior e menor da elipse, pode construir-se a secção pelo processo geométrico adequado.

Em alternativa, podem determinar-se outros pontos da elipse, utilizando mais planos auxiliares de nível (? e ? 2 , na figura), que intersectem o cone entre os pontos A e B.

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Determinou-se a V.G. da secção rebatendo o plano ? sobre ? 0 .

2º Exemplo: Considere-se um cone de base assente num plano de nível e um plano seccionante ? , de topo, paralelo a duas geratrizes.

Intersectando o cone com um plano paralelo ao dado, que contenha o seu vértice, obtêm-se as geratrizes VA e VB . Conclui-se, assim, que ? é paralelo às duas geratrizes indicadas, produzindo no cone uma secção hiperbólica.

Como pode observar-se na figura, a secção foi determinada através da utilização de planos auxiliares de nível, à semelhança do exemplo anterior.

Fig. 31

Determinou-se apenas um dos ramos da hipérbole. O outro ramo encontrar-se-ia na secção produzida por ? na superfície cónica situada para cima do vértice.

O rebatimento de ? sobre ? 0 permitiu a determinção da V.G. da secção.

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3º Exemplo: Considere-se um cone de base assente num plano de nível e um plano seccionante ? , de topo, paralelo a uma e só uma geratriz.

Se, pelo vértice do cone, se traçasse um plano paralelo a ? , verificar-se-ia que o mesmo era tangente à base da superfície. Tal indica que ? é paralelo a uma única geratriz - a geratriz VA - produzindo no cone uma secção parabólica.

Tal como nos exemplos anteriores, utilizou-se o método dos planos auxiliares paralelos à base do cone, para obter a secção cónica, como se pode ver na figura.

Fig. 32

A V.G. da parábola foi determinada através do rebatimento de ? sobre ? 0 .

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Método dos planos projectantes contendo o vértice e as geratrizes Em vez de planos paralelos às bases do cone, pode utilizar-se igualmente planos auxiliares projectantes (de topo ou verticais), que intersectam a superfície cónica segundo geratrizes.

Exemplo: Considere-se um cone assente num plano de frente e um plano secante ? , vertical, que intersecta todas as suas geratrizes.

A secção é uma elipse, cuja projecção horizontal se situa no traço h? .

A medida do segmento A B' ' é a V.G. do eixo maior da elipse. A'' e B'' encontram-se facilmente na projecção vertical das geratrizes de contorno aparente do cone (coincidente com o diâmetro da circunferência).

O' é a projecção horizontal do eixo menor da secção, que é um segmento vertical.

Escolhe-se um plano auxiliar projectante vertical que contém o vértice e o ponto O - plano ? 2 .

Este plano auxiliar intersecta o cone nas geratrizes VC e VD , e o plano secante numa recta vertical projectada horizontalmente em O'. As intersecções C e D dessas geratrizes com a recta vertical são os extremos do eixo menor da elipse.

Fig. 33

É já possível traçar a projecção vertical da secção - elipse cujos eixos são A B' ' ' ' e C D' ' ' ' .

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Em alternativa, pode construir-se a elipse sem recorrer aos seus eixos, utilizando mais planos auxiliares.

Para obter-se a V.G. da secção elíptica, rebateu-se o plano que a contém, desta vez sobre ? 0 .

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Cilindro

A seccção produzida numa superfície cilíndrica por um plano é uma elipse.

Considere-se o exemplo da figura: um cilindro, de bases de nível, seccionado pelo plano ? , de topo.

Fig. 34

A secção elíptica projecta-se verticalmente no traço v ? . A sua projecção horizontal coincide com a projecção horizontal das bases.

A V.G. do eixo maior da elipse é a medida do segmento E F' ' ' ' - projecção vertical da secção. O ponto médio deste segmento é a projecção vertical do eixo menor GH , segmento de topo, que está em V.G. na projecção horizontal.

Para construir a V.G. da secção, rebateu-se o plano ? e os pontos E, F, G, H, I, J, L e M - extremos dos eixos e das diagonais da elipse.

Pode igualmente construir-se geometricamente a elipse rebatida, a partir do rebatimento dos seus eixos.

-35-

Planificação de sólidos seccionados

Tronco de Prisma Regular

Na figura representam-se duas vistas de um prisma quadrangular intersectado por um plano de topo.

Fig. 35

A planificação deste tronco de prisma é composta pela base, em V.G. na planta, pela secção provocada no prisma pelo plano, e pela planificação da superfície lateral.

A secção é um rectângulo, cujo lado maior se encontra em V.G. na vista de frente e o menor na planta.

Para efectuar a planificação da superfície lateral, é necessário conhecer a medida das arestas laterais, em V.G. no alçado, e das distâncias entre estas arestas, em V.G. na planta.

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Fig. 36

A ligação da base e da secção à planificação da superfície lateral pode ser feita em qualquer das arestas adjacentes. No entanto, deve escolher-se a posição que permita a maior economia de material, principalmente se o objectivo for preparar um corte de chapa.

Pela mesma razão, deve escolher-se as menores arestas para ocuparem a posição mais à direita e mais à esquerda da planificação - as arestas em que incidirá a operação de ligação, geralmente por soldadura ou pela aplicação de rebites.

Se o plano de corte não for projectante, ou se o prisma estiver em posição oblíqua em relação aos planos de projecção, a planificação efectua-se de forma semelhante. Torna-se, no entanto, mais demorada a determinação da V.G. das várias arestas, por ser necessário utilizar um ou mais dos três métodos da Geometria Descritiva: rebatimentos, rotações e mudanças de plano.

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Tronco de Pirâmide

Considere-se uma pirâmide quadrangular regular, intersectada por um plano de topo, como mostra a figura.

Fig. 37

Para planificar um tronco de pirâmide, procede-se, numa primeira fase, como se se pretendesse planificar toda a pirâmide.

Nesta fase, os elementos importantes são as arestas da base, em V.G. na planta, e as arestas laterais, cuja V.G. foi encontrada através de rotações.

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A figura seguinte mostra a planificação da pirâmide original, 'antes' de ter sido seccionada pelo plano. As letras A, B, C e D pretendem facilitar a interpretação do desenho, indicando os pares de pontos (vértice de triângulo / vértice da base) a unir, caso se queira reconstruir o sólido a partir da sua planificação.

Fig. 38

Numa segunda fase, marcam-se, sobre as arestas laterais, as V.G. dos troços de aresta que ficam abaixo do plano seccionante.

Para determinar a V.G. dos troços de aresta AA1, BB1, CC1 e DD1, rodaram-se os mesmos, até tomarem a posição de segmentos de frente.

A planificação do tronco de pirâmide só fica completa se se incluir a secção produzida no sólido pelo plano - o polígono ? ?A B C D1 1 1 1 . Para tal, foi necessário determinar a sua V.G., através do rebatimento do plano de corte sobre ? 0 .

Fig. 39

-39-

Tronco de Cilindro

Considere-se um cilindro seccionado por um plano de topo.

A planificação deste tronco de cilindro é constituída pela base, em V.G. na planta, pela secção elíptica, cuja V.G. se pode obter rebatendo o plano secante, e pela planificação da superfície lateral.

Para planificar a superfície lateral, considera-se que o cilindro é um prisma com infinitas arestas - as geratrizes. Recorrendo a um certo número delas, considerado suficiente, é possível definir, se bem que de uma forma aproximada, o contorno dessa planificação lateral.

Considerando, por exemplo, 16 geratrizes, os procedimentos a seguir são:

? ? Dividir a base em 16 partes iguais;

? ? Dividir o lado maior do rectângulo correspondente à planificação do cilindro não- seccionado em 16 partes iguais;

? ? A partir de cada um dos 16 pontos assinalados no rectângulo, marcar, na vertical, os comprimentos das geratrizes do tronco a que pertencem (em V.G. no alçado).

A figura abaixo exemplifica o processo descrito.

Fig. 41

Fig. 40

-40-

Tronco de Cone

Para planificar um tronco de cone, procede-se de forma análoga à descrita no caso do tronco de cilindro.

Considerando um cone seccionado por um plano de topo, a planificação do tronco de cone resultante é constituída por:

? ? um círculo, correspondente à base;

? ? uma elipse, correspondente à secção;

? ? uma porção do sector circular, correspondente à planificação da superfície lateral.

A base encontra-se em V.G. na planta. Quanto à secção elíptica, obtém-se a sua V.G. rebatendo o plano de corte (sobre ? 0 , no caso do exemplo escolhido).

À semelhança do que foi feito para o cilindro, considera-se que o cone é uma pirâmide com infinitas arestas laterais. Utilizando algumas delas, planifica-se, de forma não rigorosa, a superfície lateral do tronco do cone.

Considerando, de novo, 16 geratrizes, os procedimentos a seguir são:

? ? Dividir a base em 16 partes iguais;

? ? Dividir o sector circular, resultante da planificação do cone não-seccionado, em 16 partes iguais;

? ? Marcar, de fora para dentro, nos raios do sector circular que resultaram da sua divisão em 16 partes iguais, o comprimento dos troços de geratriz respectivos, que ficam abaixo da secção do tronco de cone.

-41-

Como os troços de geratriz referidos não são paralelos a nenhum dos planos de projecção, torna-se necessário realizar rotações ou outro método, a fim de conhecer a sua V.G..

Fig. 42

-42-

Intersecção de Sólidos com Sólidos

Método Geral

O método geral para determinar a intersecção entre duas superfícies quaisquer foi já referido na intersecção de sólidos com planos.

Este método consiste em considerar superfícies auxiliares - planos, na prática - que intersectam as superfícies dadas segundo linhas. Estas linhas, por sua vez, intersectam-se em pontos que pertencem à intersecção procurada.

Unindo estes pontos, é possível definir a linha de intersecção entre as superfícies consideradas.

Os planos auxiliares devem ser escolhidos por forma a facilitar a determinação das suas intersecções com os sólidos.

Por vezes, principalmente quando os sólidos são poliédricos (limitados por superfícies planas), não é necessário utilizar o método geral para definir a sua intersecção. Nestes casos, determinam-se os pontos de intersecção das arestas de um dos sólidos com os planos que contêm as faces do outro, unindo-os depois, ordenadamente.

-43-

Cone com Cilindro

A figura exemplifica a intersecção de um cone de eixo vertical com um cilindro de eixo horizontal.

Fig. 43

A intersecção determina-se utilizando o método geral.

Considera-se, por exemplo, o plano auxiliar de nível ? 1 , que intersecta o cone segundo a circunferência de diâmetro d e o cilindro segundo o rectângulo de lado menor b e lado maior igual ao comprimento das geratrizes do cilindro.

A circunferência e o rectângulo intersectam-se, no caso mais geral, em quatro pontos, que pertencem à curva procurada.

Fig. 44

-44-

Considerando outros planos auxiliares, obtêm-se mais pontos, que vão permitindo o desenho da curva de intersecção entre os sólidos. A exactidão do traçado será tanto maior quanto o número de vezes que for repetido o método.

Cilindro com Cilindro

Considerem-se dois cilindros, um de eixo vertical e outro de eixo horizontal, cuja curva de intersecção se pretende conhecer.

Fig. 45

Optou-se, de novo, pela utilização de planos auxiliares de nível.

Como se pode observar nas figuras seguintes, a intersecção do plano ? 1 com o cilindro horizontal é um rectângulo de lado menor b e lado maior igual ao comprimento das suas geratrizes, que se encontra em V.G. na planta.

Fig. 46

-45-

O mesmo plano ? 1 intersecta o outro cilindro, vertical, numa circunferência de diâmetro d, igual ao das suas bases, em V.G. na planta.

Fig. 47

Determinam-se facilmente, na planta, os 4 pontos de intersecção entre a circunferência e o rectângulo.

De seguida, posicionam-se estes pontos, que se sabe pertencerem ao plano ? 1 , no alçado lateral. Note-se que só os pontos 1 e 2 se encontram visíveis nesta vista.

-46-

Repetindo o método mais algumas vezes, e tirando partido das simetrias existentes, obtém-se um traçado aproximado da curva de intersecção dos sólidos.

Fig.47

Neste exemplo, podia-se igualmente ter utilizado planos de frente, que intersectariam o cilindro horizontal segundo circunferências e o vertical segundo rectângulos.

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Participaram neste trabalho os formadores abaixo referidos que cederam os respectivos direitos de propriedade e autoria:

João Gonçalves

Baptista Cabarrão

Jorge Monteiro

Sofia Silva

Vítor Monteiro

António Mota

Vítor Capote

David Cabarrão

i

Modulo n.º 11

- Cotagem Esta Publicação é propriedade do GICEA, Gabinete de Gestão de iniciativas comunitárias.

Este produto é protegido pelas leis em vigor e copyright, estando reservados todos os seus direitos. Não pode ser reproduzido nem transcrito por qualquer processo seja ele qual for sem autorização dos titulares do direito. Os infractores são passíveis de procedimento judicial.

ii

Sub-Projecto :

Módulo nº. : Designação :

Curso : Horas prevista : 20

OBJECTIVOS

CONTEÚDOS

ACTIVIDADES

AVALIAÇÃO

MATERIAIS / RECURSOS

Data O Formador

Cotagem

11 - Desenho Técnico

FICHA DE PLANIFICAÇÃO MODULAR

11

1. Indicação das dimensões dos objectos representados.2. Identificação das cotas necessárias à correcta definição de peça.3. Definir superfícies, arestas, linhas e pontos de referencia necessários ao dimensionamento de cada peça.4. Conhecer os princípios, os elementos e as normas de cotagem.5. Aplicar os conceitos e princípios de cotagem a novas situações.

Cotagem simples: os princípios da cotagem. os elementos da cotagem (linhas de chamada, linhas de cota, setas, letras, algarismos e símbolos). o posicionamento dos elementos da cotagem. as regras e recomendações gerais da cotagem.

Expor as normas relativas à cotagem, salientando os aspectos mais relevantes.Apresentar os princípios e os elementos de cotagem exemplificando com casos de aplicação.Realizar exercidos de cotagem.

Análise dos trabalhos realizados.Nível de aplicação das Normas.Dados referentes à participação.

Sala de desenho com equipamento tradicional a definir no módulo 4.Rectro-projector.

PUBLICO ALVOFormadores da área Do Desenho Técnico

BIBLIOGRAFIAClerici, Carlo – Dibujo Industrial – Ediciones Tecnicas Rede Morais, Simões – Desenho de Construções Mecânicas – Porto EditoraCunha, L. Veiga da – Desenho Técnico – Fundação Calouste GulbenkianOrnelas Alberto, Ribeiro José e Costa e Silva Manuel – Desenho Técnico – Edições Asa

-1-

Índice Introdução.................................................................................................... 2 Dimensões Nominais...................................................................................... 3 Elementos de Cotagem dimensional. ................................................................ 5 Linhas de chamada........................................................................................ 5 Linhas de Cota .............................................................................................. 6 Regras Gerais ............................................................................................... 7 Setas e Barras Obliquas ................................................................................. 8 Inscrição das Cotas........................................................................................ 9 Letras e Símbolos .........................................................................................10 Cotagem de cilindros.....................................................................................10 Cotagem dos raios........................................................................................10 Cotagem de secções Quadradas .....................................................................10 Cotagem de barras e perfis............................................................................11 Cotagem de esferas ......................................................................................11 Critérios de Cotagem ....................................................................................12 Indicações Especiais......................................................................................14 Tratamento superficial localizado....................................................................14 Linhas de suporte para referências especiais....................................................14 Escalas........................................................................................................15 Cotagem Nominal de uma Peça ......................................................................16 Cotagem de uma Peça Simples.......................................................................16 Cotagem de peças representadas por cortes. ...................................................18 Cotagem de placas com furos.........................................................................19 Cotagem de perfis ........................................................................................19 Pela indicação dos raios de curvatura..............................................................19 Pela indicação das coordenadas......................................................................20 Cotagem para programação...........................................................................21 Verificação dos Desenhos ..............................................................................22 Exercícios ....................................................................................................23

-2-

Introdução

Para produzir uma peça deveremos ter bem definidas a sua forma geométrica e as suas dimensões nominais, expressas na cotagem, complementadas pelas tolerâncias dimensionais ou de forma.

É este objectivo da cotagem expresso na Norma Portuguesa NP 297 e Norma ISO 129 (1985).

A forma e as dimensões de uma peça dependem dos seguintes factores:

? ? aspectos funcionais a que a peça deve responder,

? ? esforços que as peças devem suportar,

? ? a solução tecnológica de fabricação das peças,

? ? condições de montagem e de desmontagem uma vez inseridas nos conjuntos de que fazem parte,

? ? aptidão das peças ao seu desempenho.

Assim, depois da representação gráfica que define a forma das peças, o desenho terá de ser complementado com informações, como:

? ? distância entre superfícies,

? ? localização dos vários elementos constituintes,

? ? tolerâncias das dimensões, da forma e da posição,

? ? acabamento das superfícies,

? ? tipos de materiais,

? ? tipos de protecção superficiais,

? ? outras.

Este conjunto de informações obedecem a Normas nacionais e internacionais designadas, que definem os símbolos, figuras, linhas e notas que constituem a cotagem.

-3-

Dimensões Nominais

As dimensões lineares nominais devem ser, sempre que possível, indicadas por números normais. Os números normais foram normalizados em conformidade com os estudos realizados em França no final do Séc. XIX pelo capitão de engenharia Charles Renard. Em todos os domínios de actividade em que se mostre necessário, um escalonamento de valores numéricos, deve adoptar-se uma ou mais sucessões numéricas de modo a cobrir o conjunto de necessidades correntes com o mínimo de termos.

Os números normais são termos (convencionalmente arredondados) de sucessões geométricas que contêm as potências inteiras de 10 e de razões, respectivamente:

4020105 10,10,10,10 e excepcionalmente 80 10 Fig 01

Estas sucessões são designadas pela letra R seguida de um número correspondente á razão, e desta forma considera-se, respectivamente:

? ? R5, R10, R20, R40 e excepcionalmente R80.

Na falta de norma dimensional especial para as peças, escolhe-se para as suas dimensões lineares nominais, valores das sucessões R de números normais de acordo com o quadro figura 02. A ordem de preferência é R10, R20, R40

-4-

Fig 02

-5-

Elementos de Cotagem dimensional.

Linhas de chamada

São pequenos segmentos de recta, em traço continuo fino, perpendiculares ao segmento a cotar, nos pontos do desenho que se pretende indicar as cotas.

Fig 03

As linhas de contorno ou de eixo podem ser usadas como linhas de chamada.

Fig04

-6-

Linhas de Cota

São segmentos rectos ou curvilíneos, em traço continuo fino, em geral paralelos ao contorno ou elemento do desenho, cuja dimensão se pretende definir.

Fig 05

Deve evitar-se, tanto quanto possível, cruzar linhas de cota entre si ou com outras linhas.

Fig 06

As linhas de cota devem ficar fora dos contornos do desenho do objecto.

Fig 07

-7-

Regras Gerais

Quando as linhas de construção que definem a extremidade de uma dimensão a cotar, as linhas de chamada devem ultrapassar ligeiramente o ponto em que se cruzam.

Fig 08

As linhas de chamada podem ser obliquas (ângulos de 60º ou 75º) conforme figura 09.

Fig09

-8-

Setas e Barras Obliquas

Para indicar os limites da linha de cota, podem apresentar-se setas com a forma da ou barras obliquas (pequenas linhas traçadas a 45º).

Fig 10

As pontas das setas devem ficar sobre as linhas de chamada, de contorno, ou de eixo a que a seta diz respeito. Nos casos em que a linha de cota são muito pequenas, as duas setas opostas são substituídas por um ponto ou por uma barra.

Fig 11

Quando se cota um raio, só se deve colocar seta na extremidade da linha de cota que parte do centro.

Fig 12

No mesmo desenho só se devem utilizar como opção, ou setas ou barras oblíquas, nunca os dois tipos no mesmo desenho.

No desenho de construção civil é mais corrente o uso de barras oblíquas.

Fig 13

-9-

Inscrição das Cotas

As cotas são representadas por algarismos de tamanho aproximado de 3mm.

Devem dispor-se os caracteres de forma a que:

? ? não sejam cortados nem separados por linha nenhuma,

? ? ao meio, acima e ligeiramente separados da linha de cota

Fig 14

No caso de linhas de cota sobrepostas e muito longas, cotar como indica a figura 15.

Fig 15

Se houver falta de espaço, a cota poderá ficar sobre o prolongamento da linha de cota, de preferência do lado direito.

Fig 16

Deve-se sublinhar as cotas fora de escala (figura 16).

Os caracteres devem de ser escritos de forma a que a leitura se faça a partir da parte inferior ou da parte direita do desenho.

Fig 17

-10-

Letras e Símbolos

Cotagem de cilindros

A cota é precedida do símbolo ? (diâmetro).

Fig 18

Cotagem dos raios

A cota é precedida da letra R.

Fig 19

Cotagem de secções Quadradas

A cota da largura da face quadrada será precedida pelo símbolo ? .

Fig 20

-11-

Cotagem de barras e perfis

A cota será precedido do símbolo correspondente conforme a figura 21.

Fig 21

Cotagem de esferas

A cota será precedida pela palavra esfera, conforme a figura 18.

-12-

Critérios de Cotagem

Para além dos critérios de disposição das linhas de chamada, linhas de cota, letras e símbolos já identificados, interessa definir os critérios que presidem à estruturação da cotagem, considerada no seu conjunto. A norma Portuguesa NP – 297 (1963), estabelece o seguinte critério de cotagem:

? ? cotagem em série, conforme figura 22

Fig 22

? ? cotagem em paralelo, conforme figura 23

Fig 23

? ? cotagem com cotas sobrepostas, conforme figura 24

Fig 24

? ? cotagem por coordenadas, conforme figura 25

Fig 25

-13-

? ? cotagem de chanfros, conforme figura 26 e 27

Fig 26 Fig 27

? ? cotagem de dimensões iguais, conforme figura 28

Fig 28

? ? cotagem de elementos equidistantes, conforme figura 29

Fig 29

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Indicações Especiais

Tratamento superficial localizado

Colocar um traço misto, grosso, paralelamente à extensão que deve receber o tratamento, cotando a respectiva posição.

Fig 30

Linhas de suporte para referências especiais

Estas linha são quebradas e terminam por uma seta ou por um ponto conforme figura 31

Fig 31

-15-

Escalas

A cotagem em desenho técnico é independente da escala em que o desenho se executa. Em regra a escala é escolhida apenas em função das dimensões do objecto a representar, das dimensões do papel disponível e do fim a que se destina o desenho, tendo sempre em vista a obtenção de uma representação eficiente.

A escala é, como se sabe, a relação entre uma determinada dimensão no desenho e a correspondente dimensão real do objecto representado. A escala pode ser de redução ou de multiplicação, conforme as dimensões do desenho são menores ou maiores do que as dimensões reais.

A norma portuguesa NP 717 (1968) define as seguintes escalas de redução:

1:2,5 1:5 1:10 1:20 1:50 1:100 1:200 1:500 1:1000 1:2000 1:5000 1:10000 1:25000 1:50000 1:100000

e as seguintes escalas de ampliação:

2:1 5:1 10:1

Além destas escalas considera-se ainda a escala 1:1 que corresponde á representação em tamanho natural.

A escala deve inscrever-se na legenda do desenho no lugar próprio a ela reservado.

-16-

Cotagem Nominal de uma Peça

A cotagem de uma peça pode ser apresentada de várias maneiras, de qualquer modo, devem sempre ser respeitadas as regras da cotagem. A cotagem de uma peça não pode estar errada e ser ambígua. Com efeito, não poderá haver falta de cotas nem cotas em excesso. Em qualquer caso não pode haver incompatibilidade entre cotas e o desenho da peça deve apresentar-se como um todo relativamente equilibrado e agradável.

Cotagem de uma Peça Simples

Consideremos a peça representada na figura 32.

Fig 32

Para definição da cotagem completa procedemos do seguinte modo:

? ? cotagem de atravancamento: 40 X 28 X 25

? ? cotagem de forma da base: 40 X 9 X 28

? ? cotagem de forma do corpo – paralelepípedo: 24 X 16 X 13

? ? cotagem de forma da nervura – prisma triangular: 12 X 16 X 8

? ? cotagem de forma dos furos cilíndricos: ? 6 e altura 9

? ? cotagem de forma do apoio de veio semi- cilindro: ? 18 espessura 13

? ? cotagem de posição:

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? ? consideramos como elementos de referência as faces planas inferior, posterior e lateral esquerda, temos as coordenadas:

? ? corpo 24 e 5;

? ? nervura 5;

? ? furos 22 X 6 e 22 X 34; ou distância 28

Fig 33

Realizada a cotagem completa deve proceder-se a uma verificação cuidada sempre na perspectiva do utilizador do desenho.

Fig 34

-18-

Cotagem de peças representadas por cortes.

Se um objecto está representado por cortes parciais, as cotas relativas ao seu exterior devem ficar agrupadas do lado da vista, e as cotas relativas ao seu interior (representada em corte) devem ficar do lado do corte como indicado nas figuras 35 e figura 36.

Fig 35 Fig 36

-19-

Cotagem de placas com furos.

Consideremos a figura 37, que representa uma peça em chapa de espessura e=10 que tem furos de diversos tipos.

A cotagem nestes casos começa por estabelecer as cotas de forma de cada furo e dos grupos de furos iguais com a indicação da sua quantidade (3X? 3) e as suas posições relativas.

Como elementos de referência adoptamos as faces inferior e a lateral esquerda sendo estas a base de referência para estabelecer as cotas de posição do elementos simples e dos grupos de furos.

Fig 37

Cotagem de perfis

Quando se pretende representar um dado perfil podemos proceder á sua cotagem usando os seguinte métodos:

Pela indicação dos raios de curvatura.

As coordenadas de localização dos centros dos respectivos arcos são a base de referência para os sucessivos arcos concordantes (as cotas são constituídas pelos valores dos raios antecedidos pela letra R)

Fig 38

-20-

Pela indicação das coordenadas.

A indicação das coordenadas dos diferentes pontos necessários para definir o perfil, pode fazer-se nestes casos, directamente sobre o desenho geométrico conforme as figuras 39 e figura 40 (coordenadas cartesianas), ou utilizando um quadro para inscrever as coordenadas e as respectivas cotas de forma, como mostra a figura 41 (coordenadas polares).

Fig 39 Fig 40

Fig 41

-21-

Cotagem para programação

Para estabelecer as coordenadas de um vértice de um centro de um furo, podemos usar um plano de situação que pode tomar a forma de uma folha (tabela) em que fixamos as coordenadas de um qualquer ponto. Na figura 42, podemos verificar que as coordenadas dos vértices do polígono representado, estão inscritas junto de cada vértice. Estas coordenadas relativas, são coordenadas rectangulares (em mm) consideradas no plano de situação.

