Universidade de Fortaleza

Tema: Apresentação do Elementos de Máquinas.Disciplina : Desenho Mecânico

Prof.: José Rui Barbosa

Turma: 17

Aluno (s):

Francisco Allan de Oliveira Pereira

Paulo Henrique da Costa Ribeiro

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Roscas

Rosca é um conjuntos de filetes (cristas de seção uniforme na forma de hélice) em torno da superfície externa ou interna de um cilindro. São fundamentais na indústria, têm diversas finalidades e três aplicações básicas, que são elas: Ajustar peças com referência entre si; Unir peças, permitindo também a desmontagem; Transmitir esforços e permitir movimento.

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Rosca interna ou externa Rosca externa (Ou macho) – Está presente no corpo de elementos

tais como um eixo. Exemplo: parafuso; Rosca interna (Ou fêmea) – Está presente no interior do corpo de

um elemento, como em um furo. Exemplo: Porca;

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Diâmetro maior – É o diâmetro maior da rosca do parafuso (tanto para rosca internas como externas);

Diâmetro menor – É o diâmetro menor da rosca do parafuso (tanto para rosca internas como externas);

Passo – Distância, paralela ao eixo do parafuso, de qualquer ponto de um filete ao ponto correspondente no próximo filete. O passo (P) é igual a 1 dividido pelo numero de roscas por polegadas;

Diâmetro efetivo – É o diâmetro de um cilindro imaginário que intercepta cuja superfície intercepta os filetes em um ponte no qual a largura das rocas e a largura dos vãos deveriam ser iguais;

Avanço – É a distância percorrida, em sentido axial, por um elemento roscado em uma rotação completa (360°);

Terminologia

5 Ângulo da rosca – Ângulo entre dois flancos da rosca medido

em um plano que passa no eixo do parafuso; Crista (Ou vértice de filete) – É a superfície superior que une

dois flancos de uma rosca; Raiz (Ou fundo de filete) – É a superfície inferior que une dois

flancos adjacentes de uma rosca; Flanco – Superfície da rosca que conecta a crista com a raiz; Eixo da rosca – Linha de centro longitudinal que passa pelo

corpo do parafuso; Altura do filete (Ou profundidade do filete) – É a distancia

entre a crista e a raiz da rosca medida em direção normal (perpendicular) ao eixo;

Perfil da rosca – Seção da rosca gerada pela interseção de um plano e o eixo do parafuso;

Série da rosca – Número padronizado de roscas por polegada, para vários diâmetros.

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Nomenclatura Todas as rocas têm os mesmos elementos, independentemente

de sua aplicação, variando apenas quanto aos formatos e dimensões.

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Perfis de rosca de parafusoÉ basicamente a forma da rosca. Existem diversos perfis

adequados à sua aplicação. São eles:

Fonte: Apostila telecurso 2000, Roscas.

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Rosca triangular: Muito uteis na fixação de peças, por meio de parafusos e porca. Uma aplicação seria a fixação da roda do carro;

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Rosca quadrangular: É teoricamente a rosca ideal para transmissão de potência, pois suas faces são praticamente em ângulos retos em relação ao eixo do parafuso. Mas também apresenta desvantagens como: Difícil reprodução, contraporcas não se libertam com facilidade, e estas não são padronizadas. Em geral é substituída pela rosca ACME;

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Rosca ACME ou trapezoidal: É uma adaptação da rosca quadrangular, substituindo-a em larga escala. Pois apresenta uma resistência superior, tem fácil reprodução e pode ser liberada facilmente de uma contraporca. Tendo ainda um movimente suave e uniforme, tem aplicação em fusos de máquinas;

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Roscas redondas: É geralmente laminada a partir de chapas metálicas, mas algumas vezes são peças fundidas. São utilizados em parafusos de grandes diâmetros que estão sujeitos a grandes esforços. Tem utilização em lâmpadas e soquetes, boca de garrafas, equipamentos ferroviários e etc ;

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Rosca em dente de serra: Projetada para transmitir potencia em uma única direção. Bastante usada em armas de grande porte, macacos de catraca, entre outros mecanismos que exigem alta resistência;

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Rosca triangularesRoscas Triangulares ainda apresentam subdivisões:

Rosca em “V” : Apresenta 60 graus , é útil para determinados casos pois apresenta maior atrito entre os flancos da rosca. Muito utilizado em conexões de tubulações de cobre;

Rosca Americana: Apresenta maior resistência e tem raízes e cristas retas. É uma alternativa à rosca “V” para usos em geral;

Rosca métrica: É dotada de uma crista e raiz retas, porém a rosca externa muitas vezes é arredondada quando produzida por processo de laminação. Tem o perfil semelhante ao da rosca norte-americana e unificada, com a diferença de ter um filete mais baixo. Além disso, é a rosca padrão para ser utilizada internacionalmente em parafusos e dispositivos de fixação;

Roscas Withworth.