Fig 42 Fig 43

No caso do desenho representado a 3D, as coordenadas dos vértices são relativos a um referencial tri- rectangular com origem situada aproximadamente a meio do poliedro. Neste caso, o quadro de dados pode indicar os vértices conforme a figura 44.

Fig 44

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Verificação dos Desenhos

Ao concluir um desenho, deve sempre proceder-se a uma verificação cuidada. Além desta verificação feita pelo desenhador, é de toda a conveniência que um desenho dado por concluído seja cuidadosamente verificado por uma pessoa que não tenha participado directamente na sua elaboração.

A verificação do desenho deve fazer-se de acordo com uma metodologia a saber:

? ? 1 – as vistas devem descrever a forma da peça;

? ? 2 – não são indicadas vistas desnecessárias;

? ? 3 – a escala escolhida deverá permitir e evidenciar claramente todos os pormenores.

? ? 4 – as cotas indicadas são claras e definem completamente as dimensões da peça;

? ? 5 – estão especificados os materiais e as referências de cada peça (caso de desenho de conjuntos)

? ? 6 – todas as referências e esclarecimentos complementares estão indicados nos locais apropriados incluindo a legenda;

? ? 7 – está bem identificada a origem e a identidade do desenhador;

? ? 8 – o desenho é considerado válido e actualizado pela entidade emissora.

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Exercícios

1 Exercícios de cotagem utilizando as vistas representadas.

Utilizando folha de papel A4, faça as vistas necessárias à completa representação de cada uma das peças indicadas, completando com a cotagem apropriada.

Fig45

-24-

2 Exercícios de cotagem utilizando as vistas representadas.

Utilizando folha de papel A4, faça as vistas necessárias à completa representação de cada uma das peças representadas em perspectiva, completando com a cotagem apropriada.

Fig46

-25-

3 Estabeleça o quadro de dados relativos às coordenadas dos vértices, segmentos e faces a que se referem os exercícios 9.1; 9.2.

Fig 47 a

-26-

Fig 47 b

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Participaram neste trabalho os formadores abaixo referidos que cederam os respectivos direitos de propriedade e autoria:

João Gonçalves

Baptista Cabarrão

Jorge Monteiro

Sofia Silva

Vítor Monteiro

António Mota

Vítor Capote

David Cabarrão

Manual 12

Processos utilizados nas oficinas de construção mecânicas Esta Publicação é propriedade do GICEA, Gabinete de Gestão de iniciativas comunitárias.

Este produto é protegido pelas leis em vigor e copyright, estando reservados todos os seus direitos. Não pode ser reproduzido nem transcrito por qualquer processo seja ele qual for sem autorização dos titulares do direito. Os infractores são passíveis de procedimento judicial.

ii

Sub-Projecto :

Módulo nº. : Designação :

Curso : Horas prevista : 30

OBJECTIVOS

CONTEÚDOS

ACTIVIDADES

AVALIAÇÃO

MATERIAIS / RECURSOS

Data O Formador

1 - Identificar os principais processos oficinais de obtenção de peças. 2 - Identificar os equipamentos e ferramentas necessários a cada processo. 3 - Descrever de forma resumida cada um desses processos.

1 - Descrição dos principais processos oficinais de obtenção de peças. 2 - Equipamentos e ferramentas utilizados em cada processo. 3 - Descrição do modo de operação de cada processo.

1 - perante a imagem de determinado processo identificar qual o processo em causa. 2 - perante a imagem de determinado processo ou ferramenta associada identificar os equipamentos e feramentas em causa e a que processos estão associados. 3 - Descrever de forma resumida cada um dos processos.

Identificação e descrição dos processos e ferramentas por visualização de imagens em sala Análise dos trabalhos realizados.Dados referentes à participação.

Sala de munida com equipamento que permita a projecção de imagens.Apoio de computador com leitor de CD-Rom e Video Projector.

PUBLICO ALVOFormadores da área do Desenho Técnico

BIBLIOGRAFIAAlrededor de las Máquinas-Herramenta, de H. GerlingDesenho Técnico, de Veiga da Cunha

11 - Desenho Técnico

FICHA DE PLANIFICAÇÃO MODULAR

12 Processos Utilizados nas Oficinas de Construção Mecânicas

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Índice

Corte por arranque de Apara .......................................................................................2 Fabricação de peças Torneadas....................................................................................3 Fabricação de Peças Fresadas ....................................................................................11 Tipos de Fresadoras..................................................................................................13 Fresadora Vertical ....................................................................................................14 Fresadoras Especiais.................................................................................................15 Fresadoras convencionais..........................................................................................15 Fabricação de Peças Perfuradas e Mandriladas .............................................................19 Furadeiras de Coluna................................................................................................21 Mesas opcionais .......................................................................................................22 Furadeiras Radiais ....................................................................................................22 Mesa opcional..........................................................................................................23 Furadeiras Fresadoras...............................................................................................23 Furadeiras Fresadoras de comando Numérico ..............................................................24

Obtenção de peças com a operação de Brochar............................................................25 Tipos de Brochas:.....................................................................................................25 Exemplos da Operação de Brochar .............................................................................26 Operação de Serrar ..................................................................................................27

Corte por Arrombamento ..........................................................................................28

Operação de Enformação ..........................................................................................29

Operação de Dobrar .................................................................................................31

Operação de Enrolar.................................................................................................32

-2-

Corte por arranque de Apara

A obtenção de peças utilizando o processo de corte por arranque de apara, consiste em arrancar ao material que vai dar origem à peça, fragmentos a chamamos aparas.

As aparas são arrancadas do material a custa do movimento relativo que este tem com uma ferramenta de corte, que por ser feita de um material mais duro que o material da peca, penetra progressivamente e de forma planeada arrancando o material em excesso — as aparas.

Os principais processos de corte por arranque de apara são Os seguintes:

? ? Tornear

? ? Facejar

? ? Furar

? ? Mandrilar

? ? Fresar

? ? Limar

? ? Brochar

? ? Roscar

? ? Esmerilar

? ? Rectificar

? ? Serrar

-3-

Fabricação de peças Torneadas

As pecas torneadas como veios, casquilhos, fusos têm geralmente secções circulares. Isto não impede que se consigam obter pecas com secções oval ou outro tipo de forma.

Este processo utiliza uma máquina ferramenta que se designa por Torno Mecânico.

Nas figuras seguintes podermos ver um tipo de torno muito utilizado nas operações correntes de torneamento de pecas: Torno Universal.

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Este torno tem como partes principais:

? ? bancada do torro;

? ? cabeçote fixo;

? ? carro porta ferramentas;

? ? cabeçote móvel ou ponto;

? ? caixa de velocidades;

? ? fuso de roscar;

? ? veio do transmissão para avanço automático do carro ;

? ? veio do comando para accionamento da bucha;

? ? I) bucha ou prato.

São muitas as formas que as pecas obtidas por torneamento podem ter.

Consoante o procedimento de torneamento assim se podem obter as mais variadas formas.

Assim temos:

? ? Torneamento exterior ou o torneamento interior consoante as peças são torneadas exteriormente ou interiormente;

? ? Torneamento Longitudinal ou cilindrar, obtêm-se pecas cilíndricas;

? ? Facear, obtêm-se pecas com superfícies planas;

? ? Torneamento cónico, obtêm-se pecas com superfícies cónicas;

? ? Torneamento de Forma, obtêm-se pecas com a forma pretendida (normalmente com a forma da zona de corte da ferramenta);

? ? Roscado no Torno, obtêm-se pecas roscadas com rosca aberta no torno.

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A figura seguinte ilustra os vários procedimentos de torno.

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Na figura seguinte podemos observar um torno convencional. Este tipo de torno requer bastante intervenção por parte do operador: o torneiro Mecânico.

E o torno mais comum nas oficinas de serralharia mecânica que se dedicam essencialmente a reparação mecânica de máquinas ou produzem pecas ou máquinas em pequena série.

São tornos muito versáteis em que os conhecimentos e a destreza do operador são fundamentais para a execução de peças de boa qualidade dimensional e de acabamento.

Nas figuras observamos os componentes que são responsáveis pelo corte do material ou seja o arranque de aparas.

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Assim, temos á esquerda as vulgarmente denominadas pastilhas de corte. Estas pastilhas são feitas de material muito duro e mantêm as suas propriedades de corte mesmo a altas temperaturas.

Permitem velocidades de corte elevadas mesmo em material de elevada dureza. Estas características fazem com que deste tipo de material proporcione uma elevada produtividade.

Como pontos fracos podemos apontar a fraca resistência que têm ao choque e o seu custo relativamente elevado.

A meio, as diferentes pastilhas montadas em diversos porta ferramentas consoante as operações de corte que pretende realizar na peça.

À direita podemos observar o torneamento de um veio utilizando uma pastilha de corte.

Na figura seguinte podemos observar um torno de Controle Numérico por Computador, são os denominados tornos CNC.

Estes tornos são controlados por um computador de bordo, sendo possuidores de tecnologia avançada.

A actividade do operador neste tipo de tornos não tem praticamente componente manual, assim o termo de torneiro mecânico tal qual como o conhecemos não faz muito sentido, o operador é isso sim um programador ou melhor um utilizador do software que gerência as operações do torno.

Ainda assim o operador tem que fixar a peca (material) na bucha do torno, tem também que fixar os vários ferros de corte no porta ferramentas.

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Estes tornos permitem obter peças de grande precisão dimensional, mas devido ao seu elevado preço só se justificam em trabalhos de grande responsabilidade ou de peças que serão produzidas em grandes séries.

Nas figuras seguintes podemos observar a área de trabalho de um torno de comando numérico onde se pode observar um porta ferramentas automático. O porta ferramentas esta munido por vários tipos de ferramentas que vão sendo utilizadas a medida que forem sendo solicitadas pelo programa previamente introduzido no computador de bordo do torno, programa esse onde estão definidos os contornos da peça a obter.

Como se pode observar (fig. da esquerda), está a ser produzido um veio com vários diâmetros e formas.

Na fig. da direita observa-se em mais pormenor a operação de corte que está a decorrer, assim como o sistema de refrigeração sobre a zona de contacto da peça com a ferramenta.

O sistema de refrigeração neste tipo de tornos é bastante intenso, isto devido ás velocidades de corte atingidas serem extremamente elevadas provocando uma libertação de calor considerável.

Um sistema de refrigeração mal dimensionado provoca uma destruição precoce da ferramenta de corte, assim como uma baixa de produção e qualidade das peças obtidas.

Os tornos munidos com este tipo de porta ferramentas são vulgarmente denominados por tornos de revolver. Esta denominação deriva precisamente por a mudança da fermenta ser feita a custa da rotação do porta ferramentas.

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Exemplos de peças maquinadas por um torno de revolver

Tornos para aplicações especiais

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Existem tornos que são construídos de propositadamente para um tipo de aplicação especifico. É o caso do torno representado na figura, que é utilizado para maquinar peças com comprimentos superiores aos habituais, neste caso, uma cambota de motor de um navio de grandes dimensões.

Exemplo de bancada de um torno, os barramentos, que são superfícies de grande qualidade de acabamento são responsáveis pelo suporte do carro porta ferramentas.

A qualidade de acabamento e precisão dimensional deste componente têm, por sua vez, grande influencia no acabamento e precisão dimensional das peças obtidas.

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Fabricação de Peças Fresadas

No Fresamento ou operação de fresar a ferramenta de corte (fresa) roda em torno de um eixo, enquanto a peça se desloca com um movimento de translação. Este movimento pode sem longitudinal, transversal ou vertical uma vez que todas as máquinas de fresar — as fresadoras, permitem pelo menos movimento da peça segundo os três eixos ortogonais convencionais.

Na fig. representa-se várias peças com superfícies obtidas por meio de fresarnento mecânico. As fresadoras são máquinas muito versáteis permitindo a obtenção de pecas com as mais variadas formas.

Exemplos de Peças Obtidas por Fresamento

Os materiais de que são constituídas as peças podem ser os mais variados como o aço, ferro fundido, metais não ferrosos e materiais sintéticos.

Com a operação de fresamento obtêm-se superfícies planas ou curvas, escateis para enxavetamentos, ranhuras, modas dentadas, etc.

O processo de trabalho da operação de fresamento esta esquematizado na fig. seguinte.

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a) Movimento de avanço, realizado pela peça

b) Movimento de corte, realizado pela fresa

c) Trajectória de trabalho realizado por cada dente da fresa

Fresar consiste em arrancar aparas ao material por intermédio de uma ferramenta — a fresa, que é dotada de múltiplos fios de corte e que esta animada de movimento de rotação. Os dentes da fresa dispostos de forma circular têm o aspecto de cunhas cortantes.

A fresa faz o movimento de corte e a peca faz o movimento de aproximação ou de avanço.

-13-

Tipos de Fresadoras

Fresadora Horizontal

Este tipo de máquina presta-se a toda a

classe de trabalhos de fresamento.

A sua característica principal é o

posicionamento horizontal da

ferramenta (fresa), ou seja o eixo de

trabalho da fresa é paralelo a mesa

de trabalho.

Partes Principais de uma Fresadora

Horizontal

a) Corpo da fresadora;

b) Veio da ferramenta de corte, da fresa;

c) Grupo motor principal;

d) Accionamento do movimento de avanço;

e) Consola móvel;

f) Carro porta mesa;

g) Mesa de fresar;

h) Ponte;

i) Suporte da ponte;

j) Veio de transmissão dos avanços;

k) Mecanismo de fuso sem-fim.

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Fresadora Vertical

É uma fresadora concebida essencialmente para realizar trabalhos de fresado frontal.

O eixo de rotação da ferramenta tem urna disposição vertical em relação a mesa de fresamento.

O cabeçote da fresadora pode rodar permitindo uma posição da fresa inclinada.

Fresadora Vertical

Fresadora Paralela

Fresadora de Planar

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Fresadoras Especiais

Fresadora Paralela

Utiliza-se para trabalhar peças pesadas e de grandes dimensões

Fresadora de Planar

Utiliza-se essencialmente para trabalhos em série.

O cabeçote porta ferramenta tem ajustamento em altura.

As grandes máquinas de planar normalmente têm várias ferramentas para executar

vários trabalhos de fresamento em simultâneo.

Fresadoras convencionais

Na figura ao lado pode-se observar uma fresadora Universal horizontal.

O eixo de rotação da ferramenta está num plano paralelo ao plano da mesa de fresamento.

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Acessórios Disponíveis para este tipo de fresadora

Cabeçote vertical Divisor universal

Mesa circular divisora manual. Morsa paralela giratória Mandril porta-fresas.

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Na figura ao lado temos o exemplo de uma fresadora Universal Vertical.

O eixo de rotação da ferramenta está num plano vertical ao plano da mesa de fresamento.

Centros de maquinagem por fresamento de comando numérico (CNC)

Exemplo de um centro de maquinação por fresamento de comado numérico.

Como se pode observar, estas unidades de maquinagem são totalmente envolvidas por um envolucro em chapa metálica, isto por questões de segurança dos operadores e também para a aparas e o fluido de refrigeração da ferramenta não saírem para o espaço envolvente á máquina.

Na figura ao lado estão representadas várias operações possíveis de serem realizadas numa unidade de fresamento de comando numérico

-18-

Nesta figura podemos observar mais em pormenor a operação de fresamento.

A peça está fixa por duas maxilas na mesa de fresamento, a ferramenta (fresa) está acoplada no veio animado de movimento de rotação de modo a ter movimento de corte.

Os movimentos relativos de translação da mesa e da ferramenta permitem fresar os mais variados contornos e formas.

As fresadoras de comando numérico podem ter até cinco eixos com movimento de translação

-19-

Fabricação de Peças Perfuradas e Mandriladas

Para furar e mandrilar peças a máquina que se utiliza mais frequentemente é o engenho do furar.

As operações menos frequentes como escarear de rebaixar também podem ser executadas no engenho de furar.

Esta máquina de corte caracteriza-se por imprimir movimento do rotação, de descida e do subida á ferramenta: a broca ou o mandril. A peca está fixa sobre uma bancada que faz parte do engenho do furar.

Engenho de Furar

Abrem-se furos nas peças para alojar casquilhos, pernos, êmbolos, para abrir passagens para gases ou líquidos, etc.

Podem obter-se vários tipos de furos como demonstra a figura.

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a) furo passante — é um furo que trespassa toda a espessura da peça;

b) furo cego — é um furo que não chega a trespassar toda a espessura da peça;

c) furo cónico — é um furo que trespassa toda a espessura da peça mas cujo o diâmetro vai diminuindo,

A ferramenta que normalmente se utiliza para furar peças é a broca com a forma de espiral de dois gumes.

Á broca é imprimido dois movimentos:

1. Rotação da broca, também se chama movimento de corte ou movimento principal da broca (fig. X a)

Avanço rectilíneo da broca contra a peça, quanto maior for o avanço maior é a espessura das aparas, a maior parte dos engenhos de furar têm a possibilidade de efectuar este movimento automaticamente.

Movimentos executados ao furar com o engenho de furar:

Execução de furos em material macio

Obtenção da dimensão do fura pretendida par segunda passagem

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a) movimento de corte principal

b) movimento de avanço

Alguns tipos de Máquinas de Furar e Mandrilar

Furadeiras de Coluna

Este tipo de máquina de furar é o mais utilizado na generalidade dos oficinas.

Caracteriza-se pela coluna que serve do suporte ao

Porta ferramentas e à mesa onde se apoia a peça a furar.

A mesa pode ter movimento ascendente ou descendente de modo a ajustar a distância da ferramenta à peça.

Para peças de grandes dimensões a mesa pode rodar e torno da coluna para permitir o apoio do peca no base inferior da máquina.

Normalmente os eixos e engrenagens são em aço Cr-Ni, submetidos a rigorosos tratamentos térmicos, montados sobre rolamentos com todos os eixos estriados e rectificados.

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Mesas opcionais

Mesas inclináveis em até 180º Mesas coordenadas

Furadeiras Radiais

Este tipo do máquina de furar tem particularidade de possuir um braço que suporta a ferramenta que se pode deslocar na vertical e de rodar sobre seu eixo suporte.

Deste modo a máquina fica compacta, garantindo maior facilidade do operação, produtividade e extrema versatilidade com mínima utilização do espaço.

No caso de peças de grandes dimensões permite fazer furos em várias zonas da peça sem haver necessidade de deslocar a peça.

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Mesa opcional

Este tipo de furadeira pode vir equipado com uma mesa inclinável. Com este acessório a furadeira torna-se muito mais versátil tornando as operações de furar mais fáceis de realizar. Principalmente quando há necessidade de realizar furos múltiplos com eixos concorrentes.

Mesa Inclinável

Furadeiras Fresadoras

São máquinas de precisão. Com este tipo de máquinas abrem-se furos com distâncias muito precisas entre centros.

A peça é fixa numa mesa cruzada, ou seja permite movimentos longitudinais e movimentos transversais, o movimento vertical é feito pelo cabeçote. Estas máquinas permitem fazer furos cuja a precisão da distância entre eixos vai até a 0,001 mm.

Consoante o fabricante, podem estar dotadas de coluna prismática, avanço automático e avanço manual lento no eixo árvore e sistema de refrigeração, atendem com precisão Os mais exigentes trabalhos da construção mecânica.

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Furadeiras Fresadoras de comando Numérico

Como se pode observar este tipo de furadeiras são completamente envolvidas por um por chapa de aço, garantindo assim boas condições de segurança e limpeza da zona envolvente à máquina,

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Obtenção de peças com a operação de Brochar

Esta operação foi desenvolvida para resolver situações que com o torno ou outra máquina ferramenta não têm condições de resolver.

A operação de brochar utiliza-se para abrir ranhuras ou orifícios não circulares. Exemplos:

? ? Orifícios quadrados;

? ? Orifícios hexagonais

? ? Orifícios com outras formas mais complicadas.

A operação de brochar utiliza uma ferramenta que se designa por Brocha, a ferramenta tem um movimento de vaivém, que vai aprofundando o corte com a forma da própria brocha á medida que as passagens vão sendo executadas.

Os dentes da brocha provocam cortes sucessivamente mais profundos por terem também dimensões maiores á medida que a brocha vai progredindo no sentido do corte.

Como já foi dito a brocha utiliza-se em interiores para abrir furos, mas também pode ser utilizada exteriormente para abrir ranhuras tendo um efeito semelhante á operação de fresamento.

Tipos de Brochas:

? ? Brochas cilíndricas lisas.

? ? Brochas com canais rectos

? ? Brochas con canais helicoidais

? ? Brochas com câmara de aparas

? ? Helicoidal

? ? Casquilhos de acabamento em "full form"

? ? Brochas planas de aço rápido

? ? com pastilhas de materiais duros

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? ? Anilhas de acabado para "Brochado Tubo"

Exemplos da Operação de Brochar

Esquema de funcionamento da Brocha

Na figura pode-se observar a operação de brochar.

Neste caso trata-se de abrir um orifício de secção quadrada.

Exemplos de brochas para a obtenção dos mais variadas formas de orifícios

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Operação de Serrar

Serra mecânica de movimento continuo da folha da serra.

Aplica-se para cortar barras, varões ou mesmo chapas de aço, geralmente com uma secção de corte significativa.

Com este tipo de serra pode-se deixar a serra a cortar sem interferência do operador uma vez que a serra para quando acabar de realizar o corte.

Serras de disco para corte peças de menor secção de corte.

Está muito generalizada nas oficinas de serralharia geral.

Serras de disco para corte peças de menor secção de corte com bancada.

Está muito generalizada nas oficinas de serralharia geral.

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Corte por Arrombamento

A operação de corte por arrombamento é realizado sem arranque de apara. O corte do material poder executado por sucessivos cortes pequenos ou pode ser feito numa só operação.

Quando o corte é feito numa só operação, este pode ser executado ao longo de todo o bordo do corte ou feito de forma progressiva.

O corte ao longo de todo o bordo é normalmente designado por punçoamento, que consiste em cortar a chapa por acção de uma peça (normalmente cilíndrica) designada por punção. O punção atravessa um furo com a mesma forma geométrica mas com dimensão ligeiramente superior, este furo esta localizado numa peça que chama alfeça.

O corte numa única operação, mas executada progressivamente, é realizado normalmente por guilhotinas.

Esquema de funcionamento de uma Guilhotina

Exemplos guilhotinas que se utilizam actualmente

-29-

Operação de Enformação

O processo de enformação consiste em alterar a forma das peças sem que lhe seja retirado ou adicionado material. As alterações são ao nível da distribuição do material.

Entre as principais operações de enformar pode-se considerar as seguintes:

? ? Desenpenar

? ? Dobrar

? ? Estirar

? ? Abocardar

? ? Extrudir

? ? Laminar

? ? Forjar Perfilar

? ? Repuchar

? ? Enrolar

Estas operações são normalmente realizadas sobre perfis ou chapas metálicas, que podem ser trabalhados a frio ou a quente dependendo sobretudo da espessura dos objectos.

A operação de Desempenar é uma operação simples em que o objectivo é a planificação das chapas ou perfis em causa. Esta operação pode ser realizada com a ajuda de máquinas designadas por fieiras que são constituídas por vários rolos responsáveis por planificar o material.

O material avança entre os rolos e vai sendo sujeito a flexões em sentido alternado cada vez de menor amplitude até ficar a superfície ficar o mais plana possível, dependendo da qualidade e da capacidade das fieiras.

A operação de Dobrar, laminar e perfilar são processos de enformação de superfícies planificáveis, geralmente de superfícies cónicas ou cilíndricas. As outras operações estão geralmente associadas a processos de enformação de superfícies não planificáveis.

A operação de Estampar utiliza um cujo e uma matriz em que existe uma diferença significativa de entre as dimensões do cujo e da matriz, com o cujo de menores dimensões.

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O material a estampar coloca-se sobre a matriz, o cunho com a ajuda da máquina força a entrada do material na matriz obrigando-o a tomar a forma desta.

-31-

Operação de Dobrar

Esquema de funcionamento de uma Quinadeira.

Exemplos de Quinadeiras que se utilizam actualmente.

-32-

Operação de Enrolar

Esquema de funcionamento de uma Calandra

Exemplos de Calandras que se utilizam actualmente.

Exemplo prático da operar com uma calandra

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Calanbra para enrolar tubos de accionamento manual.

Calanbra para enrolar tubos motorizada

Máquina de dobrar Tubos hidráulica de accionamento manual.

Este tipo de máquina é muito utilizada em oficinas de serralharia geral.

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Participaram neste trabalho os formadores abaixo referidos que cederam os respectivos direitos de propriedade e autoria:

João Gonçalves

Baptista Cabarrão

Jorge Monteiro

Sofia Silva

Vítor Monteiro

António Mota

Vítor Capote

David Cabarrão

i

Modulo n.º. 13

Complementos de Cotagem

Esta Publicação é propriedade do GICEA, Gabinete de Gestão de iniciativas comunitárias.

Este produto é protegido pelas leis em vigor e copyright, estando reservados todos os seus direitos. Não pode ser reproduzido nem transcrito por qualquer processo seja ele qual for sem autorização dos titulares do direito. Os infractores são passíveis de procedimento judicial.

ii

Sub-Projecto :

Módulo nº. : Designação :

Curso : Horas prevista : 40

OBJECTIVOS

CONTEÚDOS

ACTIVIDADES

AVALIAÇÃO

MATERIAIS / RECURSOS

Data O Formador

1. Cotagem funcional - satisfação das exigências práticas.2. Tolerâncias e ajustamentos.3. Números normais, sua aplicação.4. Tolerâncias, simbologia.5. Tabelas sobre tolerâncias e ajustamentos.6. Escolha de tolerâncias: Sistema furo normal ou base e veio normal ou base.7. Escolha de ajustamentos. Ajustamentos mais correntes.

1. Noção de número normal.2. Cotagem funcional.3. Tolerâncias dimensionais.4. Tolerâncias de forma.5. Tolerâncias de posição.6. Inscrição das tolerâncias nos desenhos. Utilização da simbologia aplicável

Definição e calculo de tolerâncias.Execução de desenhos com aplicação dos conhecimentos adquiridos, acrescentando tolerâncias esimbologia adequada aos ajustes e estados de superfícies.

Análise dos trabalhos realizados, nível de aplicação das normas, cálculos das tolerâncias, e rigor.Análise dos dados referentes à participação, assiduidade, pontualidade, relações humanas.

Sala de desenho com equipamento tradicional a definir no módulo 4.Rectro-projector.

PUBLICO ALVOFormadores da area do Desenho Técnico

BIBLIOGRAFIAMorais, Simões – Desenho de Construções Mecânicas – Porto EditoraCunha, L. Veiga da – Desenho Técnico – Fundação Calouste GulbenkianOrnelas Alberto, Ribeiro José e Costa e Silva Manuel – Desenho Técnico – Edições Asa

Complementos de Cotagem

11 - Desenho Técnico

FICHA DE PLANIFICAÇÃO MODULAR

13

-1-

Índice

Introdução.................................................................................................... 2

Tolerânciamento dimensional .......................................................................... 3 Definições..................................................................................................... 4 Dimensão Nominal......................................................................................... 4 Dimensão efectiva de uma peça ...................................................................... 4 Dimensões - limite......................................................................................... 5 Desvio.......................................................................................................... 5 Desvio superior ............................................................................................. 5 Desvio inferior............................................................................................... 5 Desvio fundamental ....................................................................................... 5 Linha zero .................................................................................................... 5 Zona de tolerância......................................................................................... 6 Qualidade das tolerâncias ............................................................................... 7 Posição da zona de tolerância.......................................................................... 8 Furos ........................................................................................................... 8 Veios ........................................................................................................... 9 Valores dos desvios fundamentais ..................................................................10 Ajustamentos...............................................................................................11 Tipos de Ajustamentos ..................................................................................12 Sistemas de Ajustamento ..............................................................................13 Escolha do ajustamento.................................................................................15 Exemplos de cotagem com Tolerâncias lineares individuais. ...............................17

Sistema de tolerâncias angulares (ISO)...........................................................19

Indicação dos estados de superfície ................................................................21

Especificação no Desenho referente ao estado de superfície...............................23

Técnicas de medida de rugosidade..................................................................25

Equivalência dos símbolos antigos com valores de Ra........................................27

Tolerância de forma e de posição....................................................................29

Indicações das tolerâncias de forma no Desenho ..............................................30 Quadros de tolerância ...................................................................................30 Indicação do elemento afectado pela tolerância de forma. .................................30 Indicação do elemento de referência afectado pela tolerância de posição ...................................................................................................31 Exemplos de aplicação de tolerâncias de forma e de posição..............................32

Cotagem funcional........................................................................................33

-2-

Introdução

O complemento ao desenho geométrico e á sua cotagem nominal, é necessária como informação á fabricação de peças. O seu objectivo é estabelecer limites para a qualidade de fabrico aceitável, tendo como referência os aspectos funcionais das peças desenhadas.

Presentemente a precisão de fabrico definido estabelece os limites dos desvios de fabricação, permitindo produzir lotes de peças intermutáveis.

Os elementos (faces planas ou superfícies cilíndricas, etc.) de uma peça que contactam com elementos móveis ou fixos de peças vizinhas, são designados por elementos funcionais, pelo que têm como condicionantes qualidades e tolerâncias adequadas ás exigências funcionais. Podemos deste modo designar elementos de geometria funcional e dimensões funcionais que devem ser convenientemente toleranciados.

Deve-se referir que o custo de fabrico de uma peça aumenta proporcionalmente à exigência de qualidade, pelo que, a precisão de fabricação deverá ser e só apenas a precisão necessária ao correcto funcionamento das peças.

-3-

Tolerânciamento dimensional

O fabrico de peças com dimensões nominais exactas é impossível, tornando-se necessário o estudo de valores limites (máximo e mínimo) que podem ter as dimensões funcionais (compatíveis com o funcionamento desejado das peças).

Chamamos tolerância á diferença entre as dimensões máxima e mínima admissíveis. No desenho da figura 01, admitimos:

Fig. 01 ? ? cota nominal : DN - 32mm

? ? cota máxima : Dmáx - 32,15

? ? cota mínima : Dmin – 31,90

A tolerância (T) é neste casso a diferença entre a cota máxima (32,15) e a cota mínima (31,90), ou seja:

T= Dmáx – Dmin ? T= 32,15 – 31,90 ? T=0,25mm Os desvios limites (números algébricos) são o excesso das cotas limites (máximo e mínimo) sobre a cota nominal. São designados por:

? ? desvio superior: ES – a diferença entre a Dmáx e a DN, ou seja:

ES= 32,15 – 32,00 = +0,15mm

? ? desvio inferior: EI – a diferença entre a Dmin e a DN, ou seja:

EI= 31,90 – 32,00 = -10mm

-4-

A tolerância é também a diferença entre os desvios superior e inferior, ou seja:

T= ES – EI ? T= +0,15 – (- 0,10) ? T= 0,25mm

O sistema ISO de tolerâncias e ajustamentos respeita às tolerâncias dimensionais de peças lisas, assim como aos ajustamentos da sua montagem.

Para simplificação, só se considera expressamente peças de secção circular.

No entanto, tudo quanto aqui se diz acerca deste tipo de peças se aplica integralmente a todas as peças lisas.

Em particular, as expressões "furo" e "veio" designam também o espaço contido entre duas faces paralelas de qualquer peça (largura de uma fenda, espessura de uma chaveta, etc.).

Definições

Fig. 02

Dimensão Nominal

Dimensão de referência, geralmente escolhida entre as dimensões lineares nominais de 1 a 500 mm. (Ver Figura 03) É a cota inscrita no desenho (comum ao furo e ao veio).

Dimensão efectiva de uma peça

Dimensão realizada e medida na peça.

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Dimensões - limite

Dimensão máxima e dimensão mínima entre as quais se deve encontrar a dimensão efectiva (incluindo os próprios extremos).

Desvio

Diferença algébrica entre uma dimensão (efectiva, máxima, etc.) e a dimensão nominal correspondente.

Desvio superior

Furo: ES = Dmáx -DN

Veio: es= Dmáx - DN

Desvio inferior

Furo: El= Dmin - DN

Veio: ei = Dmin - DN

Desvio fundamental

É, dos dois desvios, aquele que convencionalmente se escolhe para definir a posição da zona de tolerância em relação à linha zero.

Em princípio, é o desvio correspondente ao limite mais próximo da linha zero.

Linha zero

É, na representação gráfica, a materialização da cota nominal.

Quando a linha zero é horizontal, por convenção, os desvios positivos estão acima dela e os desvios negativos estão abaixo.

-6-

Zona de tolerância

Na representação gráfica das tolerâncias, é a zona compreendida entre as duas linhas que representam os limites da tolerância, e é definida em grandeza (tolerância) e em posição em relação à linha zero.

-7-

Qualidade das tolerâncias

São previstas 18 qualidades: 01, 0, 1, 2, 3,... 16, que correspondem, cada uma, a uma das tolerâncias ditas fundamentais, IT01,IT0,IT1,IT2,... IT16.

Esta tolerância é função da dimensão nominal (13 escalões para D<= 500 mm).

A menor tolerância corresponde à qualidade 01.

Fig. 03

-8-

Posição da zona de tolerância

É definida pelo valor normalizado do desvio fundamental. Este valor é função da dimensão nominal; mas, na maioria dos casos, não depende da qualidade da tolerância.

Furos

O valor do desvio fundamental é representado por um símbolo: letra maiúscula (uma ou duas letras) A, B, C, CD, D, ... Z, ZA, ZB, ZC.

Fig. 04

Fig 05

-9-

Veios

O valor do desvio fundamental é representado por um símbolo: letra minúscula (uma ou duas letras) a, b, c, cd, d, ... z, za, zb, zc. (Ver figura 05)

observações:

? ? - O desvio fundamental é nulo para H e h.

? ? - As letras I, i, L, l, O, o, Q, q não são utilizadas a fim de evitar confusões com os algarismos 1 e 0.

? ? - Para JS e js:

? ? Desvios – Limite (ES e EI ou es e ei) =+/- IT/2

-10-

Valores dos desvios fundamentais

Desvios fundamentais dos Furos: ver figura 06

Desvios fundamentais dos Veios: ver figura 07

Fig 06

Fig. 07

-11-

Ajustamentos

Um ajustamento mecânico consiste na associação de duas peças que têm elementos funcionais em contacto.

Os elementos reentrantes das peças (furos, ranhuras, etc.) são designados simplesmente por furos e caracterizados funcionalmente por dimensões interiores.

Os elementos salientes (veios, chavetas, etc.) são designados por veios e caracterizados funcionalmente por dimensão exteriores.

À dimensão interior de um furo e à dimensão exterior de um veio que estejam funcionalmente ajustados, corresponde uma mesma cota nominal que deve ser tolerânciada.

-12-

Tipos de Ajustamentos

São considerados três tipos de ajustamentos:

? ? Ajustamento com folga, quando a dimensão real do furo é superior à do veio.

Fig. 08

? ? Ajustamento com aperto, quando a dimensão real do furo é menor que a do veio.

Fig. 09

? ? Ajustamento incerto ou indeterminado, quando a dimensão real do furo é umas vezes maior e outras menor que a dimensão real do veio. Este ajustamento pode comportar uma folga ou um aperto.

Fig. 10

-13-

Sistemas de Ajustamento

A fim de reduzir o número de ajustamentos possíveis, utilizam-se na construção mecânica apenas dois sistemas:

? ? Sistema de furo normal

? ? Furo H (desvio inferior nulo)

? ? Escolha do desvio fundamental do veio (a a zc)

? ? Sistema de veio normal

? ? Veio h (desvio superior nulo)

? ? Escolha do desvio fundamental do furo (A a ZC)

Deve utilizar-se de preferência o sistema de furo normal (H).

O sistema de veio normal (h), é aplicado aos ajustamentos em que o “veio” é comercializado (chavetas, rolamentos, extremos de veios, etc.)

Os ajustamentos correntemente utilizados na construção mecânica, envolvem um pequeno número de ajustamentos considerados no sistema de furo normal, como se verifica pela figura 11.

-14-

Fig. 11

-15-

Escolha do ajustamento

Na figura 12, podemos escolher os desvios (folgas ou apertos) limites compatíveis com a análise funcional da montagem que se pretende.

Fig. 12

O custo de fabrico depende sempre de maneira proporcional á qualidade das tolerâncias escolhidas. Em complemento a figura 13 indica-nos os desvios dos ajustamentos mais correntemente utilizados na industria metalomecânica.

-16-

Fig13

-17-

Exemplos de cotagem com Tolerâncias lineares individuais.

1-A ponta de um veio com diâmetro nominal 40 deve ser produzida com a qualidade IT 6 e tolerância na posição k. Estabelecer a cotagem usando:

? ? - a simbologia ISO (fig14);

? ? - a dimensão nominal e os desvios (fig15).

? ? - a dimensão nominal e os desvios (fig. 16);

? ? - a simbologia ISO acompanhada dos desvios (fig17).

Cálculos:

Para o diâmetro 40, as tabelas anteriores indicam:

IT 6=16 ? m=0,016 (tolerância ISSO)

ei= +0,002

como es – ei = IT vem es = +0,018

As dimensões limites são:

? ? es = Dmáx – DN Dmáx = 40,018

? ? ei = Dmin – DN Dmin = 40,002

2-Uma roda dentada tem o cubo com um furo de diâmetro nominal 40 produzido com qualidade IT 7 na posição H.

-18-

Estabeleça a cotagem usando:

? ? - a simbologia ISO (fig.18);

? ? - a dimensão nominal e os desvios (fig. 19);

? ? - as dimensões limites (fig. 20);

? ? - a simbologia ISO acompanhada dos desvios (fig.21).

Cálculos:

IT 7=0,025

A posição H (furo normal) tem El = 0

pelo que ES=IT ou ES= +0,025

ES = Dmax - DN Dmax = 40,025

EI = Dmin - DN Dmin = 40,000

-19-

Sistema de tolerâncias angulares (ISO)

O sistema ISO de tolerâncias angulares admite 12 qualidades de precisão para os elementos angulares que são representados pelos símbolos de AT1 a AT12. A figura 22 representa a tabela de qualidades de tolerâncias de ângulos (em ? rad) de acordo com os comprimentos dos elementos a considerar (1 ? rad = 0,2’’).

Fig. 22

Nestas cotagens, são usadas cotas enquadradas que significam serem cotas que correspondem a dimensões, consideradas teoricamente exactas.

As figuras 23 e 24 representam exemplos de aplicação de cotagens dimensionais com tolerâncias angulares.

Fig 23 Fig 24

-20-

Exemplos de ajustamentos

Fig. 25

-21-

Indicação dos estados de superfície

O conjunto de pequenas irregularidades normais em qualquer superfície das peças é designado por rugosidade de superfície.

A aptidão de uma peça para o desempenho de uma determinada função mecânica depende do seu estado superficial que envolve:

? ? o estado geométrico, na qual se incluem o desvio de forma, ondulação, rugosidade, marcas de ferramentas;

? ? o estado físico - químico definido pelas características da camada superficial;

Fig. 26

-22-

Fig 26 a

A rugosidade de superfície é caracterizada pela média aritmética dos desvios do perfil efectivo relativamente à sua linha média, expresso em microns (? m) e correntemente designado com o símbolo Ra.

Fig. 27

Os valores normais de rugosidade são:

? ? 50 - 25 – 12,5 – 6,3 - 3,2 – 1,6 – 0,8 - 0,4 – 0,2 – 0,1 – 0,05 – 0,025 ? m

a que corresponde 12 símbolos de classe de rugosidade:

N12 50

N11 25

N10 12,5

N9 6,3

N8 3,2

N7 1,6

N6 0,8

N5 0,4

N4 0,2

N3 0,1

N2 0,05

N1 0,025

-23-

Especificação no Desenho referente ao estado de superfície

O símbolo básico a adoptar sobre o desenho, quando for indispensável para assegurar a aptidão do produto acabado para os fins desejados para caracterizar o estado de acabamento de uma superfície é o indicado na figura 28. A este símbolo são associados diversos elementos conforme assinalado na figura 29.

Fig 28 Fig 29

? ? Indicação das características da rugosidade conforme classe de rugosidade

? ? Indicação de características especiais exigidas para o estado de superfície (tratamento térmico, pintura, cromagem, etc.)

? ? Indicação do comprimento de base

? ? Indicação da orientação das estrias, resultante da forma como foram trabalhadas as superfícies (figura 30)

Fig 30

? ? Indicação da sobreespessura para acabamento em mm

-24-

Exemplos:

Fig 31 Superfície com acabamento (arranque de apara)

Fig 32 Superfície com rugosidade máxima 6,3 ? m, minimo 3,2? m

Fig 33 Superfície fresada com estrias radiais com rugosidade 3,2 ? m sobreespessura de acabamento de 0,5 mm e 0,8 mm de comprimento base.

-25-

Técnicas de medida de rugosidade

Os métodos de medida dos desvios do estado de superfície podem ser classificados por:

? ? amostras viso- tácteis (figura 30)

? ? aparelhos electrónicos de captor (indutivo e piezoeléctricos) (figura 31 e 32)

? ? aparelhos ópticos

Fig 31

Fig 32

Fig 33

Fig 34

Fig 35 Fig 36

-26-

O quadro seguinte (figura 37) dá a título indicativo os valores de rugosidade Ra para algumas funções e condições de funcionamento.

Fig 37

-27-

Equivalência dos símbolos antigos com valores de Ra

Para ajudar a compreender a equivalência dos símbolos indicadores de maquinação e estado de superfícies usados em muitos desenhos de peças, e a sua correspondência aos valores numéricos de Ra usados modernamente temos a figura 38.

Fig 38

-28-

Na figura seguinte, são apresentados os valores da rugosidade (Ra em ? m), para as superfícies de peças produzidas pelos métodos operacionais mais comuns das oficinas.

Fig 39

-29-

Tolerância de forma e de posição

Para reduzir os erros de fabrico de elementos rectos das peças (arestas, geratrizes, eixos, etc.) utilizamos tolerâncias de forma ou tolerâncias de rectilismo a esses elementos, como identificado nas figuras 40, 41, 42 e 43.

A finalidade essencial deste método de especificação de tolerâncias, é garantir condições correctas para o funcionamento e aptidão ao uso das peças acabadas.

Uma tolerância dimensional pretende limitar certos erros geométricos, no entanto, se os erros geométricos estiverem contidos noutros limites, ter-se-á de especificar uma tolerância geométrica.

-30-

Indicações das tolerâncias de forma no Desenho

Quadros de tolerância

Num rectângulo dividido em dois ou três compartimentos, inscreve-se da esquerda para a direita:

? ? O símbolo da característica que a tolerância afecta.

? ? O valor da tolerância (precedido do símbolo ? se a zona a tolerânciar for cilíndrica ou circular).

? ? Se necessário, a letra que identifica o elemento de referência.

Indicação do elemento afectado pela tolerância de forma.

As figuras 46, 47, 48 e 49 indicam como a tolerância de forma deve ficar ligada ao elemento por ela afectado.

-31-

Indicação do elemento de referência afectado pela tolerância de posição

As figuras 50, 51, 52, 53, 54 e 55 indicam como a tolerância geométrica fica ligada ao elemento ou elementos de referência.

-32-

Exemplos de aplicação de tolerâncias de forma e de posição

Quadro de tolerâncias de forma e posição, exemplos de aplicação.

Fig 56

-33-

Cotagem funcional

A definição do produto acabado deve incluir uma cotagem funcional que concretize os estados limite do material admissíveis, e eventualmente, prescrições para a sua correcção geométrica e para o estado micro geométrico das suas superfícies.

A cotagem funcional baseia-se no estudo das condições de aptidão ao uso do produto. O seu objectivo é dar as tolerâncias mais amplas de orientação para o fabrico de um produto apto para o uso. A cotagem funcional de um produto só tem sentido se for conhecida a sua função.

Quando numa montagem de peças, uma dimensão tiver de satisfazer várias condições de aptidão ao uso, a atribuição das tolerâncias deve ter em linha de conta a mais restritiva de todas elas.

-34-

Participaram neste trabalho os formadores abaixo referidos que cederam os respectivos direitos de propriedade e autoria:

João Gonçalves

Baptista Cabarrão

Jorge Monteiro

Sofia Silva

Vítor Monteiro

António Mota

David Cabarrão

Modulo n.º 14

Desenho de Elementos de Ligação Esta Publicação é propriedade do GICEA, Gabinete de Gestão de iniciativas comunitárias.

Este produto é protegido pelas leis em vigor e copyright, estando reservados todos os seus direitos. Não pode ser reproduzido nem transcrito por qualquer processo seja ele qual for sem autorização dos titulares do direito. Os infractores são passíveis de procedimento judicial.

ii

Sub-Projecto :

Módulo nº. : Designação :

Curso : Horas prevista : 30

OBJECTIVOS

CONTEÚDOS

ACTIVIDADES

AVALIAÇÃO

MATERIAIS / RECURSOS

Rectro-projector.

Data O Formador

FICHA DE PLANIFICAÇÃO MODULAR

14

1. Interpretar a aplicação de elementos de ligação.

Identificação dos principais elementos de ligação: rebites, soldaduras, peças roscadas, pernos, chavetas, cavilhas e molas.

Desenho de peças ligadas com os vários tipos de elementos de ligação.

Análise dos trabalhos realizados.Dados referentes à participação.

PUBLICO ALVO

Desenho Técnico - Veiga da CunhaDesenho de Construções Mecânicas - Simões Morais 3

Desenho de Elementos de Ligação

11 - Desenho Técnico

Formadores da área Do Desenho Técnico

BIBLIOGRAFIA

Sala de desenho com equipamento tradicional a definir no módulo 4.

Índice Introdução............................................................................................................ 2 Rebites................................................................................................................. 3 Soldaduras ........................................................................................................... 6 Tipos de juntas de soldadura................................................................................... 6 Características e definição dos cordões de soldadura.................................................. 8 Peças Roscadas ................................................................................................... 10 Normas .............................................................................................................. 10 NP-1006 - ISO 6410 - Representação convencional de roscas ................................... 10 Representação de roscas ...................................................................................... 12 Roscas à vista ..................................................................................................... 13 Roscas em corte.................................................................................................. 14 Roscas escondidas ............................................................................................... 15 Peças roscadas em conjuntos................................................................................ 15 Parafusos ........................................................................................................... 16 Pernos................................................................................................................ 22 Classes dos materiais usados no fabrico de elementos roscados ................................ 26 Chavetas ............................................................................................................ 27 Tipos de enchavetamentos.................................................................................... 27 Tipos de chavetas................................................................................................ 27 Cavilhas ............................................................................................................. 28 Classificação de cavilhas....................................................................................... 28 Troços................................................................................................................ 29 Molas ................................................................................................................. 29 Tipos de molas – NP-1065 – ISO 2162 ................................................................... 29

-2-

Introdução

Os principais processos de ligação de peças podem dividir-se em ligações permanentes ou não desmontáveis, quando as peças ligadas não se podem separar sem destruição e ligações desmontáveis quando as peças ligadas se podem separar sem destruição.

A soldadura e a ligação com parafusos são dois exemplos de ligações permanentes e desmontáveis respectivamente.

As ligações permanentes podem ser directas se na ligação intervêm as peças a ligar, ou indirectas se é necessário recorrer a outra peça para estabelecer a ligação.

A rebitagem e a soldadura são exemplos de ligações permanentes indirectas.

As ligações permanentes directas podem realizar-se por ajustamento, por cravação e por engastamento.

Consideram-se três grupos de ligações desmontáveis: completas, parciais e elásticas.

Nas ligações completas não são possíveis deslocamentos relativos das peças ligadas; nas ligações parciais são possíveis certos tipos de deslocamentos relativos das peças ligadas, normalmente sem limitações de amplitude; nas ligações elásticas são possíveis certos movimentos entre as peças ligadas, sempre de amplitude limitada.

As ligações desmontáveis completas podem ser directas ou indirectas, conforme as duas peças se ligam directamente entre si ou por meio de um elemento intermediário.

As ligações completas directas podem ser por ajustamento, cónicas, roscadas e com grampos; as ligações completas indirectas englobam as ligações com peças roscadas tais como os parafusos, porcas e pernos e também das ligações com chavetas, cavilhas e troços.

-3-

Rebites

Os rebites são peças que se utilizam para realizar ligações permanentes directas. São constituídos por duas partes, a cabeça e a espiga.

A espiga é a parte cilíndrica ou ligeiramente tronco - cónica que se introduz nos furos abertos nas peças a ligar. A cabeça é a parte por onde se segura o rebite, quando se faz a cravação.

Os rebites utilizam-se na ligação de duas ou mais peças, sobretudo de chapas e perfis metálicos.

As ligações realizadas com rebites podem ser de três tipos:

? ? Ligações resistentes se o objectivo principal é conseguir que as duas peças ligadas transmitam esforços e lhes resistam como se fossem uma única;

? ? Ligações estanques se se pretende que as juntas de ligação impeçam a passagem de gases ou líquidos;

? ? Ligações resistentes e estanques se se pretende que tenham simultaneamente as características dos dois tipos anteriormente indicados.

Os rebites devem ser de material simultaneamente resistente e dúctil.

Os materiais mais correntemente utilizados nos rebites são:

? ? o aço, que se utiliza sobretudo em rebites para estruturas metálicas e construção mecânica;

? ? o cobre e o latão que se utilizam em rebites para caldeiraria;

? ? o duraluminio que se utiliza com frequência em rebites utilizados em construção metálica ligeira e em construção aeronáutica.

A norma NP-191 (1959) define as condições a que deve obedecer o aço utilizado no fabrico de rebites, prevê a utilização de quatro qualidades de aço diferentes.

A norma NP – 264 (1962) faz a classificação geral dos tipos de rebites normalizados.

As dimensões das cabeças dos diversos tipos de rebites para caldeiraria e construções metálicas , para os vários diâmetros nominais são definidos pelas normas NP- 193, 194, 195, 196 e 197 (1959).

-4-

Os rebites para chapa previstos pelas normas portuguesas podem Ter cabeças com três formas diferentes de acordo com as normas NP-249, 250 e 251 (1961).

Segundo as normas NP-245, 246 e 247 (1961) as cabeças dos rebites semitubulares podem ser de quatro tipos diferentes.

Os comprimentos normalizados dos rebites bifurcados e as dimensões do rasgo são indicadas pela norma NP-248 (1961).

A NP-252 (1961) indica os diâmetros de rebites para caldeiraria e construções correspondentes a diversas espessuras de chapas.

As normas portuguesas estabelecem uma designação para referenciar rebites, cuja forma geral é a seguinte:

? ? X d x l x l1/n – NP – y

Sendo:

? ? X – letra ou letras que indicam o tipo de rebite;

? ? d – diâmetro nominal;

? ? l – comprimento do rebite;

? ? l1 – comprimento do furo interior ( só se inscreve em rebites semitubulares)

? ? n – número do aço ou designação do metal;

? ? y – número da norma que normaliza o rebite designado.

A NP- 264 (1962) que resume os tipos normalizados de rebites especifica as letras X utilizadas para designar cada tipo de rebite, os materiais de utilização normalizada e a norma que diz respeito a esse materiais.

Fig 01

-5-

Fig 02

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Soldaduras

A soldadura é um processo de ligação permanente entre duas ou mais peças.

Actualmente a soldadura tende a substituir os rebites pois apresenta mais vantagens. É mais versátil, permite melhor acabamento, é facilmente estanque, garante uma distribuição de esforços mais uniforme e, uma vez que dispensa a furação das peças, poupa trabalho e melhora a resistência destas. Permite assim obter estruturas mais ligeiras e portanto mais económicas.

Tipos de juntas de soldadura

Conforme a disposição das peças que se pretendam soldar podem distinguir-se vários tipos de juntas de soldadura: topo a topo, sobrepostas, paralelas, de ângulo e múltiplas.

A fig. seguinte apresentam-se de forma muito esquemática alguns dos tipos de juntas de soldadura referidos.

Fig. 03

As soldaduras com fusão podem ser qualquer dos tipos indicados, enquanto as soldaduras com pressão só podem ser topo a topo, sobrepostas ou paralelas. As soldaduras podem fazer-se entre peças com espessuras iguais ou diferentes.

-7-

Na figura seguinte, de acordo com a norma NP-1515 (1977), representam-se os tipos mais importantes de cordões que se utilizam em soldaduras topo a topo de peças com espessuras iguais, indicando-se as designações destes cordões e a espessura das chapas em que geralmente se utilizam.

Fig. 04

Na fig. nº5 representam-se três modalidades de uma soldadura em V de duas chapas com espessura diferente. Quando a diferença das espessuras das peças a ligar não exceder 3.5 mm, a soldadura faz-se por simples disposição de metal da adição. Quando a diferença das espessuras das peças for superior a 3.5 mm pode adoptar-se a disposição da fig.5b.

Fig. 05

Na fig.nº6 representa-se o aspecto em corte de algumas soldaduras sobrepostas. Em geral não é preciso o alinhamento das peças e pode utilizar-se a soldadura representada na fig.6a.

Se este alinhamento for necessário, pode recorrer-se à junta representada na fig.6b que exige a dobragem prévia de uma das peças.