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Outros tipos de rosca Rosca unificada: Apresenta raiz redonda, com a rosca externa

podendo ser reta ou redonda. É substituta da rosca norte-americana, uma vez que, fora as características apresentadas anteriormente estas são bastante semelhantes;

Rosca sem-fim padronizada: Apresenta semelhança com a rosca ACME, com a diferença de ser mais profunda. É utilizada em eixos para transmissão de potência a rodas helicoidais;

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Sentido de direção da roscaAs roscas podem ser à direita ou à esquerda, o que vai dependa

inclinação dos filetes em relação ao eixo. Uma explicação mais detalhada de cada tipo :

Rosca à direita: Rosca que avança na porca quando girada no sentido horário;

Rosca à esquerda: Ao contrario da rosca direita, é a rosca que avança na porca no sentido anti-horário.

Na interpretação de uma rosca esta sempre vai ser considerada como sendo à direita, a mesmo que seja indicado que ela tem sentido de enrolamento à esquerda. Se houver a necessidade de se inserir rótulos de identificação, a rosca à direita é identificada com “RH” no desenho, e a rosca à esquerda com “LH”.

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Exemplo do sentido das rocas

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Roscas simples e roscas duplas Rosca simples: É composta por uma hélice e o avanço é sempre

igual ao passo; Rosca múltipla: Composta por duas ou mais hélices postas lada

a lado. É utilizada quando se desejam movimentos rápidos, mas não com muita potência, como em tampas de tubos de pasta de dente, haste de válvulas, caneta esferográfica e assim por diante.

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Mais exemplos de roscas duplas

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Especificações de roscaEspecificações ou notas são utilizadas em correspondência nas oficinas, em

almoxarifados e nas especificações de peças, tarraxas, moldes, ferramentas e calibres. A seguir a especificação de algumas roscas: Rosca métrica de parafuso: É designada pela letra ‘M’ seguida pelo tamanho

nominal (diâmetro maior básico) e o passo, ambos em milímetros e separados pelo símbolo X. Exemplo: M20X2 (Rosca métrica com 20 milímetros de diâmetro e 2 de passo).A rosca métrica a priori é considerada com sentido de rosca à direita e sendo esta simples, a menos que seja indicado que ela tem sentido à esquerda (Com a adição das letras LH na nota de especificação) e/ou seja especificada com dupla, tripla ou quadrupla (Com a adição de uma destas palavras, de forma correspondente ,em maiúsculo, antecedendo a altura do filete);

Rosca ACME: As de uso geral são indicadas pela letra G e as centralizadas pela letra C. Notas típicas para roscas típicas são: 1-4 ACME-2G ou 1-6ACME-4C;

Rosca unificada: Suas notas distinguem-se das utilizadas para rosca norte-americana por apresentar a leta U antes das letras que definem as séries, e pelas letras A e B (para rosca externa ou interna, respectivamente) após o numeral que indica a classe de ajuste. Assim como a rosca métrica, esta é considerada uma rosca à direita a menos que haja a adição do símbolo LH (que indica a rosca à esquerda) à nota da rosca. Notação típica: 1-13 UN-2A;

20Características dimensionais das roscas métricas e Whitworth

Rosca métrica normal e rosca métrica fina (Segunda a NBR 9527):

A rosca métrica fina possui um numero de filetes maior que a da rosca métrica normal em dado comprimento. O que leva a um nível de fixação melhor evitando o afrouxamento do parafuso em caso de vibração de máquina.

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Rosca Whitworth normal (BSW) e rosca Whitworth fina (BSF):

A rosca Whitworth normal e fina apresentam as mesmas formulas de confecção variando apenas os números de filetes por polegadas. A rosca Whitworth normal e fina apresentam as mesmas formulas de confecção variando apenas os números de filetes por polegadas.

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É possível obter vários valores para cara elemento de uma rosca, com a utilização das formulas apresentadas anteriormente. Por isso existem tabelas, para facilitar a obtenção desses valores, para os dois tipos de roscas (Métrica e Whtiworth) explicados anteriormente.

Tabelas de valores das rocas métricas e Whitworth

Tabela da rosca Métrica normal de perfil triangular

60°.

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Tabelas da rosca métrica de perfil triangular. Série fina.

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Tabela da rosca Whitworth grossa (BSW) e fina (BSF).

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ParafusosParafusos são componentes mecânicos de fixação, utilizados em

uniões em ligações não permanentes de peças, ou seja, pode ser montada e desmontada.

Os parafusos apresentam três características que os diferencias entre si. Que são:

Formato da cabeça: Podem apresentar vários formatos, porém existem parafusos sem cabeça;

Formato do corpo: Cilíndrico ou cônico, totalmente roscado ou parcialmente roscado;

Formato da ponta.