-8-

Fig. 06 Fig. 07

Na fig. nº7 representa-se o aspecto de soldaduras paralelas. O objectivo desta soldadura é permitir o reforço de uma chapa em determinada zona, para que possa resistir aos esforços a que sujeita.

As soldaduras sobrepostas e paralelas são também correntes na soldadura compressão (fig. nº8)

Fig. 08

Na fig. nº9 representam-se em corte alguns tipos de soldaduras de ângulo.

Fig. 09

Características e definição dos cordões de soldadura

Os cordões de soldadura em corte ou em secção representam-se em geral a preto, como se fez nas figuras anteriores. No entanto, se se representar um cordão num desenho em grande escala, podes ser preferível usar um tracejado cruzado como se representa na fig. nº10

-9-

Fig. 10

Os cordões, qualquer que seja o seu tipo, podem ser feitos com uma só passagem ou com passagens sucessivas.

A representação dos cordões em Desenho Técnico é sempre a mesma, quer os cordões sejam executados numa passagem ou em várias.

Um problema importante a ter em conta nas soldaduras é o das deformações que se geram nas peças, em consequência das contracções que se seguem aos aquecimentos a altas temperaturas, nas zonas em que se realiza a soldadura.

Quando se pretende cotar completamente um cordão de soldadura, é necessário indicar as cotas que definem as operações de corte nas chapas, para as preparar para a soldadura, e a posição relativa em que devem ser mantidas as chapas durante a soldadura. (fig. nº10)

A forma dos bordos das chapas e a sua distância estão normalizadas e ficam definidas desde que se indique o tipo e a espessura do cordão.

A espessura do cordão define-se de formas diferentes conforme o tipo de junta. Com se vê na fig. nº11 a espessura do cordão é sempre igual à altura do triângulo isósceles inscrito na secção do cordão.

Fig. 11

A espessura dos cordões de topo não deve ser inferior a 3 mm e a dos cordões de ângulo não deve ser superior a 0.7 vezes a menor espessura das peças a ligar.

-10-

Fig.12

Para o cordão ficar completamente definido é necessário indicar a forma, a espessura e o seu comprimento.

Na cotagem de soldaduras por pontos é necessário indicar a distância entre pontos e o seu diâmetro que corresponde ao diâmetro da extremidade dos eléctrodos das máquinas de soldar.

Peças Roscadas

Normas

NP-1006 - ISO 6410 - Representação convencional de roscas

Roscas Roscas são ranhuras e relevos superficiais, de forma helicoidal praticadas no exterior (parafusos) e no interior (porcas) de cilindros (rosca cilíndrica) ou de cones (rosca cónica).

A rosca mais habitual é a rosca direita, gerada mediante movimento helicoidal direito. Em alguns casos é usada a rosca esquerda gerada, mediante movimento helicoidal esquerdo. Como regra simples, basta colocar o parafuso na posição vertical e verificar:

? ? se os filetes descem da esquerda para a direita, a rosca é esquerda;

? ? se os filetes descem da direita para a esquerda a rosca é direita.

Como elementos fundamentais das roscas, temos:

? ? eixo da rosca – é o eixo do cilindro ou do cone roscado;

? ? filete da rosca- é o sólido prismático, muito longo, que está enrolado por um só filete (fig.13)

-11-

? ? rosca múltipla é constituída por 2,3 etc., filetes (fig.13).

Fig.13

? ? diâmetro nominal de uma rosca – é o maior diâmetro da rosca exterior ( parafuso), o que corresponde ao diâmetro do fundo do filete da rosca interior (porca). Um mesmo diâmetro nominal de uma peça roscada pode admitir diferentes passos:

? ? passo grosso – é o passo de fabricação corrente e pode Ter os valores indicados na tabela.

? ? Passo fino – são passos menores do que os passos grossos

? ? núcleo da rosca – é o cilindro ou cone que constitui a base da rosca; o seu diâmetro é o diâmetro interior da rosca

? ? perfil da rosca – é a linha que limita a secção da rosca feita por um plano que contém o eixo. Relativamente ao perfil do filete temos como mais usuais:

Fig. 14

As peças roscadas usadas em ligações mecânicas fixas têm rosca de perfil triangular. Presentemente são usadas a rosca Whitworth e a rosca métrica ISO.

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Fig. 15

Representação de roscas

As roscas de peças roscadas são caracterizadas por:

? ? diâmetro nominal d da rosca que, em geral, corresponde ao diâmetro do cilindro exterior das roscas macho. Os valores dos diâmetros nominais das roscas estão normalizados;

? ? comprimento da rosca b – é o comprimento de rosca completa, medido segundo o eixo;

? ? passo da rosca que pode ser grosso ou fino;

-13-

? ? número de entradas;

? ? rosca direita ou esquerda;

? ? tipo de rosca, sempre assinalada por letras a que se segue o diâmetro nominal;

? ? exemplos: - Rosca de perfil métrico ISO

? ? rosca de 16 mm de diâmetro e passo grosso –M 16

? ? rosca de 16 mm de diâmetro e passo fino de 1.5 mm – M16x1.5

? ? rosca de 8 mm de diâmetro, esquerda e passo grosso - M8 Esq

? ? Rosca Whitworth

? ? rosca normal (BSW) de 1 ½ polegadas de diâmetro - W 1 ½

? ? rosca fina (BSF) de 1 ¼” e 9 fios por polegada - W 1 ¼” - 9

Todos os tipos de rosca são representados convencionalmente, do mesmo modo. A especificação do tipo de rosca é feita pela cotagem.

Roscas à vista

No traçado usamos:

? ? cilindro que contém as cristas- linha a traço contínuo grosso com diâmetro nominal d para a rosca exterior (parafuso) com diâmetro di para a rosca interior (porca);

? ? cilindro que contém os fundos – linha a traço contínuo fino com diâmetro di para a rosca exterior com diâmetro d para a rosca interior;

? ? limite da rosca – linha a traço contínuo grosso – linha perpendicular ao eixo que tem o comprimento d;

? ? ponta com chanfro – linha a traço contínuo grosso inclinado a 45º ± 15º e altura aproximada de 0.1 d;

Quando observado de topo, o fundo da rosca deve ser representado por um arco com comprimento de cerca ¾ de circunferência, a traço contínuo fino.

-14-

Fig. 16

Roscas em corte

As linhas a adoptar são as indicadas para roscas à vista com excepção da linha limite de rosca, no caso da rosca exterior, que passa a ser com traço interrompido curto fino.

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Roscas escondidas

As linhas de crista, de fundo e de limite de rosca são a traço interrompido curto fino.

Peças roscadas em conjuntos

Em geral, as peças roscadas mais correntes não são desenhados isoladamente, mas em desenhos de conjuntos. Nos desenhos de roscados em conjuntos devemos seguir o que foi indicado antes separadamente para os casos macho e fêmea. Quando o conjunto é representado em corte considera-se que as roscas exteriores escondem sempre as roscas interiores.

-16-

Fig. 17

Parafusos

Um parafuso é constituído por cabeça, corpo ou espiga e ponta.

A cabeça do parafuso é a parte destinada a transmitir movimento ao parafuso ou a imobilizá-lo por aperto e pode ter várias formas.

As pontas dos parafusos de fixação podem ser planas, chanfradas ou boleadas.

-17-

A espiga ou corpo do parafuso é formada pelo liso e pela rosca. O comprimento da rosca é b. Podemos Ter a rosca completamente roscada quando o comprimento do parafuso não é superior ao valor calculado do comprimento roscado. O liso pode Ter o diâmetro exterior d (na rosca cortada) ou o diâmetro ds (laminada).

Os valores normalizados dos diâmetros (interior e exterior), dos passos (grosso e fino) e da área da secção resistente dos roscados, são dados pela tabela já indicada.

Os comprimentos normais dos parafusos podem tomar vários valores de acordo com as tabelas.

Um parafuso é designado representando sucessivamente:

Parafuso tipo de cabeça norma Md x L – classe

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Fig. 18

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Fig. 19

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Fig. 20

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Fig. 21

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Fig. 22

Pernos

Um perno é uma peça cilíndrica, filetada nas duas extremidades. Um perno é usado para efectuar a ligação completa e desmontável de duas peças. Numa das peças há um furo roscado onde se faz a implantação da raiz do perno. A zona saliente do perno corresponde ao corpo de um parafuso com o mesmo diâmetro nominal.

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Fig. 23

As anilhas planas são de elementos cilíndricos de

pequena espessura, com um furo central e destinam-se a intercalar-se entre as cabeças dos parafusos e as porcas e as porcas e as superfícies de encosto da peça que se pretende ligar a outra, por aparafusamento.

As anilhas dentadas destinam-se a imobilizar o parafuso ou porca a que se encontram ligadas.

As anilhas elásticas constituem uma mola que é apertada pela porca ou cabeça do parafuso e que dificultam o desapertar desses elementos.

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Fig. 24

-25-

Fig. 25

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Classes dos materiais usados no fabrico de elementos roscados

Parafusos 3.6 4.6 4.8

5.6 5.8 6.8 8.8 9.8 10.9 12.9

Porcas 4 (<M16) ou 5

5 6 8 9 10 12

Parafusos

O primeiro algarismo designa a resistência à tracção do aço e o segundo designa o limite de elasticidade

Porcas

O algarismo designa a resistência à tracção do aço.

Fig. 26

-27-

Chavetas

As chavetas são elementos usados em ligações desmontáveis entre veios e furos, que entrando num rasgo (escatel) no veio e numa ranhura (escatel) no furo, solidarizam os dois orgãos.

Tipos de enchavetamentos

Livre – São aqueles cujo objectivo é apenas impedir a rotação do veio em relação ao furo

Forçados – São aqueles que impedem a rotação e a translação do veio em relação ao furo

Longitudinais – São os enchavetamentos onde a chaveta ocupa uma posição paralela ao eixo do furo

Transversais – Neste tipo de enchavetamentos a chaveta ocupa uma posição perpendicular ao eixo do furo

Tipos de chavetas

Cunha – As chavetas em cunha são usadas nos enchavetamentos longitudinais forçados. Têm a face superior inclinada de modo que ao serem introduzidas no rasgo, vão forçando o contacto com o outro orgão do conjunto

Paralelas – São pequenas barras de forma prismática de secção rectangular. São chavetas mais comuns e são usadas em enchavetamentos longitudinais livres. Podem Ter extremidades redondas ou direitas.

Cavaletes – São chavetas em cunha com uma saliência numa das extremidades onde se aplica a força necessária ao forçar a ligação.

Fig. 27 Fig. 28

-28-

Fig. 29 Fig. 30

Fig. 31

Cavilhas

As cavilhas são peças de secção geralmente circular, destinadas a fazer a ligação entre dois orgãos, de uma forma desmontável. Essa ligação é feita, pelo atravessamento pela cavilha, por um furo feito nas duas peças, depois de montadas uma na outra.

Classificação de cavilhas

Elásticas – São cavilhas construídas em chapa de aço enrolada e sem as bordas da chapa encostarem. Funcionam como uma mola, que ao serem forçadas a entrar no furo, reduzem o diâmetro e depois de introduzidas mantêm o contacto com a parede do furo.

Cilíndricas – São pequenos cilindros de aço que se introduzem transversalmente nos furos das peças, para se obter a ligação.

Caneladas – As cavilhas caneladas tem dentes na sua superfície lateral que depois de introduzidas nos furos asseguram a aderência à superfície do furo.

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Fig. 32

Troços

São pedaços de arame de secção semicircular ou espalmada, feitos de aço, dobrados a 180º e com um olhal, para servir de batente e facilitar a extracção. São utilizados na imobilização de porcas de castelo, no travamento axial de pequenos veios.

Fig. 33

Molas

A mola é uma peça que é susceptível de sofrer deformações importantes quando submetida à acção de uma força e de recuperar essas deformações, retomando a forma inicial, quando cessa a acção deformadora.

As finalidades principais da aplicação das molas em ligações são:

? ? o amortecimento de choques;

? ? a manutenção em posição de peças, obrigando-as a regressar à posição inicial, quando dela são desviadas por qualquer acção exterior de duração limitada;

? ? a limitação das vibrações e a melhoria das suspensões.

Tipos de molas – NP-1065 – ISO 2162

As figuras seguintes dão exemplo da representação de alguns tipos de molas, em vista, em corte e em esquemático.

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Fig. 34

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Participaram neste trabalho os formadores abaixo referidos que cederam os respectivos direitos de propriedade e autoria:

João Gonçalves

Baptista Cabarrão

Jorge Monteiro

Sofia Silva

Vítor Monteiro

António Mota

Vítor Capote

David Cabarrão

Módulo nº 15

Desenho de orgãos de Máquinas

Esta Publicação é propriedade do GICEA, Gabinete de Gestão de iniciativas comunitárias.

Este produto é protegido pelas leis em vigor e copyright, estando reservados todos os seus direitos. Não pode ser reproduzido nem transcrito por qualquer processo seja ele qual for sem autorização dos titulares do direito. Os infractores são passíveis de procedimento judicial.

ii

Sub-Projecto :

Módulo nº. : Designação :

Curso : Horas prevista : 30

OBJECTIVOS

CONTEÚDOS

ACTIVIDADES

AVALIAÇÃO

MATERIAIS / RECURSOS

Data O Formador

1. Identificar os principais órgãos de máquinas e respectiva divisão por grupos. 2 Identificar as situações em que se utiliza cada um dos principais orgãos de máquinas. Descrever o funcionamento dos principais orgãos de máquinas.

Considerações sobre os principais orgãos de máquinas e suas aplicações: 1. Uniões de veios - tipos de acopolamentos; 2. Transmissão de movimento entre veios - transmissão por rodas de atrito, transmissão por engrenagens, transmissão por correntes, transmissão por correias, rolamentos.

Identificar os principais orgãos de máquinas. Descrever de forma sunsinta o fucionamento dos principais orgãos de máquinas. Identificar a aplicabilidade dos principais orgãos de máquias

Análise dos trabalhos realizados.Nível de conhecimento relativamente á aplicabilidade e escolha dos vários orgão de máquinasDados referentes à participação.

Sala de desenho com equipamento tradicional a definir no módulo 4.Rectro-projector.

PUBLICO ALVOFormadores da área do Desenho Técnico

BIBLIOGRAFIADesenho Técnico, de Veiga da CunhaElementos de Máquinas, vol. II, de Niemann

11 - Desenho Técnico

FICHA DE PLANIFICAÇÃO MODULAR

15 Desenho de Orgãos de Máquinas

Índice

Introdução........................................................................................................................ 3 Órgãos de Máquinas .......................................................................................................... 4 Uniões de Veios................................................................................................................. 4 Uniões de Veios................................................................................................................. 5 Acoplamentos rígidos ......................................................................................................... 5 Desenho Técnico de acoplamentos por flanges ...................................................................... 7 Acoplamentos de compensação ........................................................................................... 8 Acoplamentos por Engate (Engates de Eixos)...................................................................... 13

Transmissão de Movimento entre Veios .............................................................................. 18

Transmissão por Rodas de Atrito ....................................................................................... 19

Transmissão por Rodas Dentadas ...................................................................................... 21 Tipos de engrenagens ...................................................................................................... 21 As figuras seguintes representam os principais tipos de engrenagens cilíndricas ....................................................................................................................... 22 Engrenagens cilíndricas de dentes helicoidais;..................................................................... 23 Engrenagens cilíndricas de dentes em espinha; ................................................................... 24 Representação de rodas dentadas em Desenho Técnico........................................................ 24 As figuras seguintes representam os principais tipos de engrenagens Cónicas .......................................................................................................................... 25 Representação de rodas dentadas em Desenho Técnico........................................................ 26 As figuras seguintes representam os principais tipos de engrenagens Torsas............................................................................................................................ 26 Representação de rodas dentadas em Desenho Técnico........................................................ 27 Representação de rodas dentadas em Desenho Técnico........................................................ 27 Transmissão por Correntes ............................................................................................... 28 Transmissão por Correias ................................................................................................. 29 Rolamentos .................................................................................................................... 33 Dimensionamento de Rolamentos...................................................................................... 35 Sistemas de designação dos rolamentos............................................................................. 36 Dimensões principais, sistemas de denominação ................................................................. 36 Limites das dimensões de canto ............................................................................................. 38 Tolerâncias ..................................................................................................................... 39 Rolamentos Aplicações ..................................................................................................... 39 Rolamentos de esferas ..................................................................................................... 39 Rolamentos de rolos ........................................................................................................... 39 Rolamento fixo de esferas, uma carreira de esferas ............................................................. 41 Normas .......................................................................................................................... 41 Execuções básicas ........................................................................................................... 42 Rolamento de contacto angular de esferas, uma carreira de esferas....................................... 43 Normas .......................................................................................................................... 43 Execuções básicas ........................................................................................................... 44 Rolamentos de contacto angular de esferas de duas carreiras ............................................... 44 Normas .......................................................................................................................... 45 Execuções básicas ........................................................................................................... 46 Rolamentos para fusos..................................................................................................... 47 Execução universal............................................................................................................. 48

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Rolamentos de quatro pistas............................................................................................. 49 Normas .......................................................................................................................... 49 Rolamentos FAG autocompensadores de esferas.................................................................. 51 Normas .......................................................................................................................... 51 Execuções básicas ........................................................................................................... 52 Rolamentos axiais de esferas ............................................................................................ 53 Normas .......................................................................................................................... 53 Rolamentos axiais de esferas de escora simples .................................................................. 54 Execuções básicas ........................................................................................................... 54 Rolamentos axiais de esferas de escora dupla ..................................................................... 56 Execuções básicas ........................................................................................................... 56 Rolamentos axiais de contato angular de esferas................................................................. 57 Execuções básicas ........................................................................................................... 58 Execuções básicas ........................................................................................................... 60 Rolamentos de rolos cilíndricos de uma carreira .................................................................. 61 Normas .......................................................................................................................... 61 Execuções básicas ........................................................................................................... 61 Rolamentos de rolos cilíndricos de uma carreira .......................................................................... 62 Rolamentos de rolos cilíndricos de duas carreiras................................................................. 63 Normas ........................................................................................................................... 63 Execuções básicas ........................................................................................................... 64 Rolamentos de rolos cilíndricos sem gaiola.......................................................................... 65 Normas .......................................................................................................................... 65 Execuções básicas ........................................................................................................... 66 Rolamentos de rolos cónicos ............................................................................................. 67 Normas ........................................................................................................................... 67 Execuções básicas ........................................................................................................... 68 Rolamentos de rolos esféricos ........................................................................................... 69 Normas ........................................................................................................................... 69 Execuções básicas ........................................................................................................... 70 Rolamentos autocompensadores de rolos ........................................................................... 71 Normas ........................................................................................................................... 71 Execuções básicas ........................................................................................................... 72 Rolamentos axiais de rolos cilíndricos................................................................................. 76 Execuções básicas ........................................................................................................... 77 Rolamentos axiais autocompensadores de rolos ........................................ 78 Normas ........................................................................................................................... 78 Execuções básicas ........................................................................................................... 79 Rolamentos de fixação rápida (tipo S)................................................................................ 80 Normas .......................................................................................................................... 80 Execuções básicas dos Rolamentos de fixação rápida ........................................................... 81 Execução das gaiolas ....................................................................................................... 82 Gaiolas de chapa ............................................................................................................. 83 Exemplos de gaiolas para rolamentos ...................................................................................... 83 Gaiolas maciças............................................................................................................... 84 Exemplos de gaiolas para rolamentos ...................................................................................... 84 Mancais ...................................................................................................................... 86 Mancal Fixo-Livre ............................................................................................................... 86 Exemplos para disposições de mancais de rolamento fixo-livre ........................................................ 88 Mancal ajustado .............................................................................................................. 91 Exemplos para disposições de mancais de rolamento ajustado ........................................................ 91 Mancal Flutuante ............................................................................................................. 94 Exemplos de um mancal flutuante ..................................................................................... 94

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Introdução

È na área da mecânica que o Desenho Técnico encontra uma aplicação preferencial, nomeadamente na componente de desenho de máquinas onde a engenharia mecânica utiliza de uma forma generalizada a linguagem do desenho técnico para descrever e dimensionar os projectos dos mais variados sistemas mecânicos.

Qualquer máquina pode ser subdividida (desmontada) em sistemas mecânicos sucessivamente mais simples que a própria máquina no seu todo.

Os sistemas mecânicos que conjuntamente com a estrutura da máquina dão forma e funcionalidade á própria máquina são genericamente designados por Órgãos de Máquinas.

Os órgãos de máquinas desempenham um papel fundamental na funcionalidade da máquina. Sem eles muito dificilmente conseguiríamos construir um qualquer sistema mecânico que pudesse ser considerado uma máquina.

Os órgãos de máquinas são sistemas mecânicos que resolvem as mais variadas situações de funcionalidade das máquinas, essencialmente aquelas que se prendem com a transmissão de movimento.

Assim são considerados órgão de máquinas os seguintes sistemas mecânicos:

? ? Uniões de Veios

? ? Rodas de Atrito, Engrenagens e Transmissões por Correntes e Correias

? ? Rolamentos

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Órgãos de Máquinas

Sobre este tema iremos abordar o desenho dos órgãos de máquinas mais importantes cuja a utilização é mais frequente na construção mecânica.

Os órgãos de máquinas que se utilizam na transmissão de movimento são os que têm mais interesse estudar no contexto da construção mecânica.

Entre os problemas de transmissão de movimento mais frequentes podemos considerar os seguintes:

? ? Movimento entre veios alinhados ou quase alinhados

? ? Utilizam-se as uniões de veios

? ? Movimento entre veios não alinhados

? ? Utilizam-se as rodas de atrito, as engrenagens e as transmissões por correntes, correias ou cabos

Alem destes órgãos de máquinas, existem ainda outros não menos importantes e frequentemente utilizados como é o caso os vários tipos de chumaceiras e rolamentos.

Por fim temos os copos de lubrificação que são órgãos de desenho simples mas desempenham um papel muito importante na manutenção das máquinas.

Uniões de Veios

Os veios de transmissão de movimentos são geralmente fabricados com comprimentos até 10m, por esta razão e de modo a facilitar a manutenção das máquinas, frequentemente é necessário unir pontas de veios que se tocam e que estão alinhadas ou quase alinhadas, esta união pode ser feita pelos acoplamentos ou articulações anti-giratórias.

Consoante as exigências das diferentes situações, podem utilizar-se os seguintes tipos de acoplamentos:

? ? Acoplamentos rígidos para uniões de pontas de eixos perfeitamente alinhados;

? ? Acoplamentos de compensação que, devido à sua construção elástica ou articulada:

? ? Compensam os desalinhamentos dos eixos,

? ? Compensam os choques no momento de torção,

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? ? Amortecem as vibrações por torção ou mudam a frequência própria dessas vibrações,

? ? Preenchem simultaneamente estas diversas finalidades,

Vários Desalinhamentos de veios

As grandezas compensadas são as representadas na figura

? ? Dimensão Longitudinal a;

? ? Dimensão transversal h;

? ? Ângulo de inclinação ? , eixo;

? ? Ângulo de torção ? .

Acoplamentos de engate, também denominados engates de eixos, para acoplar e desacoplar com facilidade eixos ou transmissões axiais, por:

? ? Engates “de força”, por ex. embreagens de atrito

? ? Engates “de forma”, por ex. engates para engrenagens.

Uniões de Veios

Acoplamentos rígidos

Os acoplamentos rígidos ligam rigidamente dois veios, impedindo qualquer deslocamento relativo.

Este tipo de acoplamento pode ser:

a) De flanges

b) De pratos

c) Cilíndricas

d) De manga

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a) Nas uniões de flanges as extremidades dos veios têm flanges fazendo-se o aperto com parafusos e porcas.

Flange Macho Flange Fêmea

Modo de União União das duas flanges

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Desenho Técnico de acoplamentos por flanges

Flanges Forjadas Flanges Soldadas Flanges Montadas a Quente

b) Nas uniões de pratos é feito um enchavetamento prévio dos pratos nas extremidades dos veios de modo a garantir a transmissão do movimento, depois faz-se o aperto dos pratos um contra o outro por intermédio de parafusos e porcas, á semelhança do sistema de aperto das uniões flangeadas.

União de Pratos

As uniões cilíndricas fazem-se com duas peças que apertam entre si ambas as extremidades dos veios com a ajuda de parafusos e porcas. A transmissão de movimento é garantida pela montagem de chavetas entre as duas peças que apertam as extremidades dos veios e os próprios veios.

União Cilíndrica

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Relativamente ás uniões de manga, elas podem ser de vários tipos. Um dos tipos mais utilizados é conhecido por união de pressão ou Seller. Este sistema de união de veios, utiliza duas buchas fendidas longitudinalmente que são apertadas, por intermédio de três parafusos de encontro a uma manga que envolve as extremidades dos veios.

União de Manga

Acoplamentos de compensação

Este tipo de acoplamento é frequentemente empregue nas situações de transmissão de movimento entre um órgão motor e um órgão accionado, em que durante o funcionamento do sistema temos arranques com alguma frequência.

Também se aplicam quando o alinhamento entre os eixos não é perfeito ou apresentam uma pequena variação de comprimento.

Tipos construtivos e dimensionamento Os acoplamentos de compensação podem ser considerados como articulações cujo o elemento intermédio são forçados a transmitir a força tangencial por meio de movimentos relativos. A forma construtiva destes elementos é determinante para o bom funcionamento do acoplamento e da sua durabilidade.

Assim como elementos intermédios deformáveis podemos considerar os seguintes materiais e formas construtivas: couro, borracha, lona, molas de aço.

As figuras seguintes representam algumas construções típicas deste tipo de acoplamentos.

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Acoplamentos com elementos intermediários flexíveis

Acoplamento Elástico “Periflex”

Pratos base Elemento elástico Aros de aperto

Acoplamento em visualização realista Acoplamento em visualização realista

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Corte em visualização realista Corte em Desenho Técnico

Acoplamento com elemento intermediário rígido

União lateral “Oldham”

Permite desalinhamentos em todas as direcções

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União Axial

Acoplamento de encaixe para dilatações axiais, com anel de centragem

União Angulares

As uniões angulares permitem desalinhamentos angulares. Neste tipo de união os eixos dos veios podem ter algum desalinhamento entre si, que pode ser oscilar em várias direcções, dentro de um determinado limite dependendo das características da união.

A união angular mais aplicada é a União por cardan, caracteriza-se por uma cruzeta que assegura a união entre os dois veios. A cruzeta tem quatro moentes que articulam dois em cada um a dos eixos.

As uniões por cardam permitem um desalinhamento dos eixos dos veios em qualquer direcção , com amplitudes que compreendidas na maoir parte dos casos entre 15º a 30º.

União por cardan – visualização realista

Parte do cardan que fica ligada à extremidade de um dos eixos

Parte do cardan que fica ligada a extremidade do outro eixo

Cruzeta de união das duas metades do cardam

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Cardan completo, montado na posição de funcionamento

Pormenor em corte de um cadan

Pormenor em corte de um cardan com a cruzeta montada

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Representação de um cardan em Desenho Técnico

Para a construção é importante ainda que o desacoplamento seja fácil e que a desmontagem das peças seja possível sem deslocamentos axiais.

Acoplamentos por Engate (Engates de Eixos)

Os acoplamentos por Engate dividem-se em três grandes classes:

? ? Acoplamentos com adaptação de forma : por dentes, pernos e ressaltos. O acoplamento ou desacoplamento é feito em sincronismo i.e., quando as velocidades das duas extremidades dos veios se igualam;

? ? Acoplamentos de transmissão de força por atrito

? ? Acoplamentos hidráulicos,

Os acoplamentos de transmissão de força por atrito e os acoplamentos hidráulicos permitem o acoplamento mesmo existindo uma diferença de rotação entre as duas extremidades dos veios, sendo, por estas razões os que se usam preferencialmente nas situações de aceleração e sincronismo.

Os acoplamentos por engate distinguem-se ainda pela utilização a que se destinam. Assim temos os seguintes tipos de acoplamentos por engate:

? ? Acoplamento de arranque para aceleração;

? ? Acoplamento de redução de caixa de velocidades;

? ? Acoplamento de reversão para inversão de do sentido de rotação;

? ? Acoplamento de segurança para limitar a força ou deslocamento;

? ? Acoplamentos comandados pelo regime de funcionamento da transmissão, tais como o acoplamento de sentido (roda livre);

? ? Acoplamento centrífugo;

? ? Acoplamento de posição, que engata numa certa posição dos veios de transmissão.

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O accionamento deste tipo de acoplamentos pode ser feito de várias maneiras, sendo as mais comuns as seguintes:

? ? Por acção de uma mola;

? ? Manual ou de pedal;

? ? Magnético;

? ? Pneumático ou hidráulico.

Acoplameto de engate por pernos

Visualização realista em perspectiva Visualização realista numa posição ortogonal aos eixos dos veios

Elemento do acoplamento que liga a uma extremidade de um dos veios

Elemento do acoplamento que liga à outra extremidade de um dos veios

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Elemento deslizante responsável pleo engate dos dois elementos que estão ligados ás extremidades dos veios

Elemento deslizante responsável pelo engate dos dois elementos que estão ligados ás extremidades dos veios com os pernos de engate montados

Acoplameto de engate por pernos.

Visualizaçãom realista do conjunto.

Visualização realista da perspectiva de um Acopalmento de encaixe

Posição de desacopolamento

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Visualização realista da perspectiva de um Acopalmento de encaixe.

Posição de desacopolamento

Visualização realista segundo um angulo perpendicular aos eixos dos veios de um Acopalmento de encaixe. Posição de desacopolamento

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Representação em Desenho Técnico de um acoplamento de encaixe por pernos

Representação em Corte

Acoplameto de engate por pernos.

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Transmissão de Movimento entre Veios

Quando se pretende transmitir movimento de rotação de um veio para outro, em que há necessidade de se obter velocidades diferentes nos dois veios, recorre-se aos designados sistemas de transmissão.

Num sistema de transmissão o objectivo é transmitir movimento de um veio mandante ou motor para um veio mandado ou movido, cujo os eixos estão desalinhados.

A distância a que encontram os dois veios é muito importante na escolha do sistema de transmissão a adoptar.

Os sistemas de transmissão mais utilizados são os seguintes:

? ? Rodas de atrito;

? ? Engrenagens;

? ? Correntes;

? ? Correias

No projecto de uma transmissão é necessário ter em conta alguns factores importantes:

o Conhecimento o mais preciso possível das exigências e das condições de funcionamento, como por ex.:

?? potência da transmissão

?? numero de rotações por minuto

?? Relação de multiplicação ou Razão de transmissão entre a roda motora e a roda movida.

o Conhecimento das características das várias formas construtivas dos sistemas de transmissão;

o Dados suficientes para determinar de maneira rápida as dimensões principais das transmissões utilizáveis, em função da potência que se deseja transmitir;

o Outros dados, a fim de poder estimar e comparar facilmente o peso e os custos da transmissão, a partir das dimensões principais.

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Transmissão por Rodas de Atrito

No sistema de transmissão por rodas de atrito, a roda motora transmite movimento à roda movida pelo atrito provocado pelo aperto de uma roda contra a outra.

A força de atrito entre as duas rodas depende da força de aperto a que as duas rodas estão sujeitas e do coeficiente de atrito do material da superfície de contacto entre as rodas.

Se a força resistente ao movimento da roda mandada for muito elevada relativamente á força de atrito, pode ocorrer escorregamento entre as duas rodas com a consequente perca de rendimento da transmissão.

A fig. seguinte ilustra um caso típico de um sistema de transmissão por rodas de atrito. Neste caso as rodas são exteriores uma à outra tendo sentidos de rotação contrários. Se uma das rodas fosse interior teriam sentidos de rotação iguais.

Roda Motora ou Mandante Roda Movida ou Mandada

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Funcionamento de Duas Rodas de Atrito Exteriores

Desenho Técnico das Rodas de Atrito - vista frontal

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Desenho Técnico das duas Rodas de atrito – cortes

Este tipo de transmissão é utilizado tanto para eixos paralelos como para eixos reversos ou concorrentes. As relações de transmissão mais indicadas para este tipo de transmissão é até 6:1, em casos extremos poderá chegar aos 10:1

Transmissão por Rodas Dentadas

Também designado por sistema de transmissão por engrenagens, é o sistema de transmissão de mais correntemente utilizado. Pode ser utilizado em eixos paralelos e em eixos reversos ou concorrentes cobrindo uma gama de potências, rotações e relações de transmissão que podem ir de valores muito pequenos até valores máximos.

Numa transmissão por rodas dentadas, a perca de rendimento por deslizamento que acontece nas transmissões por rodas de atrito e noutras, não faz sentido uma vez que neste tipo de transmissão não há escorregamento.

Uma vez que não há escorregamento a razão de transmissão é constante, característica determinante em muitas aplicações daí uma das razões porque são largamente utilizadas.

Dentro do tipo de transmissões por rodas dentadas existem vários tipos construtivos de modo a satisfazer as mais diversas aplicações.

Tipos de engrenagens

? ? Engrenagens cilíndricas;

Situação em que os eixos de rotação são paralelos.

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? ? Engrenagens cónicas;

Situação em que os eixos de rotação são concorrentes.

? ? Engrenagens torsas.

Situação em que os eixos de rotação não pertencem ao mesmo plano.

As figuras seguintes representam os principais tipos de engrenagens cilíndricas

As engrenagens cilíndricas podem dividir-se em vários tipos:

Engrenagens cilíndricas de dentes rectos;

São as mais simples de construir e por isso de uso mais corrente.

Dentes Rectos Dentes Rectos

Engrenagem Interior Engrenagem com Cremalheira

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Visualização Realista de uma engrenagem com três rodas dentadas de dentes rectos

Engrenagens cilíndricas de dentes helicoidais;

Têm um funcionamento mais suave, uma vez que a engrenagem é feita de forma progressiva e por isso desenvolvem menos ruído. Provocam esforços no sentido axial ao veio.

Dentes Helicoidais Dupla de Dentes Helicoidais

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Engrenagens cilíndricas de dentes em espinha;

Têm também uma engrenagem progressiva, mas como têm dentes helicoidais simétricos, não provocam esforços axiais ao veio. São indicadas para transmissão de grandes potências.

Dentes em Espinha

Representação de rodas dentadas em Desenho Técnico

Engrenagens Cilíndricas

Representação Convencional Representação Simplificada Representação Esquemática

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As figuras seguintes representam os principais tipos de engrenagens Cónicas

Engrenagens Cónicas de Dentes Rectos,

Por serem de construção simples e de baixo custo, são as mais utilizadas.

Engrenagens Cónicas de Dentes Helicoidais,

A engrenagem é progressiva e por isso mais silenciosa

Dentes Rectos Dentes Helicoidais

Engrenagens Cónicas de Dentes Curvos,

A Engrenagem é ainda mais progressiva e por isso mais silenciosa que as engrenagens cónicas de dentes helicoidais.

Engrenagens Cónicas Descentradas,

Por terem uma engrenagem extremamente silenciosa utilizam-se nos eixos traseiros de automóveis. Têm um rendimento relativamente reduzido devido ao movimento de deslizamento adicional na direcção dos dentes.

Dentes Curvos Descentradas

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Representação de rodas dentadas em Desenho Técnico

Engrenagens Cónicas

Representação Convencional Representação Simplificada Representação Esquemática

As figuras seguintes representam os principais tipos de engrenagens Torsas

Engrenagem Torsa com Rodas Helicoidais,

Os dentes das rodas desenvolvem-se segundo hélices. A engrenagem é muito progressiva e silenciosa.

Engrenagem Torsa de Parafuso Sem Fim,

Utiliza-se quando se pretendem relações de transmissão muito elevadas que normalmente são irreversíveis, só funcionam quando o parafuso sem fim é accionado pelo veio motor.

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Representação de rodas dentadas em Desenho Técnico

Engrenagens Torsas

Representação Convencional Representação Simplificada Representação Esquemática

Representação de rodas dentadas em Desenho Técnico

Engrenagens de Parafuso Sem Fim

Representação Convencional Representação Simplificada Representação Esquemática

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Transmissão por Correntes

Este tipo de transmissão está muito difundido nas mais diversas aplicações mecânicas.

A sua aplicação preferencial é em situações em que os veios a que se pretende transmitir movimento estão a distancias relativamente elevadas um do outro.

O desempenho das transmissões por correntes é análogo a uma engrenagem cilíndrica.

Consoante a potência que se pretende transmitir as transmissões por correntes podem integrar uma, duas ou três correntes montadas em paralelo.

A figura seguinte, representa em perspectiva, uma transmissão por correntes de rolos em que são utilizadas duas correntes em paralelo e uma transmissão que utiliza uma corrente dentada.

Corrente de Rolos Corrente Dentada

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Transmissão por Correias

Utilizam-se em eixos paralelos assim como para eixos concorrentes. São de construção extremamente simples, têm um funcionamento silencioso e uma excelente capacidade para absorver choques.

As transmissões por correias caracterizam-se fundamentalmente pela forma das correias, que podem ser planas ou trapezoidais.

As correias são construídas geralmente em lona e borraccha.

A figura seguinte representa uma transmissão por correias planas.

Roda Motora Roda Movida Correia de Transmissão

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Exemplo do funcionamento de uma correia plana

Desenho Técnico de uma transmissão por correias planas.

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A figura seguinte representa uma transmissão por correias trapezoidais.

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Exemplo do funcionamento de uma correia trapezoidal.

Desenho Técnico de uma transmissão por Correias Trapezoidais.

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Rolamentos

Na construção de uma máquina, entre os vários sistemas que fazem parte da sua constituição, encontram-se frequentemente órgãos designados por veios. Os veios são responsáveis por fazerem a transmissão de movimento ente dois pontos pertencentes ao mesmo eixo.

Os veios animados de movimento de rotação, assentam em apoios que suportam os esforços inerentes da própria transmissão de movimento.

Os esforços a que os apoios dos veios podem estar sujeitos podem ser de vários tipos:

? ? Esforços radiais;

Esforços cujo sentido da força tem o mesmo sentido do raio do veio.

? ? Esforços axiais;

Esforços cuja a força responsável tem sentido perpendicular ao raio do veio.

? ? Esforços mistos.

Esforços cujo sentido da força resultante tem uma componente que provoca um esforço radial e uma componente que provoca um esforço axial.

O sistema que mais frequentemente serve de apoio ao veio são as chumaceiras. As chumaceiras são constituídas por:

? ? Uma base;

A base, normalmente, contem furos onde se fazem passar parafusos que serão responsáveis pela fixação da chumaceira ao bloco da máquina.

? ? Uma tampa;

A tampa é fixa á base através de parafusos que atravessam as peças.

? ? Dois casquilhos;

Estes casquilhos têm a forma de semicírculos e ficam alojados entre a base e a tampa. Os parafusos que apertam a tampa à base apertma em simultâneo os casquilhos.

O veio roda entre os casquilhos, com uma película de lubrificante entre as respectivas superfícies, de modo a evitar o contacto de metal com metal, o que provocaria desgaste rápido dos elementos ou mesmo uma gripagem.

A zona do veio em contacto com os casquilhos é designada por moente.

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O ferro fundido é o material frequentemente utilizado para o fabrico da base e da tampa da chumaceira, enquanto os casquilhos são fabricados por norma em bronze ou ligas metálicas especiais. O material do casquilho deve ter uma elevada resistência ao desgaste, pois só assim se garante uma elevada durabilidade do sistema.

Este tipo de construção para apoios de veios tem o inconveniente de desenvolver um atrito de escorregamento significativo entre os casquilhos e o moente do veio com a consequente resistência ao movimento perca de rendimento do sistema.

Com a intenção de reduzir a resistência ao movimento foram criados órgãos de máquinas que substituem o atrito de escorregamento por atrito de rolamento, os Rolamentos.

Na figura está representado um rolamento de esferas de uma só fiada, cuja a aplicação em é muito frequente.

Elementos que constituem um rolamento de esferas:

? ? Pista de rolamento exterior;

? ? Pista de rolamento interior;

? ? Esferas;

? ? Gaiola.

As pistas de rolamento são dois rasgos de forma esférica onde encaixa parte da esfera que assim mantém uma trajectória perfeitamente circular.

A gaiola é uma estrutura, fabricada normalmente em aço ou latão, cuja a função é impedir que as esferas se toquem umas às outras durante o rolamento.

1

4 3 2

3

2

1

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As pistas de rolamento são de aço ligado com tratamentos superficiais que as tornam muito resistentes.

As esferas são construídas também em aço de elevada resistência, que é submetido a um polimento muito cuidado conferido-lhes uma precisão dimensional extremamente elevada.

Dimensionamento de Rolamentos

O projecto completo da máquina ou do aparelho já determina, em muitos dos casos, o diâmetro do furo dos rolamentos. Para uma determinação final das demais dimensões principais e do tipo construtivo deve, entretanto, ser constatado através de um cálculo de dimensionamento se as exigências quanto à vida útil, à segurança estática e à economia estão satisfeitas. Neste cálculo, a solicitação do rolamento é comparada à sua capacidade de carga.

Na tecnologia dos rolamentos há uma diferenciação entre uma solicitação dinâmica e uma estática.

Na solicitação estática o rolamento não apresenta ou há só um pequeno movimento relativo (n < 10 rpm). Nestes casos, deve ser verificada a segurança contra deformações plásticas muito elevadas das pistas e dos corpos rolantes.

A maioria dos rolamentos é solicitada dinamicamente. Nestes, os anéis giram um em relação ao outro. Com o cálculo do dimensionamento, é controlada a segurança contra uma fadiga prematura do material das pistas e dos corpos rolantes.

A vida nominal L10 conforme DIN ISO 281 raramente indica a duração realmente atingível. Construções económicas exigem, no entanto, que a capacidade de rendimento dos rolamentos seja aproveitada ao máximo. Quanto mais for este o caso, mais importante é um correcto dimensionamento dos rolamentos.

No sistema de cálculo do dimensionamento são consideradas as influências de serviço e ambientais. O sistema é baseado na DIN ISO 281 e nos conhecimentos, resultantes da pesquisa acerca da durabilidade dos rolamentos. Este sistema foi tão melhorado que possibilita uma estruturação segura de mancais, mesmo com lubrificação contaminada.

As capacidades dinâmica e estática aplicam-se a rolamentos de aço cromo temperados em estado padrão para temperaturas de serviços usuais de até 100 °C. A dureza mínima das pistas e dos corpos rolantes corresponde a 58 HRC.

Sob temperaturas mais elevadas, a dureza do material decresce de forma substancial e com isto, a capacidade de carga do rolamento

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Sistemas de designação dos rolamentos

Dimensões principais, sistemas de denominação

Os rolamentos são órgãos de máquinas de utilização universal, prontos para a montagem, devido ao fato de suas dimensões principais usuais serem normalizadas.

As normas ISO correspondentes a cada tipo de rolamento são:

? ? ISO 15 para os radiais (excepto os de rolos cónicos);

? ? ISO 355 para os rolamentos de rolos cónicos em dimensões métricas;

? ? ISO 104 para os rolamentos axiais.

Os planos dimensionais das normas ISO foram absorvidas na DIN 616 e DIN ISO 355 (rolamentos de rolos cónicos com dimensões métricas).

Nos planos de medidas da norma DIN 616, vários diâmetros externos e larguras são indicados para cada furo de rolamento. As séries usuais de diâmetro são 8, 9, 0, 1, 2, 3, 4 (nesta ordem, com diâmetros crescentes). Em cada série de diâmetros há diversas séries de largura como, p.ex. 0, 1, 2, 3, 4 (correspondendo uma largura maior a cada número crescente).

No número de dois algarismos para a série de medidas , o primeiro corresponde à série de largura (nos rolamentos axiais à altura) e o segundo indica a série de diâmetro .

No plano de medidas para os rolamentos de rolos cónicos com dimensões métricas segundo DIN ISO 355, um dos algarismos (2, 3, 4, 5, 6) indica a faixa do ângulo de contacto. Quanto maior o algarismo, tanto maior o ângulo de contacto. As séries de diâmetros e de larguras são identificadas por duas letras.

Em casos de divergências em relação ao plano de medidas, como nos rolamentos integrais das séries 2344 e 2347, esta característica é informada nos textos preliminares às tabelas de medidas.

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Exemplos para a identificação da série do rolamento e do diâmetro do furo na designação básica, segundo DIN 623:

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Limites das dimensões de canto

Símbolos: r1s, r3s - dimensão de canto no sentido radial;

r2s, r4s - dimensão de canto no sentido axial;

rsmin*) - símbolo genérico para a menor dimensão de canto: r1smin, r2smin, r3smin, r4smin;

r1smax, r3smax - maior dimensão de canto no sentido radial;

r2smax, r4smax - maior dimensão de canto no sentido axial.

Rolamentos radiais

Rolamentos de rolos cónicos

Rolamentos axiais

*) Nas tabelas de medidas é indicado o limite inferior rsmin para a dimensão de canto conforme ISO 582 e DIN 620 parte 6.

De acordo com este valor limite são orientados os raios das caneluras nos eixos e nos rebaixos das caixas

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Tolerâncias

As tolerâncias de medida e de rotação dos rolamentos são padronizados em DIN 620. As definições para as medidas e as tolerâncias são dadas pela DIN ISO 1132.

Para as máquinas-ferramenta, aparelhos de medição, etc. Geralmente são feitas exigências muito altas em precisão de trabalho, números de rotação e giro silencioso. Para isto a norma prevê as classes de tolerância: P6, P6X, P5, P4 e P2.

Além das classes de tolerâncias normalizadas, os fabricantes produzem rolamentos de precisão também nas classes de tolerâncias P4S, SP (Super-precisão) e UP (Ultra-precisão).

Rolamentos Aplicações

Existe uma grande variedade de tipos construtivos, dentre os quais o projectista pode escolher aquele que se mostre mais adequado ao campo de aplicação. Conforme o tipo dos corpos rolantes, os rolamentos são classificados em rolamentos de esferas e de rolos.

Rolamentos de esferas

? ? Rolamento fixo de esferas de uma carreira

? ? Rolamento de contacto angular de esferas, de uma carreira

? ? Rolamento de contacto angular de esferas, de duas carreiras

? ? Rolamento de quatro pistas

? ? Rolamento autocompensador de esferas

? ? Rolamento axial de esferas, escora simples

? ? Rolamento axial de esferas, de escora dupla

? ? Rolamento axial de contacto angular de esferas, de escora dupla

Rolamentos de rolos

? ? Rolamento de rolos cilíndricos, de uma carreira

? ? Rolamento de rolos cilíndricos, de duas carreiras

? ? Rolamento de rolos cilíndricos, de duas carreiras, sem gaiola

? ? Rolamento de rolos cónicos

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? ? Rolamento de rolos esféricos

? ? Rolamento autocompensador de rolos E

? ? Rolamento axial de rolos cilíndricos

? ? Rolamento axial autocompensadores de rolos

Nas páginas seguintes estão resumidas as características mais importantes dos diversos tipos construtivos de rolamentos. Estas características, no entanto, são somente orientavas, pois na decisão por um determinado tipo construtivo devem ser considerados diversos critérios. Muitas exigências são cobertas pelos rolamentos fixos de esferas, pois admitem cargas radiais médias e também cargas axiais, são aptos para rotações relativamente elevadas e rolam silenciosamente. Os rolamentos fixos de esferas também existem com placas de vedação ou de blindagem. Por terem um custo relativamente baixo, os rolamentos fixos de esferas são os mais amplamente difundidos.

Segue-se a descrição dos principais tipos de rolamentos, com representação realista, desenho técnico, as diferentes execuções básicas, características mais importantes e as aplicações para que são mais indicados.

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Rolamento fixo de esferas, uma carreira de esferas

Os rolamentos fixos de esferas de uma carreira suportam cargas radiais e axiais e são adequados para rotações elevadas. Os rolamentos fixos de esferas não são separáveis. A adaptabilidade angular é relativamente reduzida. Os rolamentos fixos de esferas vedados são livres de manutenção e possibilitam construções simples.

Normas

Rolamentos fixos de esferas de uma carreira - DIN 625 Parte 1

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Execuções básicas

Os rolamentos fixos de esferas existem tanto na execução básica aberta como também com anéis de vedação ou discos de blindagem de ambos os lados. Por motivos de técnica de fabricação, os rolamentos abertos também têm os rebaixos para os anéis de vedação e discos de blindagem nos anéis interno e externo.

Rolamento fixo de esferas aberto sem rebaixos Rolamento fixo de esferas com rebaixo no anel externo (exemplo)

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Rolamento de contacto angular de esferas, uma carreira de esferas

Os rolamentos de contacto angular de esferas de uma carreira suportam cargas radiais e axiais. As forças axiais só são admitidas em um sentido sendo que eles são montados contrapostos a um segundo rolamento, que admite as cargas em direcção oposta. Eles não são separáveis e têm aptidão para altas velocidades. A sua adaptabilidade angular é muito reduzida.

Normas

Rolamentos de contacto angular de esferas de uma carreira DIN 628 Parte 1.

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Execuções básicas

Os rolamentos de contacto angular de esferas de uma carreira das séries têm um ângulo de contacto até 40°. Admitem, portanto, elevadas cargas axiais.

Rolamentos de contacto angular de esferas de duas carreiras

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O rolamento de contacto angular de esferas de duas carreiras corresponde a um par de rolamentos de contacto angular de esferas de uma carreira na disposição em O. O rolamento suporta altas cargas radiais e cargas axiais nas duas direcções. Ele é especialmente indicado para mancais nos quais seja necessária uma rígida guia axial. A adaptabilidade angular é muito reduzida. As execuções básicas dos rolamentos de contacto angular de esferas de duas carreiras difere no ângulo de contacto e na execução dos anéis. Os rolamentos das séries 32B e 33B com anéis de vedação ou com discos de blindagem de ambos os lados são isentos de manutenção e possibilitam construções simples.

Normas

Rolamentos de contacto angular de esferas de duas carreiras DIN 628 Parte 3.

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Execuções básicas

Os rolamentos de contacto angular de esferas de duas carreiras das séries 32B e 33B não têm ranhuras de enchimento, motivo pelo qual admitem cargas axiais em ambos os sentidos. Além dos rolamentos abertos, há ainda execuções básicas com blindagens (.2ZR) ou com anéis de vedação (.2RSR) em ambos os lados, vide à página 192. Os rolamentos que sejam fornecidos na execução básica vedada, podem também por razões técnicas de fabricação, ter no rolamento aberto, as ranhuras para os anéis de vedação ou os discos de blindagem.

Os rolamentos de contacto angular de esferas de duas carreiras têm, de um lado, ranhuras de enchimento; os rolamentos devem ser montados de maneira que a solicitação principal seja admitida pelas pistas de rolagem, que não tenham qualquer ranhura de enchimento.

Os rolamentos de contacto angular de esferas 33DA, com o anel interno bipartido, por seu elevado ângulo de contacto de 45°, são adequados para admitir cargas axiais especialmente altas em sentidos alternados.

Ângulo de contacto = 25° Ângulo de contacto = 35° Ângulo de contacto = 45°

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Rolamentos para fusos

Os rolamento para fusos são uma execução especial de rolamentos de contacto angular de esferas de uma carreira, na qual o ângulo de contacto, as tolerâncias e a execução da gaiola são diferentes. Os rolamentos para fusos são especialmente adequados para mancais dos quais são exigidas uma altíssima precisão de guia e uma aptidão para altas rotações. Têm tido um excelente desempenho na utilização em fusos de máquinas-ferramenta.

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Execução universal

Os rolamentos para fusos da execução universal são para a montagem em pares na disposição em X, O ou Tandem ou para a montagem em grupos em qualquer das disposições. Os pares de rolamentos da execução universal UL têm, antes de montados, uma leve pré-carga nas disposições em X ou em O.

Ao pedir os rolamentos na execução universal deverá ser mencionado a quantidade de rolamentos e não a de pares ou de grupos.

Disposição em Tandem Disposição em O Disposição em X

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Rolamentos de quatro pistas

Os rolamentos de quatro pistas são rolamentos de contacto angular de uma carreira de esferas, que admitem cargas axiais em ambos os sentidos e reduzida carga radial. Para um atrito reduzido, principalmente sob alto número de rotações, é necessária uma carga axial mínima (vide o capítulo "Carga dinâmica equivalente").

O anel interno dos rolamentos de quatro pistas é bipartido, tornando possível alojar uma grande quantidade de esferas. O anel externo com a coroa de esferas e as metades do anel interno podem ser montadas separadamente. A adaptabilidade angular é muito pequena.

Normas

Rolamentos de contacto angular de esferas (rolamentos de quatro pistas) DIN 628 parte 4.

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Execuções básicas A alta capacidade de carga em sentido axial é obtida pela grande quantidade de esferas, pelos altos rebordos das pistas e pelo ângulo de contacto de 35°.

Os rolamentos de quatro pistas, que são montados como rolamentos axiais, recebem na caixa um ajuste muito livre, para que não sejam solicitados radialmente.

Para a fixação dos anéis externos, os rolamentos de quatro pistas maiores têm 2 ranhuras de fixação (sufixo N2).

Ângulo de contacto = 35° N2 Duas ranhuras de fixação

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Rolamentos FAG autocompensadores de esferas

O rolamento autocompensador de esferas é um rolamento com duas carreiras e com uma pista esférico-côncava no anel externo. Desta forma ele se adapta angularmente e pode compensar erros de alinhamento, flexões de eixo ou deformações da caixa. Existem rolamentos autocompensadores de esferas com o furo cilíndrico e com o furo cónico. Os rolamentos não são separáveis.

Normas

Rolamentos autocompensadores de esferas, DIN 630

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Execuções básicas

Os rolamentos autocompensadores de esferas das séries 12, 13, 22 e 23 são fornecidos com o furo cilíndrico ou com o furo cónico. Os rolamentos autocompensadores de esferas com o furo de conicidade 1:12 (sufixo K) são fixados directamente sobre eixos cónicos ou com buchas de fixação, sobre eixos cilíndricos (buchas de fixação). A par dos rolamentos autocompensadores de esferas vedados, também é fornecida uma execução básica com vedações de ambos os lados (sufixo .2RS).

furo cilíndrico furo cónico (furo 1:12)

.2RS K.2RS

duas vedações duas vedações

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Rolamentos axiais de esferas

Os rolamentos axiais de esferas são produzidos na execução de escora simples e dupla. Ambas as execuções suportam altas cargas axiais, porém não devem ser solicitadas radialmente. Além da execução com as superfícies de apoio planas, a FAG oferece rolamentos axiais de esferas com anéis de caixa esféricos e contraplacas.

Normas

Rolamentos axiais de esferas de escora simples DIN 711

Rolamentos axiais de esferas de escora dupla DIN 715

Contraplacas para os rolamentos axiais de esferas DIN 711

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Rolamentos axiais de esferas de escora simples

Execuções básicas

Rolamentos axiais de esferas de escora simples

Anel de caixa esférico

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Anel de caixa esférico e contraplaca

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Rolamentos axiais de esferas de escora dupla

Execuções básicas

Rolamentos axiais de esferas de escora dupla

Anéis de caixa esféricos

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Anéis de caixa esféricos e contraplacas

Rolamentos axiais de contato angular de esferas

Os rolamentos axiais de contacto angular de esferas de escora simples, são rolamentos de precisão com tolerâncias estreitadas e destinados a fusos de esferas de máquinas-ferramenta. Os rolamentos se destacam pela sua alta rigidez, baixo atrito e uma aptidão para altas rotações sob rápidas mudanças de sentido. Não são desmontáveis.

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Execuções básicas

As dimensões externas dos rolamentos de contacto angular de esferas de escora simples correspondem ao plano de medidas da DIN 616. São produzidos, nas séries 7602 e 7603, para diâmetros de eixo de 12 a 100 mm.

Os rolamentos axiais de contacto angular de esferas de escora simples têm um ângulo de contacto de 60° e com isto, podem admitir elevadas forças axiais. Além das forças axiais, também admitem, pequenas forças radiais. Como todos os rolamentos de contacto angular, podem ser carregados axialmente em uma direcção.

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Os rolamentos axiais de contacto angular de esferas de escora dupla são rolamentos de precisão com tolerâncias estreitadas e montados principalmente em fusos de precisão de máquinas-ferramenta. O rolamento axial de contacto angular de esferas é montado justaposto a um rolamento de duas carreiras de rolos cilíndricos com furo cónico.

As diversas execuções dos rolamentos de contacto angular de esferas de escora dupla consideram que o rolamento possa ser montado tanto no diâmetro menor do cone (série 2344) como no diâmetro maior do mesmo (série 2347).

Os rolamentos axiais de contacto angular de esferas de escora dupla são desmontáveis. As peças componentes de um rolamento não podem ser trocadas por outras de rolamentos do mesmo tamanho.

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Execuções básicas

Os rolamentos axiais de contacto angular de esferas de escora dupla das séries 2344 e 2347 têm a mesma medida nominal para o diâmetro externo, como os rolamentos de rolos cilíndricos NN30ASK. A tolerância do diâmetro externo, entretanto, é fixado para que resulte uma folga de ajuste, quando os assentamentos do rolamento axial e do rolamento de rolos cilíndricos forem usinados de uma só vez.

Os rolamentos axiais de contacto angular de esferas de escora dupla têm um ângulo de contacto de 60°. Isto propicia a sua alta capacidade de carga axial e rigidez.

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Rolamentos de rolos cilíndricos de uma carreira

Os rolamentos de rolos cilíndricos de uma carreira são separáveis o que simplifica a sua montagem e desmontagem; ambos os anéis podem ser ajustados com interferência. Devido ao contato modificado entre os rolos e as pistas são evitadas as tensões de canto.

NormasRolamentos de rolos cilíndricos de uma carreira DIN 5412, parte 1 Rolamentos de rolos cilíndricos para máquinas eléctricas e veículos de tracção eléctrica

DIN 43283

Anéis de encosto ISO 246 y DIN 5412, parte 1

Execuções básicas

As diferentes execuções dos rolamentos de rolos cilíndricos se diferenciam pela disposição dos rebordos.

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A execução NU tem dois rebordos no anel externo e um anel interno sem rebordo. Na execução N, o anel interno tem dois rebordos não havendo rebordos no anel externo. Os rolamentos de rolos cilíndricos das execuções NU e N são montados como rolamentos livres. Eles são separáveis, facilitando a montagem e a desmontagem. Os dois anéis podem ser ajustados com interferência. Os rolamentos de rolos cilíndricos NJ têm dois rebordos no anel externo e um rebordo no anel interno. Eles podem admitir forças axiais em um sentido.

Como rolamentos fixos para a admissão de cargas axiais alternadas são montados os rolamentos da série NUP. Eles têm dois rebordos no anel externo, um rebordo fixo no anel interno e um anel de encosto solto. Um rolamento de rolos cilíndricos NJ com um anel de encosto HJ formam um rolamento fixo, como um rolamento NUP.

Os rolamentos de rolos cilíndricos em execução reforçada são fornecidos pela FAG como execução básica nas séries 2E, 22E, 3E e 23E. Nestes rolamentos o conjunto de corpos rolantes é dimensionado para uma carga máxima.

Rolamentos de rolos cilíndricos de uma carreira

NU NJ NUP N NJ e HJ

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Rolamentos de rolos cilíndricos de duas carreiras

Os rolamentos de duas carreiras de rolos cilíndricos são rolamentos livres. Como são separáveis simplificam a sua montagem e desmontagem e ambos os anéis podem ser ajustados com interferência. Os rolamentos da série de medidas NN30 com furo cônico são usados principalmente para o apoio radial de fusos mestres de máquinas-ferramenta.

Para esta aplicação, a FAG também fornece rolamentos de duas carreiras de rolos cilíndricos da série NNU49 e rolamentos com uma carreira das séries N19 e N10, vide a publicação n° AC 41151.

Normas

Rolamentos de rolos cilíndricos de duas carreiras DIN 5412 parte 4

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Execuções básicas

Os rolamentos de duas carreiras de rolos cilíndricos NN30ASK.M.SP possibilitam assentamentos rígidos, com elevada capacidade de carga e de alta precisão. A força axial é admitida, usualmente, por um rolamento axial de contacto angular de esferas da série Na execução NN o anel interno tem três rebordos; o anel externo não tem nenhum.

O sufixo ASK designa uma ranhura e furos para lubrificação no anel externo, como também um furo cónico (conicidade 1:12) para o ajuste optimizado da folga radial.

NN30ASK

Furo cónico

(conicidade 1:12)

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Rolamentos de rolos cilíndricos sem gaiola

Os rolamentos de rolos cilíndricos sem gaiolas são adequados para assentamentos altamente solicitados e número de rotações moderado. Os rolamentos de uma e de duas carreiras, não vedados, são principalmente usados na construção de caixas de engrenagens. Os rolamentos de duas carreiras de rolos cilíndricos vedados são utilizados, em sua maioria, na construção de guindastes.

Os rolamentos de uma carreira de rolos cilíndricos sem gaiola não são separáveis, a não ser os rolamentos da série NJ23VH. Nos rolamentos separáveis, os dois anéis podem ser ajustados com interferência. Isto facilita a montagem e a desmontagem.

Normas

Rolamentos de duas carreiras de rolos cilíndricos, sem gaiola, DIN 5412 parte 9.

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Execuções básicas

Os rolamentos de uma carreira de rolos cilíndricos sem gaiola, são apropriados para admitir forças radiais muito elevadas. Os rolamentos também admitem forças axiais em um sentido. Quanto à capacidade de carga axial, vide a página 272. Para a guia axial em sentido contrário, contrapõe-se um outro rolamento simetricamente ao primeiro.

Os rolamentos das séries NCF29V e NCF30V têm dois rebordos fixos no anel interno. Eles transmitem forças axiais só no sentido do rebordo fixo do anel externo.

Os rolamentos da série NJ23VH admitem forças axiais no sentido do rebordo do anel interno. Nestes rolamentos, a coroa de rolos se situa de forma autoportante no anel externo, de forma que os rolos não caem, mesmo desmontando o anel interno. Isto facilita a montagem e a desmontagem de ambos os anéis com ajuste interferente.

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Rolamentos de rolos cónicos

Os rolamentos de rolos cónicos são separáveis; o anel interno com a coroa de rolos e o anel externo podem ser montados separadamente. O contacto linear modificado entre os rolos e as pistas evita tensões de canto. Os rolamentos de rolos cónicos admitem elevadas forças radiais e axiais. Como os rolamentos só admitem forças axiais em um sentido, normalmente é necessário um segundo rolamento ajustado simetricamente para a guia contrária.

Normas

Rolamentos de rolos cónicos em dimensões métricas DIN ISO 355 e DIN 720.

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Execuções básicas

Os rolamentos de rolos cónicos são apropriados para admitir forças radiais e axiais. Devido ao seu elevado ângulo de contacto, os rolamentos da série 313 são especialmente adequados para admitir elevadas cargas axiais. Os rolamentos da série 323B também têm um ângulo de contato maior.

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Rolamentos de rolos esféricos

O rolamento de rolos esféricos é um rolamento de uma carreira de rolos, angularmente ajustáveis. É adequado principalmente para construções nas quais seja exigida uma alta capacidade de carga radial e uma compensação de erros de alinhamento. A construção robusta tem se comprovado sobremaneira nos casos em que as forças radiais surgem aos golpes. A capacidade de carga axial, no entanto, é reduzida. Os rolamentos não são separáveis.

Normas

Rolamentos de rolos esféricos, DIN 635 parte 1.

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Execuções básicas

Os rolamentos de rolos esféricos na execução básica são fornecidos tanto com furo cónico como com furo cilíndrico. Os rolamentos com furo cilíndrico tem uma folga radial normal, os com furo cónico, uma folga radial maior (grupo de folgas C3).

As buchas de fixação para a fixação dos rolamentos com furo cónico estão detalhadamente descritas à página 559.

Furo cilíndrico Furo cónico (conicidade 1:12

Bucha de fixação, Porca e

Arruela de segurança

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Rolamentos autocompensadores de rolos

O rolamento autocompensador de rolos é um rolamento para solicitações elevadas. Ele contém duas carreiras de rolos esféricos simétricos, que se ajustam com facilidade na pista côncava-esférica do anel externo. Isso compensa desalinhamentos e flexões do eixo dos assentamentos .

Os rolamentos autocompensadores de rolos têm uma quantidade máxima de rolos de grande diâmetro e de grande comprimento. Pelo contato estreito entre os rolos e as pistas é atingida uma distribuição uniforme das tensões e uma alta capacidade de carga.

A FAG produz rolamentos autocompensadores de rolos especiais, com tolerâncias de medidas estreitadas e uma folga radial maior, para condições de serviço extremamente difíceis. Estes rolamentos são reconhecidos pelo sufixo T41A.

Normas

Rolamentos autocompensadores de rolos, DIN 635, parte 2.

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Execuções básicas

A maioria dos rolamentos autocompensadores de rolos com um diâmetro externo de até 320 mm são produzidos na construção reforçada E. Estes, ao contrário dos demais rolamentos autocompensadores de rolos, não têm um rebordo central no anel interno, o que possibilita rolos esféricos mais compridos, oferecendo aos rolamentos da construção E, uma capacidade de carga sensivelmente maior.

Os rolamentos autocompensadores de rolos são produzidos com o furo cilíndrico ou com o furo cónico.

Os rolamentos autocompensadores de rolos com furo cônico (vide também à página 368) são fixados sobre o eixo, primordialmente com buchas de fixação ou de desmontagem.

Rolamentos autocompensadores de rolos com furo cilíndrico

Execução com rebordo central no anel interno

Execução E

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Rolamentos autocompensadores de rolos com furo cônico

(Conicidade 1:12 ou 1:30)

Rolamentos autocompensadores de rolos com bucha de fixação

Bucha de fixação, porca e arruela de segurança

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Bucha de fixação, porca e grampo de

segurança

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Rolamentos autocompensadores de rolos com bucha de desmontagem

Execução com rebordo central no anel interno

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Rolamentos axiais de rolos cilíndricos

Os rolamentos axiais de rolos cilíndricos são rígidos, com uma alta capacidade de carga e insensíveis a golpes. Em uma direcção os rolamentos admitem cargas axiais bem elevadas, entretanto não admitem forças radiais. Não são angularmente ajustáveis.

Os rolamentos axiais de rolos cilíndricos são separáveis em coroas axiais de rolos cilíndricos, anel de eixo e anel de caixa.

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Execuções básicas

Os rolamentos axiais de rolos cilíndricos das séries 811 e 812 são compostos da coroa de rolos cilíndricos, do anel de eixo e do anel de caixa. O elemento mais importante do rolamento é a coroa axial de rolos cilíndricos.

O contacto de linha modificado evita tensões de canto nas extremidades dos rolos.

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Rolamentos axiais autocompensadores de rolos

Os rolamentos autocompensador de rolos admitem elevadas cargas axiais e são apropriados para um número relativamente alto de rotações. Devido às pistas inclinadas em relação ao eixo do rolamento, os rolamentos também podem ser carregados radialmente. A carga radial deverá ser 55% menor que a carga axial.

Os rolamentos FAG axiais autocompensadores de rolos têm rolos esféricos assimétricos e compensam erros angulares. Via de regra, os rolamentos axiais autocompensadores de rolos têm que ser lubrificados com óleo.

Normas

Rolamentos axiais autocompensadores de rolos, ISO 104 e DIN 728

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Execuções básicas

Os rolamentos axiais autocompensadores de rolos são fornecidos pela FAG em execução reforçada (sufixo E). Os rolamentos das séries 292E, 293E e 294E são projectados para uma capacidade de carga máxima.

Os rolamentos têm uma gaiola de chapa de aço (sem sufixo de gaiola) ou uma gaiola maciça de latão (sufixo MB).

Gaiola de chapa de aço

Gaiola maciça de latão

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Rolamentos de fixação rápida (tipo S)

Os Rolamentos FAG de fixação rápida são usados, com predominância, em mancais simples. São encontradas, p. exemplo, em máquinas agrícolas, instalações de transporte e máquinas para construção. Uma unidade de Rolamento de fixação rápida é composta de um rolamento fixo de esferas vedado de ambos os lados, com a superfície exterior esférica e uma caixa de ferro fundido cinzento ou de chapa de aço prensada.

O programa FAG dispõe de Rolamentos de fixação rápida para eixos em milímetros ou em polegadas, bem como os mancais monoblocos e os mancais flangeados correspondentes (as medidas da caixa, em parte, são diferentes das execuções anteriores).

Os Rolamentos FAG de fixação rápida são quase que exclusivamente usados como rolamentos fixos, sendo indicados principalmente para o assentamento de eixos curtos e em locais em que só haja uma pequena dilatação térmica. Pequenas dilatações são compensadas pela folga axial dos rolamentos.

Normas

Rolamentos de fixação rápida ISO 9628 e DIN 626-1

Caixas ISO 3228 e DIN 626-2

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Execuções básicas dos Rolamentos de fixação rápida

Nas diversas caixas são montados rolamentos fixos de esferas das séries 162, 362, 562 e 762.2RSR. Os rolamentos das primeiras três séries têm um anel interno largo e são fixados no eixo com anéis excêntricos (série 162 e 362) ou com dois pinos roscados (série 562, vide o binário de aperto e dimensões da chave na tabela). Os discos centrífugos, que equipam os rolamentos das séries 362 e 562, protegem contra contaminações maiores.

Os rolamentos da série 762.2RSR têm as mesmas medidas dos rolamentos fixos de esferas da série 62.2RSR, diferenciando-se somente pelo anel externo esférico.

162 362

562 762.2RSR

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Execução das gaiolas

As funções principais das gaiolas são:

Separar os corpos rolantes, para manter o atrito e a geração de calor tão baixos quanto possível.

? ? Manter a mesma distância dos corpos rolantes entre si, para que a carga seja distribuída de forma uniforme.

? ? Evitar que, em rolamentos separáveis ou basculáveis, os corpos rolantes se desprendam

? ? Guiar os corpos rolantes na zona livre de carga,

As gaiolas dos rolamentos são subdivididas em maciças ou de chapa.

Uma outra característica de diferenciação das gaiolas é o tipo de guia. A maioria das gaiolas são guiadas pelos corpos rolantes, não sendo esta propriedade identificada através de sufixo. Quando guiadas pelo anel externo, recebem o sufixo A. As gaiolas que são guiadas pelo anel interno recebem o sufixo B.

Nas condições normais de trabalho, a execução da gaiola não é de grande importância, tanto que é escolhida a execução mais económica como a gaiola padrão. As gaiolas padrão que, em uma série de rolamentos podem ser distintas conforme o tamanho do rolamento, são descritas mais detalhadamente nas tabelas de medidas. Só para condições de trabalho especiais deverá ser escolhida uma gaiola específica para o caso.

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Gaiolas de chapa

As gaiolas de chapa são feitas, em sua maioria, de aço sendo que, para alguns rolamentos, também sejam feitas de latão. Em comparação com as gaiolas maciças de metal elas apresentam a vantagem do peso mais reduzido. Pela razão de preencher menos a fenda entre os anéis interno e externo, o lubrificante atinge o interior do rolamento com mais facilidade. O lubrificante é armazenado na gaiola. Normalmente uma gaiola de chapa de aço só é indicada na designação do rolamento, quando ela não for execução padrão do rolamento.

Exemplos de gaiolas para rolamentos

Gaiolas de chapa de aço: gaiola tamboreada (a) e rebitada (b) para rolamentos fixos de esferas, gaiola tipo janela (c) ) para rolamentos autocompensadores de rolos.

Gaiola tamboreada (a) Rebitada (b)

para rolamentos fixos de esferas

Gaiola tipo janela (c) para rolamentos

autocompensadores de rolos

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Gaiolas maciças

As gaiolas maciças são produzidas de metal, resina fenólica ou plástico.

As gaiolas maciças de metal são usadas quando houver altas exigências quanto à rigidez da gaiola ou sob altas temperaturas.

As gaiolas maciças também são usadas quando for necessária uma guia no rebordo. As gaiolas guiadas no rebordo, para os rolamentos de alta velocidade, muitas vezes são produzidas de materiais leves como ligas leves ou resina sintética, para que as forças de massa fiquem reduzidas.

As gaiolas maciças de Poliamida 66 são produzidas pelo método de injecção. A injecção permite a obtenção de formas da gaiola que possibilitam construções com uma alta capacidade de carga. A elasticidade e o peso baixo da poliamida se mostram favoráveis nas solicitações por golpes, elevadas acelerações e retardamento, bem como desalinhamentos dos anéis do rolamento entre si. As gaiolas de poliamida têm boas características de deslizamento e de giro de emergência.

As gaiolas de Poliamida 66 reforçada com fibra de vidro são adequadas para suportar temperaturas constantes de até 120 ºC. Em uma lubrificação com óleo, os aditivos nele contidos podem afectar a durabilidade da gaiola. O diagrama mostra a interdependência entre a duração da gaiola, a temperatura constante do rolamento parado e o tipo de lubrificante.

Também o óleo envelhecido pode influir na durabilidade da gaiola sob altas temperaturas, sendo importante observar os prazos para a troca do óleo.

Exemplos de gaiolas para rolamentos

Rebitada (d) para rolamentos fixos de esferas; Tipo janela (e) para rolamentos de contacto angular de esferas;

Gaiolas maciças de latão:

De nervuras rebitadas (f) para rolamentos de rolos cilíndricos tipo janela (g) para rolamentos fixos de esferas Gaiolas maciças de

poliamida reforçada com fibra de vidro: tipo janela (h) para

rolamentos de rolos cilíndricos.

-85-

Gaiolas maciças de latão:

rebitada (d)

para rolamentos fixos de

esferas

Tipo janela (e)

para rolamentos de contacto

angular de esferas

De nervuras rebitadas (f)

para rolamentos de rolos

cilíndricos.

Gaiolas maciças de poliamida reforçada com fibra de vidro Tipo janela (g)

para rolamentos fixos de esferas

Tipo janela (h)

para rolamentos de rolos cilíndricos

-86-

Mancais

Designa-se por mancal, ao conjunto composto por, no mínimo dois rolamentos dispostos a uma determinada distancia montados num mesmo veio.

Os mancais conforme a aplicação podem ser:

? ? Fixo-livre;

? ? Ajustado;

? ? Flutuante.

Mancal Fixo-Livre

Em um eixo, apoiado em dois rolamentos radiais, as distâncias dos assentamentos no eixo e na caixa nem sempre combinam, devido às tolerâncias de maquinagem. As distâncias se modificam também pelo aquecimento em serviço. Estas diferenças são compensadas pelo rolamento livre.

Os rolamentos livres ideais são os de rolos cilíndricos . dos tipos construtivos N e NU, pois permitem que a coroa de rolos se desloque sobre a pista do anel sem rebordo.

Todos os outros tipos de rolamentos, como p.ex., os fixos de esferas e os autocompensadores de rolos, agem como rolamentos livres desde que um dos anéis possua um ajuste deslizante. O anel carregado de forma fixa (vide a tabela na página 104) normalmente recebe um ajuste deslizante o qual é, na maioria das vezes, o anel externo.

O rolamento fixo, ao contrário, guia o eixo em sentido axial e transmite cargas axiais externas. Para evitar tensões axiais em eixos com mais de dois rolamentos, usa-se ajustar só um deles como livre.

O tipo construtivo seleccionado para ser o rolamento fixo depende da magnitude das forças axiais e de quão precisa deva ser a guia do eixo.

Um rolamento de contacto angular de esferas de duas carreiras propicia, p.ex., uma guia axial mais precisa do que com um rolamento fixo de esferas ou um autocompensador de rolos. Também um par de rolamentos de contacto angular de esferas ou de rolos cónicos ajustado de forma simétrica oferece uma guia axial muito estreitada.

Praticamente vantajosos são os rolamentos de contacto angular de esferas na execução universal. Os rolamentos podem ser conjugados tanto nas disposições em O , X ou Tandem, sem arruelas de ajuste. Estes rolamentos são ajustados de forma que, na montagem de qualquer destas disposições, apresentam uma reduzida folga axial (execução UA), sem folga (execução UO) ou uma leve pré carga (UL).

Os rolamentos para fusos da execução universal UL têm, na montagem nas uma leve pré carga (execuções com uma pré carga maior, sob consulta). disposições X ou O uma leve pré carga (execuções com uma pré carga maior, sob consulta).

-87-

Também os rolamentos de rolos cónicos ajustados como rolamentos fixos (execução N11) facilitam a montagem. São ajustados com uma folga axial correspondente, de modo que não necessitam de ajustes posteriores.

Em caixas de engrenagens, às vezes é montado um rolamento de quatro pistas ao lado de um rolamento de rolos cilíndricos, de modo a formar um mancal rígido. O rolamento de quatro pistas, cujo anel externo não tem apoio radial, só pode transmitir forças axiais. As forças radiais são admitidas pelo de rolos cilíndricos.

Sob a acção de forças radiais reduzidas, também pode ser usado como rolamento fixo, um rolamento de rolos cilíndricos do tipo NUP.

-88-

Exemplos para disposições de mancais de rolamento fixo-livre

a. Rolamento fixo: Fixo de

esferas

Rolamento livre: Fixo de

esferas

b. Rolamento fixo:

Autocompensador de rolos

Rolamento livre:

Autocompensador de rolos

c. Rolamento fixo: Fixo de

esferas

Rolamento livre: de rolos

cilíndricos NU

d. Rolamento fixo:

Autocompensador de rolos

Rolamento livre: de rolos

cilíndricos

-89-

Exemplos para disposições de mancais de rolamento fixo-livre (cont.)

e. Rolamento fixo: de

contato angular de esferas

Rolamento livre: de rolos

cilíndricos NU

f. Rolamento fixo: de quatro

pistas e rolamento de rolos

cilíndricos

Rolamento livre: de rolos

cilíndricos NU

g. Rolamento fixo: dois

rolamentos de rolos cônicos

Rolamento livre: de rolos

cilíndricos NU

h. Rolamento fixo: de rolos

cilíndricos NUP

Rolamento livre: de rolos

cilíndricos NU

-90-

Exemplos para disposições de mancais de rolamento fixo-livre (cont.) Par de rolamentos de contacto angular de esferas na execução universal como rolamentos fixos

Disposição em O Disposição em X

Rolamentos para fusos na execução universal como rolamentos fixos

Disposição em O, Disposição em X, Disposição em Tandem-O

Par de rolamentos de rolos cônicos como rolamentos fixos

Disposição em O Disposição em X

-91-

Mancal ajustado

Um mancal ajustado é formado, via de regra, por dois rolamentos de contacto angular de esferas ou de rolos cónicos. Durante a montagem, um dos anéis é deslocado de modo que o mancal apresente a folga desejada ou tenha a pré-carga necessária. Esta possibilidade de ajuste torna o mancal apropriado principalmente nos casos em que seja necessária uma guia estreitada, como nos mancais de pinhões com engrenagens helicoidais ou nos mancais de fusos em máquinas-ferramenta.

Na disposição em O , o vértice do ângulo formado pelas linhas de pressão S aponta para fora, enquanto que na disposição em X este vértice se encontra voltado para dentro. A base de apoio H, ou seja, a distância entre os vértices dos ângulos de contato é maior em uma disposição em O do que na disposição em X, motivo pelo qual a disposição em O apresenta um jogo de basculamento menor.

Exemplos para disposições de mancais de rolamento ajustado

Rolamentos de contacto angular de esferas

Mancal Ajustado na disposição em O Mancal Ajustado na disposição em X

Ao efectuar o ajuste da folga axial, deve ser considerada a dilatação térmica. Na disposição em X (a ), uma queda de temperatura provoca sempre uma diminuição da folga (partindo do pressuposto de que a matéria-prima, tanto do rolamento como do eixo e da caixa, seja a mesma e as temperaturas dos anéis internos e do eixo, respectivamente dos anéis externos e da caixa, sejam idênticas.

Em contrapartida, distingue-se três casos na disposição em O. Se os vértices dos ângulos dos rolos R, ou seja, os pontos de intersecção da extensão da pista do anel externo com o eixo do rolamento coincidirem (b), a folga ajustada do rolamento se manterá.

Se, entretanto, em uma distância curta entre os rolamentos, os cones dos rolos se cortarem (c) ou, quando a distância dos rolamentos for maior, não se encontrarem (d ),a folga axial pode se tornar maior ou menor, em consequência da dilatação térmica.

-92-

a - Mancal ajustado com rolamentos de rolos cónicos na disposição X

b - Mancal ajustado com rolamentos de rolos

cónicos na disposição em O, onde os vértices

dos cones dos rolos coincidem

c - Mancal ajustado com rolamentos de

rolos cónicos na disposição em O, onde

os vértices dos cones dos rolos se cortam

d - Mancal ajustado com rolamentos de rolos cônscios na disposição em O,

onde os vértices dos cones dos rolos não se encontram (d)

-93-

Os mancais ajustados também são obtidos mediante pré-carga com molas. Este tipo de ajuste elástico compensa as dilatações térmicas e é utilizado quando os mancais parados correm o risco de vibrações.

Rolamentos fixos de esferas ajustados e pré-carregados por mola de disco

-94-

Mancal Flutuante

O mancal flutuante é uma solução económica, quando não for exigida uma guia axial estreitada do eixo. A estrutura do mancal é semelhante ao ajustado só que neste, o eixo pode se deslocar pela folga axial S em relação à caixa. O valor para S é determinado de tal forma em relação à precisão de guia exigida, que mesmo em condições térmicas adversas o mancal não fique tencionado axialmente.

Os tipos construtivos de rolamentos apropriados para mancais flutuantes são os fixos de esferas e os autocompensadores de esferas ou de rolos . Nos dois rolamentos, um dos anéis - geralmente o externo - tem que ser ajustado de forma deslizante.

Nos mancais flutuantes formados com rolamentos de rolos cilíndricos da série NJ , a compensação linear ocorre dentro do próprio rolamento. Tanto o anel externo como o interno podem ser ajustados firmemente.

Os rolamentos de rolos cónicos e os de contacto angular de esferas não são apropriados para mancais flutuantes, porque precisam ser ajustados para que girem de forma correcta.

Exemplos de um mancal flutuante

Dois rolamentos fixos de esferas

Dois rolamentos autocompesadores de rolos

Dois rolamentos de rolos cilindricos

s - é a folga axial

-95-

Participaram neste trabalho os formadores abaixo referidos que cederam os respectivos direitos de propriedade e autoria:

João Gonçalves

Baptista Cabarrão

Jorge Monteiro

Sofia Silva

Vítor Monteiro

António Mota

Vítor Capote

David Cabarrão

Módulo nº 16

Desenho de Estruturas Metálicas Esta Publicação é propriedade do GICEA, Gabinete de Gestão de iniciativas comunitárias.

Este produto é protegido pelas leis em vigor e copyright, estando reservados todos os seus direitos. Não pode ser reproduzido nem transcrito por qualquer processo seja ele qual for sem autorização dos titulares do direito. Os infractores são passíveis de procedimento judicial.

ii

Sub-Projecto :

Módulo nº. : Designação :

Curso : Horas prevista : 30

OBJECTIVOS

CONTEÚDOS

ACTIVIDADES

AVALIAÇÃO

MATERIAIS / RECURSOS

Data O Formador

1. Conceito de Estrutura Metálica; 2. Tipos de solicitações nas estruturas metálicas; 3. Materiais e formas de estruturas; 4. Tipos de ligação de elementos resistentes; 5. Principais tipos de elementos resistentes; 6. Ligação rebitada de juntas; 7. Cotagem de estruturas rebitadas; 8. Ligação rebitada de duas vigas e respectivo desenho técnico; 9. Ligação rebitada de uma base de coluna e respectivo desenho técnico; 10. Utilização de vigas e colunas rebitadas numa estrutura rebitada.

Conceito de Estrutura Metálica;Solicitações nas estruturas metálicas;Materiais e formas de estruturas; Tipos de ligação de elementos resistentes; Principais tipos de elementos resistentes e indicação da respectiva norma com dimensões e características; igação rebitada de juntas; Considerações sobre cotagem de estruturas rebitadas; Ligação rebitada de duas vigas com visualização realista e respectivo desenho técnico; Ligação rebitada de uma base de coluna com visualização realista e respectivo desenho técnico; Utilização de vigas e colunas rebitadas numa estrutura rebitada com visualização realista e respectivo desenho técnico.

Desenho de técnico de vários elementos resistentes de estruturas simples e compostas.

Análise dos trabalhos realizados.Nível de conhecimento relativamente á aplicabilidade e escolha dos vários elementos resistentes.Dados referentes à participação.

Sala de desenho com equipamento tradicional a definir no módulo 4.Rectro-projector.

PUBLICO ALVOFormadores da área Do Desenho Técnico

BIBLIOGRAFIADesenho Técnico, de Veiga da CunhaElementos de Máquinas, vol. I, de Niemann

11 - Desenho Técnico

FICHA DE PLANIFICAÇÃO MODULAR

16 Desenho de Estruturas Metálicas

Índice Introdução........................................................................................................................ 2

Desenho de Estruturas Metálicas ......................................................................................... 3 Estruturas ........................................................................................................................ 3 Solicitações Permanentes ................................................................................................... 4 Solicitações Acidentais Habituais ......................................................................................... 4 Solicitações Acidentais Excepcionais..................................................................................... 5 Materiais e Formas de Estruturas......................................................................................... 5 Os materiais mais utilizados na construção de estruturas são: ................................................ 5 Estruturas Metálicas........................................................................................................... 6 Tipos de Ligações de Elementos Metálicos Resistentes, vantagens e inconvenientes:................................................................................................................. 7 Elementos Resistentes Utilizados nas Estruturas Metálicas ...................................................... 7 Formas Normalizadas de Elementos Resistentes .................................................................... 8 Perfil oco de secção circular ................................................................................................ 8 Perfil oco de secção quadrada ............................................................................................. 8 Perfil oco de secção rectangular .......................................................................................... 9 Barra ............................................................................................................................... 9 Varão............................................................................................................................. 10 Vergalhão....................................................................................................................... 10 Sextavado ...................................................................................................................... 11 Perfil INP ........................................................................................................................ 11 Perfil IPE ........................................................................................................................ 12 Perfil HE......................................................................................................................... 13 Perfil T NP ...................................................................................................................... 14 Perfil UNP ....................................................................................................................... 15 Perfil L NP....................................................................................................................... 16 Cantoneira de abas desiguais............................................................................................ 17 Perfil especial para pontes rolantes.................................................................................... 18 Estruturas Rebitadas........................................................................................................ 19 Rebite de cabeça esférica ................................................................................................. 19 Rebite de cabeça abaulada ............................................................................................... 20 Rebite de cabeça plana..................................................................................................... 21 A ligação rebitada de juntas podem ser executadas de duas formas: ..................................... 23 Representação simbólica de rebites ................................................................................... 33 Cotagem de Estruturas Rebitadas ...................................................................................... 34 Descrição dos Elementos Constituintes............................................................................... 36 Descrição dos Elementos Constituintes............................................................................... 43

-2-

Introdução

Designa-se por estrutura de uma construção o corpo ou conjunto de corpos adequados a resistir às acções que o meio exterior impõe.

A estrutura deve ser dimensionada de modo a assegurar, ao longo do seu período de vida, um comportamento em eficientes condições resistentes que permita cumprir com as exigidas condições de segurança e de conservação da construção.

-3-

Desenho de Estruturas Metálicas

Estruturas

As estruturas são constituídas por elementos resistentes que podem assumir a forma de barras o lâminas.

Exemplos de Barras:

? ? Vigas;

? ? Pilares;

? ? Tirantes;

? ? Arcos;

? ? Etc.

Exemplos de Lâminas:

? ? Paredes;

? ? Placas;

? ? Cascas.

Os elementos estruturais são ligados da seguinte forma:

? ? Ligados entre si – ligações interiores

? ? Ligados aos apoios – ligações exteriores

O Regulamento de Solicitações em Edifícios e Pontes prevê para os esforços que actuam sobre as estruturas correspondem a dois tipos de solicitações:

? ? Solicitações permanentes;

? ? Solicitações acidentais.

-4-

Dentro do tipo de solicitações acidentais ainda podemos considerar duas formas deste tipo de solicitações:

? ? Solicitações acidentais habituais;

? ? Solicitações acidentais excepcionais

Solicitações Permanentes

São solicitações que actuam de forma continua ou interrupta. As solicitações que se fazem sentir com um frequência muito elevada, em certos casos também podem ser consideradas como solicitações permanentes.

Exemplos de Solicitações Permanentes:

? ? Peso próprio das estruturas resistentes;

? ? Os materiais de revestimento;

? ? Os materiais de divisão dos edifícios;

? ? Cargas suportadas pela estrutura provocadas pelo peso dos equipamentos fixos.

Solicitações Acidentais Habituais

São solicitações provocadas por sobrecargas que têm origem na movimentação de pessoas e materiais. Esta movimentação é habitual no funcionamento das actividades desenvolvidas no edifício.

Exemplos de Solicitações Acidentais Habituais:

? ? Peso das pessoas;

? ? Peso de veículos;

? ? Peso de equipamento não fixo;

? ? Forças provocadas por frenagem de veículos e equipamentos;

? ? Forças com origem em efeitos centrífugos;

? ? Forças provocadas pela acção do vento habitual;

? ? Forças provocadas pelo peso da neve;

-5-

? ? Forças provocadas pelas variações de temperatura;

? ? Forças provocadas pela retracção de materiais;

? ? Forças provocadas pela fluência e relaxação de materiais;

? ? Forças provocadas pelo assentamento nos apoios;

? ? Forças provocadas por atritos e resistências em aparelhos de apoio;

? ? Forças provocadas pelos impulsos de terras ou de outros materiais;

? ? Forças provocadas pelos efeitos hidrostático e hidrodinâmico;

Solicitações Acidentais Excepcionais

Este tipo de solicitações é provocado essencialmente pela acção de ventos com intensidades fora do habitual, sismos ou outros fenómenos excepcionais.

Materiais e Formas de Estruturas

As estruturas podem ser construídas com vários materiais e assumir as mais variadas formas geométricas ou mesmo artísticas como é o caso de estruturas concebidas de forma a integrarem projectos de arquitectura, onde se dá importância a aspectos de estética e enquadramento paisagístico do meio onde é inserida.

Os materiais mais utilizados na construção de estruturas são:

? ? Madeira;

? ? Pedra;

? ? Aço;

? ? Betão.

Estes materiais podem ser utilizados individualmente ou conjugados uns com os outros, exemplo disso é a utilização muito frequente de betão com aço no betão armado ou betão pré esforçado.

-6-

A determinação da estrutura mais conveniente deve pois ser alvo de estudo tendo em conta as especificações técnicas, os materiais, meios técnicos e humanos disponíveis assim como os custos que a obra, sem por em causa a funcionalidade a que se destina a estrutura e as exigências de segurança vigentes.

Estruturas Metálicas

As estruturas metálicas são executadas com a utilização de elementos resistentes de metal ligados entre si.

Os metais utilizados na execução estruturas podem ser o alumínio e o ferro fundido, mas o aço, por ser um material relativamente barato e com características de resistência boas é sem duvida o material mais utilizado na execução de estruturas metálicas.

Os vários elementos que constituem uma estrutura metálicas podem ser ligados entre si utilizando várias técnicas, em que as mais vulgarmente empregues são:

? ? Ligações Rebitadas;

? ? Ligações Aparafusadas;

? ? Ligações soldadas

Estes métodos de ligação de elementos de estruturas, apresentam vantagens e inconvenientes uns relativamente aos outros. A escolha do tipo de ligação é decidida caso a caso dependendo dos condicionalismos técnicos, humanos e orçamentais de cada obra.

-7-

Tipos de Ligações de Elementos Metálicos Resistentes, vantagens e inconvenientes:

Ligações Rebitadas

? ? A cravação de rebites exige normalmente pessoal mais

especializado do que o aperto de parafusos e porcas;

? ? O ruído provocado pela cravação de rebites pode ser impeditivo de

sua utilização especialmente em zonas urbanas.

Ligações Aparafusadas

? ? As ligações aparafusadas que utilizam parafusos de alta resistência

também exigem pessoal especializado neste tipo operação uma vez que

é necessário ter em conta as características deste tipo de parafusos

bem como o conhecimento e o equipamento adequado de modo a

controlar convenientemente as forças de aperto para cada caso.

Ligações Soldadas

? ? Não provoca ruído

? ? Necessita de pessoal especializado em soldadura (soldadores)

A qualidade da soldadura é difícil de avaliar ou muito cara uma

vez que exige a realização de radiografias no local o que nem

sempre é possível

O tipo de ligação mais conveniente a adoptar também está dependente da possibilidade de estas poderem ser realizadas em oficina ou pelo contrário terem que ser realizadas na obra.

Elementos Resistentes Utilizados nas Estruturas Metálicas

Estes elementos são geralmente normalizados, tendo por isso as suas gamas de formas e dimensões limitadas.

Desde que efectuado por pessoal técnico devidamente especializado, podem ser criados um infinidade de elementos resistentes com as mais variadas formas e dimensões adaptados a situações especificas.

-8-

Formas Normalizadas de Elementos Resistentes

Perfil oco de secção circular

Visualização 3D

Corte

Dimensões características:

d – diâmetro exterior;

e – espessura da parede.

A gama de dimensões pode ser encontrada em tabelas técnicas.

Designação: Tubo Redondo(com indicação do seu diâmetro e espessura da parede)

Perfil oco de secção quadrada

Visualização 3D

Corte

Dimensões características:

b – lado exterior

e – espessura da parede.

A gama de dimensões pode ser encontrada em tabelas técnicas.

Ver norma ISO-657/14

Designação: Tubo Quadrado(com indicação das dimensões do lado e espessura da parede)

-9-

Perfil oco de secção rectangular

Visualização 3D Corte

Dimensões características:

b – lado exterior menor

c - lado exterior maior

e – espessura da parede.

A gama de dimensões pode ser encontrada em tabelas técnicas.

Ver norma ISO-657/14

Designação: Tubo Rectangular (com indicação das dimensões dos lados e espessura da parede)

Barra

Visualização 3D

Corte

Dimensões características:

b – lado exterior menor

e – espessura

A gama de dimensões pode ser encontrada em tabelas técnicas.

Ver norma NP-334

Designação: Barra (com indicação das dimensões dos lados).

-10-

Varão

Visualização 3D

Corte

Dimensões características:

d – diâmetro

A gama de dimensões pode ser encontrada em tabelas técnicas.

Ver norma NP-331.

Designação: Varão (com indicação do seu diâmetro).

Vergalhão

Visualização 3D

Corte

Dimensões características:

d – lado

A gama de dimensões pode ser encontrada em tabelas técnicas.

Ver norma NP-333.

Designação: Vergalhão (com indicação da dimensão do lado).

-11-

Sextavado

Visualização 3D

Corte

Dimensões características:

d – lado

A gama de dimensões pode ser encontrada em tabelas técnicas. Ver norma NP-333.

Designação: Sextavado (com indicação da distancia entre lados paralelos).

Perfil INP

Visualização 3D

Corte

Dimensões características:

h – altura do perfil

b – largura dos banzos

a – espessura da alma

r – raio banzo-alma

r1 – raio das abas

? - diâmetro dos furos

W1 – distância entre os eixos dos furos

A gama de dimensões pode ser encontrada em tabelas técnicas.

Ver norma NP-339.

Designação: Perfil I (com indicação da dimensão de h), ex.:I200 significa se trata de um perfil INP com h=200 mm.

-12-

Perfil IPE

Visualização 3D

Corte

Dimensões características:

h – altura do perfil

b – largura dos banzos

a – espessura da alma

r – raio banzo-alma

? - diâmetro dos furos

W1 – distância entre os eixos dos furos

A gama de dimensões pode ser encontrada em tabelas técnicas.

Ver norma (NP-2116) e (DIN-1025)

Designação: Perfil IPE (com indicação da dimensão de h), ex.: IPE400 significa se trata de um perfil IO

Designação: Perfil IPE (com indicação da dimensão de h), ex.: IPE300 significa se trata de um perfil IPE com h=300 mm.

-13-

Perfil HE

Visualização 3D

Corte

Dimensões características:

h – altura do perfil

b – largura dos banzos

a – espessura da alma

r – raio banzo-alma

e – espessura dos banzos

A gama de dimensões pode ser encontrada em tabelas técnicas.

Ver norma (NP-2117)

Designação: Perfil HE (com indicação da dimensão de h), ex.: HE500 significa se trata de um perfil HE com h=500 mm.

-14-

Perfil T NP

Visualização 3D Corte

Dimensões características:

h – altura do perfil

b – largura do banzo

am – espessura a meio da alma

a1 – espessura a meio do banzo

r – raio banzo-alma

r1 – raio da aba

W1 – distância entre os eixos dos furos

? - diâmetro dos furos

A gama de dimensões pode ser encontrada em tabelas técnicas.

Ver norma (NP-3377) e (DIN-1024)

Designação: Perfil T (com indicação da dimensão de h), ex.: T50 significa se trata de um perfil TE com h=50 mm.

-15-

Perfil UNP

Visualização 3D Corte

Dimensões características:

h – altura do perfil

b – largura do perfil

a – espessura do lado maior

em – espessura a meio do lado menor

r – raio interior entre os dois lados

r1 – raio da aba

? - diâmetro dos furos

W1 – distância entre os eixos dos furos

A gama de dimensões pode ser encontrada em tabelas técnicas.

Ver norma (NP-338).

Designação: Perfil U (com indicação da dimensão de h), ex.: U100 significa se trata de um perfil UNP com h=100 mm.

-16-

Perfil L NP

Visualização 3D

Corte

Dimensões características:

b – largura do perfil

e – espessura

r – raio interior entre os dois lados

r1 – raio da aba

? - diâmetro dos furos

W1 – distância entre os eixos dos furos

A gama de dimensões pode ser encontrada em tabelas técnicas.

Ver norma (NP-335).e (ISO 657-1)

Designação: Cantoneira (com indicação da dimensão do lado b), ex.: Cantoneira 60 significa que se trata de um perfil L NP com b=60 mm.

-17-

Cantoneira de abas desiguais

Visualização 3D

Corte

Dimensões características:

d – lado maior

b – Lado menor

e – espessura

r – raio interior entre os dois lados

r1 – raio da aba

? 1 - diâmetro dos furos

do lado maior

? 2 - diâmetro dos furos

do lado menor

W1 – distância entre os eixos dos furos do lado maior

W2 – distância entre os eixos dos furos do lado menor

A gama de dimensões pode ser encontrada em tabelas técnicas.

Ver norma (NP-336)

Designação: Cantoneira (com indicação da dimensão dos lados d e b e da espessura), ex.: Cantoneira 60x40x5 significa que se trata de um perfil L NP com d =60 mm, b =40 mm e e=5 mm.

-18-

Perfil especial para pontes rolantes

Visualização 3D

Corte

Dimensões características:

d – Base

h – altura

b0 – largura do carril

A gama de dimensões pode ser encontrada em tabelas técnicas.

Designação: Perfil para pontes rolantes seguido de um numero, ex.: Perfil Nº1.

-19-

Estruturas Rebitadas

Neste tipo de ligação são utilizados rebites como elementos de ligação. A sua aplicação é feita por cravamento, existem vários processos de cravamento de rebites, mas em todos o objectivo é a formação da segunda cabeça do rebite, ficando com as chapas a ligar no meio das duas cabeças.

As figuras seguintes ilustram os tipos de rebites mais utilizados em estruturas rebitadas correntes

Rebite de cabeça esférica

Visualização 3D

lb

d1

r1

ra

Vista principal

Dimensões características:

a – largura da cabeça

b – altura da cabeça

r – raio da cabeça

l – comprimento do corpo

d1 - diâmetro do corpo

A gama de dimensões pode ser encontrada em tabelas técnicas.

Ver norma (NP-193)

-20-

Rebite de cabeça abaulada

Visualização 3D

l

W

b

g d d1

Vista principal

Dimensões características:

d– largura da cabeça

b – altura da cabeça

r – raio da cabeça

l – comprimento do corpo

d1 - diâmetro do corpo

g- ângulo de saída da cabeça

A gama de dimensões pode ser encontrada em tabelas técnicas.

-21-

Rebite de cabeça plana

Visualização 3D

Vista principal

Dimensões características:

d– largura da cabeça

b – altura da cabeça

r – raio da cabeça

l – comprimento do corpo

d1 - diâmetro do corpo

g- ângulo de saída da cabeça

A gama de dimensões pode ser encontrada em tabelas técnicas.

Os diâmetros dos rebites obedecem a normas nacionais e internacionais onde importa realçar as seguintes especificações técnicas:

? ? Os rebites devem ter diâmetro 1 a 2 mm inferior ao dos furos em que são introduzidos. A diferença de diâmetro deve ser anulada depois de cravados, significa que a operação de cravamento obriga o rebite a aumentar de diâmetro por acção de forças de compressão;

? ? O diâmetro do rebite antes do cravamento, ou seja o seu diâmetro nominal, deve ser superior à espessura do elemento resistente de maior espessura presente do conjunto a ligar.

A soma das espessuras dos elementos a ligar não deve exceder, em geral 5 vezes o diâmetro dos furos.

Em caso algum esta espessura pode exceder 6,5 vezes o diâmetro do furo

Em ligações que utilizem rebites com diâmetros até 14 mm, a soma das espessuras dos vários elementos resistentes a ligar em conjunto, não deve exceder 4 vezes o diâmetro do rebite.

A disposição dos rebites deve respeitar determinadas especificações técnicas, especificações essas que se encontram quantificadas na tabela em baixo e ilustradas na figura seguinte:

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? ? dad 32 ?? ;

? ? dbd 5,25,1 ?? ;

? ? dcd 73 ?? (ambientes muito agressivos);

? ? dcd 103 ?? (ambientes pouco ou moderadamente agressivos);

Onde:

? ? d - diâmetro dos furos;

? ? a - distância do eixo do rebite ao bordo mais próximo, na direcção do esforço que solicita a ligação;

? ? b - distância do eixo do rebite ao bordo mais próximo, na direcção normal à do esforço que solicita a ligação;

? ? c - menor distância entre os eixos dos rebites.

-23-

A ligação rebitada de juntas podem ser executadas de duas formas:

? ? Juntas sobrepostas;

? ? Juntas topo a topo.

Nas juntas sobrepostas, as várias chapas sobrepõem-se umas ás outras como mostram as figuras seguintes: vistas em corte, planta e visualização em 3D.

Este tipo de ligação rebitada pode ser realizada com uma ou mais fiadas de rebites de cada lado da junta, podendo ser utilizada para ligar duas ou mais chapas em simultâneo.

A disposição dos rebites, como mostram as figuras podem ser:

? ? Disposição em Cadeia ou Alinhada;

? ? Disposição em Ziguezague ou Desencontrada

-24-

? ? Duas chapas rebitadas com as juntas sobrepostas;

? ? Uma fiada de rebites;

? ? Disposição dos rebites Alinhada ou em Cadeia.

Vista 3D

Corte 3D

Vista Principal

-25-

? ? Duas chapas rebitadas com as juntas sobrepostas;

? ? Duas fiadas de rebites;

? ? Disposição dos rebites Alinhada ou em Cadeia.

Vista 3D

Vista Principal

-26-

? ? Três chapas rebitadas com as juntas sobrepostas;

? ? Duas fiadas de rebites;

? ? Disposição dos rebites Alinhada ou em Cadeia.

Vista 3D

Corte 3D

Vista principal

-27-

? ? Cinco chapas rebitadas com as juntas sobrepostas;

? ? Duas fiadas de rebites;

? ? Disposição dos rebites Alinhada ou em Cadeia.

Vista 3D

Corte 3D

Vista principal

-28-

? ? Duas chapas rebitadas com as juntas sobrepostas;

? ? Duas fiadas de rebites;

? ? Disposição em Ziguezague ou Desencontrada

Vista 3D

Corte 3D

Vista principal

-29-

Nas juntas topo a topo os topos das duas chapas a ligar ficam encostados um ao outro. A ligação é feita á custa de uma terceira chapa designada de cobrejunta. A cobrejunta pode ser:

? ? Cobrejunta simples;

? ? Cobrejunta dupla.

Este tipo de ligação rebitada pode ser realizada com uma ou mais fiadas de rebites de cada lado da junta. Normalmente só se utiliza para ligar duas chapas em simultâneo.

A disposição dos rebites, como mostram as figuras podem ser:

? ? Disposição em Cadeia ou Alinhada;

? ? Disposição em Ziguezague ou Desencontrada

-30-

? ? Duas chapas rebitadas com as juntas Topo a Topo;

? ? Cobrejunta Simples;

? ? Duas fiadas de rebites;

? ? Disposição em em Cadeia ou Alinhada.

Vista 3D

Corte 3D

Vista principal

-31-

? ? Duas chapas rebitadas com as juntas Topo a Topo;

? ? Cobrejunta Dupla;

? ? Duas fiadas de rebites;

? ? Disposição em em Cadeia ou Alinhada.

Vista 3D

Corte 3D

Vista principal

-32-

Exemplo cotado de:

? ? Duas chapas rebitadas com as juntas Topo a Topo;

? ? Cobrejunta Dupla;

? ? Disposição Desencontrada ou em Zig Zag.

Vista 3D

Vista principal

-33-

Representação simbólica de rebites

Representam-se simbolicamente os rebites quando o seu eixo longitudinal se apresenta de topo, quando o rebite é representado de lado, representa-se apenas o seu eixo.

Representação simbólica de rebites com cabeça e contracabeça esférica

10 mm

Simbolo

Diâmetro do Rebite 12 mm 16 mm 20 mm 24 mm22 mm

Quando os rebites a empregar numa determinada estrutura, são todos do mesmo tamanho, é usual representa-los no desenho apenas com uma cruz, sendo dada indicação na legenda ou em local do desenho considerado apropriado, os seus diâmetros ou designação normalizada.

O numero de diâmetros para os rebites, utilizados numa estrutura deve ser o mais reduzido possível de modo a facilitar a sua construção.

-34-

Cotagem de Estruturas Rebitadas

A cotagem dos desenhos de estruturas rebitadas deve fornecer todas as informações relativas ás dimensões da estrutura para que a sua construção e montagem seja feita de forma correcta e como estava prevista no projecto.

Na cotagem de desenhos de estruturas rebitadas além da indicação das dimensões de cada um dos elementos que a integram também é necessário indicar as posições relativas de cada um deles.

Nas estruturas rebitadas é frequente termos fiadas de rebites a ligar chapas ou perfis todos eles com as mesmas dimensões, nestes casos, na cotagem, basta definir um desses elementos.

65 80x7=560 65

45 60x24=1440 45

Na figura anterior temos a cotagem de um ajunta topo topo com dupla cobrejunta, em que se recorreu á cotagem em série, como é habitual em estruturas metálicas, onde para alem de geralmente se indicarem todas as cotas, indica-se também as cotas totais.

Acontece frequentemente, por imperativos do próprio desenho de estruturas, a violação de algumas regras da cotagem em desenho técnico. Normalmente por haver necessidade de colocar muitas cotas na mesma zona, como é o caso de se escreverem cotas por baixo da linha de cota ou de se escreverem cotas sobre linhas de eixo ou linhas de chamada.

Situações como esta são apenas admitidas como ultimo recurso, quando a informação do desenho estiver comprometida.

Nas figuras seguintes é apresentado um exemplo prático de ligação com rebites de duas vigas de perfil INP.

? ? Viga principal – I400;

? ? Viga secundária – I220.

-35-

Imagem de visualização realista da ligação rebitada das duas vigas, ou seja o resultado final que se pretende obter.

Perspectiva em visualização realista dos vários elementos a ligar.

-36-

Descrição dos Elementos Constituintes

Perspectiva em visualização realista da viga principal, perfil I400.

Designação: perfil I400

Significa que se trata de um perfil INP com 400 mm de altura.

Perspectiva em visualização realista da viga secundária, perfil I220.

Designação: perfil I220

Significa que se trata de um perfil INP com 220 mm de altura.

Perspectiva em visualização realista de elementos de apoio na ligação das duas vidas, neste caso perfil L NP.

A designação: 2L100x100x10

Significa que se trata de cantoneira de abas iguais, com lado de 100 mm e espessura de parede de 10 mm.

São necessários dois elementos com estas características.

-37-

Perspectiva em visualização realista de elementos de apoio na ligação das duas vidas, neste caso perfil L NP.

A designação: L80x80x8

Significa que se trata de cantoneira de abas iguais, com lado de 80 mm e espessura de parede de 8 mm.

São necessários apenas um elemento estas características.

Os rebites a utilizar são de cabeça e contracabeça esférica com diâmetros de:

19 mm, 22 mm e 24 mm

Dependendo do s elementos a ligar.

Resultado da ligação pretendida.

-38-

Nas figuras em cima podemos observar a ligação das duas vigas vista de vários ângulos e perspectivas.

-39-

Na figura seguinte representa-se a ligação das duas vigas utilizando as técnicas convencionais do desenho técnico para a sua representação ortogonal.

É este o tipo clássico de desenhar estruturas. Repare-se que os rebites não foram representados em desenho de pormenor, por forma a facilitar o desenho foram representados simbolicamente.

Outro pormenor importante do desenho é a indicação das cotas, informação fundamentar para a correcta ligação das vigas.

-40-

Nas figuras seguintes é apresentado outro exemplo prático de ligação de elementos metálicos com rebites.

Pretende-se desta vez explicar e demostrar a construção rebitada de uma base de coluna metálica, cujos os elementos principais são dois perfis UNP.

Imagem de visualização realista da construção rebitada da base da coluna metálica que se pretende obter como resultado final.

-41-

Imagem realista da coluna vista em perspectiva, mas de outro ângulo.

-42-

Perspectiva em visualização realista dos vários elementos a ligar.

-43-

Descrição dos Elementos Constituintes

Visualização realista da chapa que serve de base á base da coluna metálica.

Designação: 470x470x10

Chapa de aço com 470 mm de lado e 10 mm de esp

Perspectiva em visualização realista de elementos de apoio na ligação das base de coluna, neste caso perfil L NP.

A designação: 2L100x100x10

Significa que se trata de cantoneira de abas iguais, com lado de 100 mm e espessura de parede de 10 mm.

São necessários dois elementos com estas características.

-44-

Visualização realista da chapa que serve de ligação de vários elementos da base da coluna metálica.

Chapa de aço recortada de 6 mm de espessura.

São necessários dois elementos com estas características.

Perspectiva em visualização realista de elementos de apoio na ligação das base de coluna, neste caso perfil L NP.

Designação: 2L100x100x10

São necessários dois elementos com estas características.

-45-

Perspectiva em visualização realista dos elementos principais da base e coluna que se pretende construir.

Designação: perfil 2U 200

Significa que se trata de um perfil UNP com 200 mm de altura.

São necessários dois elementos com estas características.

Os rebites a utilizar são de cabeça e contracabeça esférica com diâmetros de:

19 mm e 22 mm

Dependendo do s elementos a ligar.

-46-

Resultado final da ligação de todos os elementos descritos nas páginas anteriores.

Temos mais uma vez a visualização realista da Base de Coluna Rbitada.

-47-

Na figura seguinte, á semelhança do exemplo anterior temos o desenho convencional que se utiliza para representação de estruturas, neste caso de uma coluna rebitada.

Este tipo de representação é a mais indicada quando é necessário cotar o desenho.

-48-

Nas figuras seguintes é apresentada uma utilização possível das estruturas metálicas cuja a construção se acaba de descrever.

Como se pode observar no exemplo proposto, temos a construção de uma estrutura rebitada que utiliza ligações de vigas I e bases de coluna como as que se descreveram nas páginas anteriores.

Visualização realista de uma estrutura rebitada.

-49-

A estrutura assim obtida resulta da combinação de estruturas mais simples.

Regra geral uma estrutura complicada é composta por várias estruturas sucessivamente mais simples.

Estrutura rebitada vista de um dos lados.

-50-

Estrutura metálica vista em perspectiva explodida

Na figura em cima pode-se observar, de uma forma simples e directa todos os elementos constituintes da estrutura rebitada obtida.

Este tipo de visualização em perspectiva explodida é muito útil para uma melhor compreensão da estrutura a obter, bem como a identificação dos vários elementos que a constituem assim como a quantidade desses elementos necessários.

-51-

Por fim temos o desenho de pormenor da estrutura obtida, onde interessa salientar a indicação das cotas totais.

Esta informação é fundamentar pois indica as dimensões totais da estrutura o que permite calcular os materiais, mão de obra e custos que implica a sua construção.

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Participaram neste trabalho os formadores abaixo referidos que cederam os respectivos direitos de propriedade e autoria:

João Gonçalves

Baptista Cabarrão

Jorge Monteiro

Sofia Silva

Vítor Monteiro

António Mota

Vítor Capote

David Cabarrão

i

Módulo nº 17

Desenho de Conjunto Manutenção Esta Publicação é propriedade do GICEA, Gabinete de Gestão de iniciativas comunitárias.

Este produto é protegido pelas leis em vigor e copyright, estando reservados todos os seus direitos. Não pode ser reproduzido nem transcrito por qualquer processo seja ele qual for sem autorização dos titulares do direito. Os infractores são passíveis de procedimento judicial.

ii

Sub-Projecto :

Módulo nº. : Designação :

Curso : Horas prevista : 30

OBJECTIVOS

CONTEÚDOS

ACTIVIDADES

AVALIAÇÃO

MATERIAIS / RECURSOS

Data O Formador

11 - Desenho Técnico

FICHA DE PLANIFICAÇÃO MODULAR

17 Desenho de Conjunto. Manutenção.

1. Noção da sequencia do traçado; 2. Modo de representar cortes e respectivos tracejados em desenho de conjunto; 3. Representação simplificada de peças normalizadas; Realizar a cotagem em desenho de conjunto; Elaborar a listagem de peças. Noção de manutenção; Noção das espectativas económicas da manutenção; Noção da influencia da manutenção nas relações humanas e hambiente de trabalho; descrição dos vários tipos de manutenção; lubrificação - conceito e função.

Sequencia do traçado; Representação de cortes e respectivos tracejados em desenho de conjunto; Representação simplificada de peças normalizadas; Realizar a cotagem em desenho de conjunto; Listagem de peças. Noção de manutenção; Noção das espectativas económicas da manutenção; Noção da influencia da manutenção nas relações humanas e hambiente de trabalho; descrição dos vários tipos de manutenção; lubrificação - conceito e função.

Desenho de conjunto, cotagem de desenho de conjunto, listagem de peças.

Análise dos trabalhos realizados.Dados referentes à participação.

Sala de desenho com equipamento tradicional a definir no módulo 4.Rectro-projector.

PUBLICO ALVOFormadores da área Do Desenho Técnico

BIBLIOGRAFIADesenho Técnico Básico 3, de Simões MoraisOrganização e Gestão da Manutenção, de José Saraiva Cabral

-1-

Índice

Introdução ......................................................................................................2

Construção......................................................................................................2 Sequência do traçado .......................................................................................2 Cortes – Tracejados..........................................................................................3 Peças normalizadas ..........................................................................................5 Posições extremas de componentes com movimento ............................................5 Cotagem.........................................................................................................6 Lista de Peças..................................................................................................6 Exemplo de um desenho de conjunto..................................................................7 Desenho de conjunto das unidades de fresagem ..................................................8

Desenho de conjunto das unidades de fresagem ..................................................9 Desenho de conjunto das unidades de fresagem ................................................10 Manutenção...................................................................................................11 Introdução à Manutenção................................................................................11 Definição de Manutenção.................................................................................11 Expectativas económicas.................................................................................12 Relações humanas e ambiente de trabalho........................................................12 Definições e Conceitos ....................................................................................13 Lubrificação...................................................................................................16 Elementos que constituem um sistema de Gestão da Lubrificação...................................................................................................17

-2-

Introdução

O desenho de conjunto representa os vários elemento constituintes de um determinado sistema mecânico. O desenho de conjunto deve representar os vários elementos que o constituem na respectiva posição de funcionamento de forma a evidenciar, o mais objectivamente possível, a interacção dos vários componentes.

Construção

Sequência do traçado

Tendo em conta a posição de funcionamento do sistema mecânico que se pretende representar, o desenho deve ser iniciado pela vista principal, que deve ser vista que transmita mais informação relativamente ao funcionamento do maquinismo que se pretende representar.

O desenho deve ser iniciado com representação dos eixos da peça do sistema de maior importância. Após o desenho da peça principal desenham-se as outras seguindo-se mesmo critério de importância dentro do conjunto.

No desenho de conjunto podem ser usadas as técnicas de representação de cortes totais ou parciais, secções, vistas e cortes referenciados. Estas técnicas têm especial importância na representação de peças interiores do sistema ou que fiquem envolvidas por outras peças.

As peças que por estarem atrás de outras peças, em desenho técnico representam-se como invisíveis, ou seja em traço interrompido. Quando se trata de desenho de conjunto, muitas vezes opta-se por não representar os invisíveis para não sobrecarregar o desenho com excesso de traços, que não iriam contribuir em nada para o esclarecimento do sistema que se pretende representar.

-3-

Cortes – Tracejados

Nos desenhos de conjunto, a técnica de cortes é muito utilizada para melhor esclarecer os elementos representados. Quando se faz um corte num desenho de conjunto é muito provável que esse corte abranja várias peças contíguas, para facilitar a diferenciação das várias peças cortadas os tracejados de corte devem ser deferentes uns dos outros. A diferença deve ser feita quer na orientação do tracejado que no intervalo entre as linhas. Ver fig.

Na representação de conjuntos constituídos por peças delgadas, em vez do tracejado das secções, usa-se o enegrecido e as peças contíguas ficam ligeiramente afastadas, de modo a ver-se uma festa do branco do papel onde se esta desenhar. Ver fig.

Exemplo de Corte com tracejados diferentes Exemplo de representação de peças delgadas

-4-

Existem vários tipos de tracejados especiais para representar cortes de peças, dependendo da natureza dos materiais em que são fabricadas.

A norma portuguesa NP-167 de 1966, destina-se a uniformizar as convenções relativas à representação figurada da natureza dos materiais, no desenho de peças em corte.

Ainda que os tracejados dos materiais esteja normalizado, a natureza do material deve ser sempre especificada na legenda do desenho ou em documento anexo ao desenho.

As normas dos diferentes países para os tracejados das peças representadas em corte nem sempre são coincidentes. Por essa razão são indicados nas figuras seguintes as representação de tracejados de cortes mais correntes ou mais consensuais.

Metais em geral

Ferro Fundido

Cobre e suas Ligas

Borracha

Aço Inoxidavel Vidro

Alumínio, Magnésio Terrae suas Ligas

Aço

Os tracejados, como já foi referido não dispensam a indicação da natureza do material.

Existem muitos mais tipos de tracejados que não foram aqui indicados pela sua

diversidade e por não serem coincidentes as normas onde são referenciados.

-5-

Peças normalizadas

Os sistemas mecânicos integram normalmente componentes normalizados, cujas características são do conhecimento geral: engrenagens, rolamentos, chumaceiras, volantes, rebites, parafusos, porcas e anilhas.

Estes componentes representam-se de forma simplificada uma vez que já existem e são do conhecimento quem irá construir o maquinismo.

Posições extremas de componentes com movimento

As peças que ocupam diferentes posições durante o funcionamento do maquinismo, são desenhadas com essas posições no desenho de conjunto.

Opta-se por desenhar uma dessas posições da mesma forma que se desenham as outras peças do maquinismo, a outra posição desenha-se com traço misto fino com dois pontos como se pode ver na fig. Para simplificar o desenho na posição a traço misto desenha-se simplesmente os contornos da peça.

-6-

Cotagem

As peças que constituem o desenho de conjunto são alvo de desenho individual onde se representam todos os pormenores necessários á sua fabricação incluindo a cotagem. Assim no desenho de conjunto não se indicam cotas relativas a cada uma das peças.

Deste modo a cotagem do desenho de conjunto é muito reduzida sendo indicado consoante a aplicação do desenho:

? ? Cotas dos ajustamentos existentes,

? ? Cotas de atravancamento e as cotas necessárias à instalação do conjunto e suas ligações com o exterior.

Lista de Peças

Um desenho de conjunto pode ser constituído por mais ou menos peças consoante a sua complexidade. Mesmo para um numero reduzido de peças, num desenho de conjunto as peças têm que ser numeradas.

Os números são colocados dentro de circunferências de 8 a 10 mm de diâmetro desenhadas a traço fino. As circunferências são ligadas às peças que identificam, por meio de linhas também a traço fino, na extremidade da linha que indica a peça e feito um ponto que deve ficar no interior da peça que se pretende identificar. Estas linhas não devem ser perpendiculares aos contornos das peças.

Tanto quanto possível a numeração das peças deve obedecer a uma certa ordem, que corresponda de preferencia à sequência de montagem de cada uma das peças no conjunto.

As peças só devem ser identificadas uma vez, de preferencia na vista que melhor representa a peça, normalmente a vista principal.

-7-

Exemplo de um desenho de conjunto.

O sistema representado faz parte de uma máquina de abrir rasgos para colocação de um cordão de borracha para vedação de aguas em lava louças obtidos por injecção de plástico.

Utiliza uma fresa montada na bucha da unidade de fresagem. A unidade de fresagem tem movimento vertical provocado por um cilindro pneumático ao qual está ligado.

Todo este conjunto tem a possibilidade de se deslocar na horizontal, uma vez que está montado sobre uma barra que serve de suporte. O deslizamento é feito por guias de rolamentos normalizadas.

Na outra unidade de fresagem é montado um disco de corte para cortar as rebarbas do lava louça, provocadas pela operação de injecção de plástico.

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Desenho de conjunto das unidades de fresagem

Vista Principal

Por vezes por uma questão de comodidade de consulta dos desenhos de conjunto estes podem estar separados por várias folhas.

-9-

Desenho de conjunto das unidades de fresagem

Corte

Na representação deste sistema mecânico, o desenho de um corte como o representado é precioso para a compreensão do funcionamento do maquinismo.

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Desenho de conjunto das unidades de fresagem

Legenda do desenho com lista de peças.

Legenda do desenho de conjunto com a identificação das peças constituintes.

Repare-se que neste sistema mecânico são empregues várias peças normalizadas, como é o caso das peças com o numero: 1, 3, 4 e 8

Nota: foram realizadas várias ampliações do desenho de conjunto para que alguns pormenores se tornassem mais visíveis. Numa situação real o desenho de conjunto era impresso numa folha de maior formato, com todos os seus componentes facilmente identificáveis.

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Manutenção

Introdução à Manutenção

Qualquer parque de equipamentos está sujeito a um processo de deterioração. Para que uma instalação assegure a função para que foi concebida é necessário que as suas instalações e máquinas sejam mantidas em boas condições de funcionamento.

Isso requer que sejam efectuadas reparações às máquinas, inspecções, rotinas preventivas, substituições de órgãos e de peças, mudanças de óleo, limpezas, pinturas, correcção de defeitos, fabricação de componentes para substituição de outros já gastos, etc. Este conjunto de acções constitui aquilo a que se chama manutenção.

O projectista ou mesmo o desenhador de determinado sistema mecânico deve ter em atenção estes factores de modo que esse sistema seja concebido de forma a que seja fácil de realizar a sua manutenção, principalmente no que respeita ao acesso dos vários componentes dentro desse sistema mecânico.

Assim a desmontagem e montagem de qualquer mecanismo deve estar o mais facilitado possível. Os vários componentes devem poder ser desmontados sem interferir com outros elementos do sistema.

Muitas vezes, por imperativos de complexidade ou de funcionamento de determinado maquinismo, nem sempre é possível ter todos os componentes facilmente acessíveis, contudo a ideia de ter um sistema o mais fácil de desmontar e montar deve estar sempre presente.

Definição de Manutenção

Pode definir-se manutenção como o conjunto das acções destinadas a assegurar o bom funcionamento das máquinas e das instalações, garantindo que elas são intervencionadas nas oportunidades e com o alcance certos, por forma a evitar que avariem ou baixem de rendimento e, no caso de tal acontecer, que sejam repostas em boas condições de operacionalidade com a maior brevidade, tudo a um custo global optimizado.

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Expectativas económicas

Menores custos directos — devido à maior produtividade do trabalho planeado e ao menor custo de evitar avarias face a repará-las (reparar custa três vezes mais do que prever).

Menor imobilizado em peças de reserva — num ambiente planeado, procura ter-se só aquilo de que se vai necessitar e encomendar só quando necessário.

Economia de energia — resultante do melhor rendimento dos equipamentos.

Enriquecimento da empresa — o know-how da empresa, adquirido ao longo de anos e disperso, fica, finalmente, bem arrumado e pronto a render benefícios.

Intangíveis — quebras na produção, na qualidade, nos prazos de entrega, agressões ao Ambiente e outros “acidentes” podem traduzir-se na perda de um contrato... de um cliente.., de um negócio... na extinção da própria empresa!

Qualidade A manutenção é um factor indissociável da Qualidade cujo controlo se situa, cada vez mais, a montante do produto final, isto é, ao nível do equipamento que o produz.

Não há garantia de qualidade sem um bom apoio da manutenção e a certificação da qualidade na Empresa passa pela auditoria ao seu sistema de manutenção. E curioso notar que as auditorias para certificação da qualidade são, muitas vezes, a pedra de toque para implantar um sistema de gestão da manutenção.

Relações humanas e ambiente de trabalho

Uma boa manutenção

? ? dá confiança aos produtivos;

? ? estimula os técnicos a concentrarem-se no que é importante;

? ? abre novas oportunidades profissionais;

? ? melhora a segurança.

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Definições e Conceitos

Em todo o processo de gestão é importante a utilização de um bom veículo de comunicação. Para isso, é indispensável dispor de uma linguagem uniforme e precisa que seja utilizada por todos os intervenientes, desde o técnico oficinal até à direcção financeira da empresa.

Manutenção é a combinação das acções de gestão, técnicas e económicas, aplicadas aos bens para a optimização dos seus ciclos de vida, entendendo-se por bem o produto concebido para assegurar uma determinada função.

A manutenção traduz-se, portanto, no conjunto de reparações e recondicionamentos necessários para compensar e deterioração e os desgastes provocados pelo movimento relativo das peças, pela oxidação ou perda de função dos equipamentos materiais ou seus elementos protectores.

A boa manutenção consiste em assegurar todas estas operações a um custo global optimizado.

Conservação é o conjunto de acções destinadas a manter os bens armazenados em condições de operacionalidade.

O termo conservação deve empregar-se, portanto, para referir a manutenção dirigida ao material em armazém — seja ele um equipamento ou um sobressalente — utilizando-se mais genericamente o termo manutenção para o parque de equipamentos em funcionamento.

Manutenção correctiva é a manutenção realizada depois da ocorrência de uma avaria com cessação da aptidão do bem para desempenhar a função requerida, destinada a restaurar a aptidão desse bem para realizar essa função.

Manutenção preventiva é a que é realizada em intervalos de tempo pré-determinados ou de acordo com critérios prescritos com o objectivo de reduzir a probabilidade de avaria de um bem durável.

A manutenção preventiva é, sob o ponto de vista de gestão, o objectivo da política de manutenção.

A prevenção das avarias consegue-se, seja com recurso à manutenção sistemática, isto é, a manutenção de natureza cíclica estabelecida em função do número de unidades de utilização, seja com recurso à manutenção condicionada que é umamanutenção preventiva subordinada à evolução de parâmetros funcionais de um determinado bem

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durável para decidir o momento óptimo de uma determinada intervenção.

A manutenção sistemática é, assim, uma manutenção periódica realizada a intervalos constantes, por exemplo, tempo de calendário, horas de funcionamento, quilómetros percorridos, unidades produzidas, etc.

Em linguagem corrente, poder-se-ia chamar “manutenção baseada em tempo e horas de funcionamento”.

São exemplos a mudança do óleo e filtro de um automóvel todos os 10.000 km, uma revisão e descarbonização num motor diesel prescrita para as 10.000 horas, a repintura de uma estrutura metálica pré-estabelecida a intervalos de dois anos, etc.

A manutenção condicionada é uma manutenção em que a decisão de intervenção preventiva é tomada no momento em que há evidências experimentais de defeito iminente ou quando há a aproximação de um patamar de degradação pré-determinado.

É também conhecida por preditiva quando aplicada em máquinas rotativas. Expressões como “manutenção por diagnóstico” e “manutenção baseada na avaliação da condição” exprimem bem o conceito de manutenção condicionada.

São exemplos as mudanças de rolamentos em motores eléctricos decididas com base nos parâmetros vibratórios medidos, a substituição de chapas num reservatório sujeito a medições ultra-sónicas de espessura periódicas, quando estas espessuras atingem um mínimo pré-estabelecido.

Manutibilidade é a aptidão de um bem em condições de uso especificadas para ser mantido ou restaurado de tal modo que possa realizar as funções que lhe são exigidas quando a manutenção é realizada em condições definidas utilizando procedimentos e recursos prescritos.

Fiabilidade é a aptidão de um bem para realizar uma determinada função durante um dado período e em condições bem definidas.

Durabilidade é a medida da resistência de um bem ao desgaste e a variações físico-químicas sob determinadas condições de uso ou de armazenagem.

A título de exemplo indica-se uma possível ficha de registo de avarias de determinado equipamento.

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PLANO DE MANUTENÇÃO

CADASTRO DE AVARIAS

ANO

MÁQUINA

REF. INTERNA

MARCA

TIPO

Nº DE MATRICULA

FUNÇÃO : _____________________________________________________________________

AVARIA REPARÇÃO ORGÃO DESCRIÇÃO DA ORGÃO RESPONS. OBSER.

REF. FABRICANTE AVARIA

REF.FABRICANTE

DATA INICIO / FIM PRODUÇÃO DURAÇÃO

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Lubrificação

Uma das operação mais vulgares mas não menos importantes é a lubrificação de sistemas mecânicos.

O lubrificante no funcionamento de um equipamento desempenha as seguintes funções:

? ? Separar peças com movimento relativo;

A lubrificação consiste essencialmente na formação de uma película de lubrificante entre as superfícies das peças com movimento relativo entre si. Deste modo as superfícies das peças não estão em contacto directo, diminuindo drásticamente o atrito provocado pelo movimento com consequente diminuição do desgaste e da libertação de calor.

Para além desta função ainda se podem considerar outras também importantes,

? ? Reduzir o aquecimento;

? ? Afastar as substâncias contaminantes;

? ? Proteger as superfícies contra a corrosão;

? ? Sevir de veículo para a limpeza das partículas resultantes do desgaste.

Para se realizar a lubrificação dos equipamentos de uma forma eficaz é necessário algumas condições prévias:

? ? Desenhos do objecto a lubrificar que evidenciem os pontos de lubrificação – esta condição está nas mãos do projectista que como já foi referido deve conceber sistema que facilitem o acesso físico dos pontos a lubrificar

? ? Um sistema de gestão da manutenção que assegure que o plano de lubrificação é cumprido e optimizado, tendo em atenção que o factor determinante da elaboração do plano são as condições de funcionamento do equipamento.

? ? Além destas duas condições pode-se indicar uma terceira situação que potência os efeitos da lubrificação ainda que de uma forma indirecta. Ao realizar lubrificações sistemáticas aos equipamentos pode-se inspeccionar os vários órgãos desses equipamentos de modo a encontrar pontos ou situações de avaria eminente permitindo poder empreender manutenção preventiva nos referidos equipamentos.

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Elementos que constituem um sistema de Gestão da Lubrificação

Pode-se apontar como elementos de um sistema de de Gestão da Lubrificação os seguintes:

? ? Parque de equipamentos, produtos e suas relações mútuas;

? ? Métodos de lubrificação e inspecção;

? ? Pessoal responsável pela execução da lubrificação;

? ? Suportes para a gestão: planos, manuais de operação, percursos, ordem das rotinas a desenvolver, relatórios de ocorrências.

? ? Análise dos resultados para aperfeiçoamentos futuros.

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A título de exemplo indica-se uma possível ficha de registo da lubrificação de um

compressor de fusos.

PLANO DE MANUTENÇÃO

REGISTO ANUAL DE LUBRIFICAÇÃO

ANO

MÁQUINA

REF. INTERNA

MARCA

TIPO

Nº DE MATRICULA

CO 2

ATLAS COPCO

GR 1520 PACK

ARP 825 805

FUNÇÃO : COMPRESSÃO DE AR

ORGÃO

LUBRIFICA.

PRÓXIMA

MUDANÇA

RUBRICA

FREQUÊNCIA MUDANÇA

CARTER DE COMPTELA

ÓLEO 46

600 HORAS

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Participaram neste trabalho os formadores abaixo referidos que cederam os respectivos direitos de propriedade e autoria:

João Gonçalves

Baptista Cabarrão

Jorge Monteiro

Sofia Silva

Vítor Monteiro

António Mota

Vítor Capote

David Cabarrão