Existe uma relação entre o tipo de

acionamento e o tipo de cabeça do

parafuso. Por exemplo, um parafuso

com cabeça abaulada com fenda é

acionado por uma chave de fenda.

26Classificação dos parafusos segundo suas funções

Parafusos passantes – Passa direto pelos furos atravessando toda a peça, por isso ele precisa de uma porca para fixa-lo. E dependendo do serviço ele pode precisar de uma arruela e contraporca como acessórios. Pode ser com cabeça ou sem cabeça;

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Parafusos não-passantes – Este não passa pela peça toda, por este motivo ele não precisa de porca, sendo que o próprio furo onde se introduz o parafuso que deve ser roscado, em uma das peças a serem unidas;

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Parafusos de pressão – É fixado com pressão, onde a extremidade do parafuso pressiona a peça fixando-a. Esta também pode ser com ou sem cabeça;

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Parafuso prisioneiro – Ele não tem cabeça e tem rosca nas duas extremidades. Utilizado em situações que exigem montagem e desmontagem constantes, pois a utilização de outro tipo de parafusos nestes casos pode acabar prejudicando as roscas dos furos. A rosca dos parafusos prisioneiros podem ter passos diferentes ou sentidos opostos (Uma no sentido horário e outra no sentido anti-horário). É necessária uma ferramenta especial para fixar o parafuso prisioneiro, mas podem ser improvisadas duas roscas travadas em um de suas extremidades para a fixação. O parafuso prisioneiro permanece fixo no lugar enquanto as outras peças são desmontadas.

30Outra forma de classificação dos parafusos

Classificação dos parafusos segundo sua cabeça, corpo, ponta e dispositivo de atarraxamento:

31Alguns tipos de parafuso em sua forma completa

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Fatores a serem analisados na hora de fixar uma peça com parafusoExistem quatro fatores que precisam ser levados em conta na

hora de fixar uma peça com parafusos. Todos esses fatores variam de acordo com o material utilizado nas peças que serão utilizadas na montagem do componente, neste caso será utilizado o alumínio como referência para a explicação. Profundidade do furo broqueado: A profundidade pode ser de ate

três vezes o diâmetro do parafuso; Profundidade do furo roscado: Costuma ter profundidade menor

que a do furo bloqueado. Com uma medida de profundidade chegando a duas vezes e meia da medida do diâmetro da rosca;

Comprimento útil de penetração do parafuso: O comprimento útil de penetração do parafuso tem duas vezes o diâmetro do mesmo;

Diâmetro do furo passante: Já o diâmetro do furo passante tem medida 1,6 vezes maior de que o diâmetro do parafuso.

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Os quatro fatores graficamente e sua relação com o material utilizado

34Parafusos mais utilizados em mecânica: Cabeça sextavada

Cabeça sextavada: Muito usando em uniões que precisão de apertos fortes pela chave de boca ou estria. Pode ser usado com ou sem porca, sendo que com a ausência da porca, o rosqueamento ocorre na própria peça. Um exemplo da necessidade da utilização de porcas juntamente com o parafuso, é em estruturas metálicas. A seguir sua representação em desenho técnico:

35Medidas do parafuso de cabeça sextavada

36Sextavado interno Com cabeça cilíndrica com sextavado interno: Em geral, é usado em

uniões que precisão de um grande aperto, mas a situação onde ele é acoplado o parafuso não dispõe de espaço suficiente para manuseio de ferramentas. Logo é utilizado um parafuso Allen, que é feito em aço e tratado termicamente para ficar bastante resistente a torção;

Sem cabeça com sextavado interno: Serve para travar elementos de máquinas. E de acordo com sua aplicação utilizam-se tipos diferentes de pontas. Uma ponta é rebaixada e serve para fixar peças sem danificar a rosca, e outra ponta em grau é utilizada para fixar e centralizar peças.

A seguir exemplos de cada sextavado interno.

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Exemplos:

As duas imagens da esquerda apresentam parafusos com cabeça cilíndrica com sextavado interno. Já as já direita são o mesmo parafuso,

mas sem cabeça.

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Parafuso de cabeça com fenda De cabeça escareada chata com fenda: Bastante utilizado em

montagem que não sofrem grandes esforços e onde a cabeça do parafuso não pode exceder à superfície da peça;

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Cabeça redonda com fenda: Assim como o de cabeça escareada chata com fenda, este é utilizado em montagens que não sofrem grandes esforços e da um melhor acabamento à superfície;

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Cabeça cilíndrica boleada com fenda: Usa em situações de fixação de elementos nas quais existe a possibilidade de se fazer encaixe para a cabeça do parafuso, e a necessidade de um bom acabamento na superfície dos componentes. Tem a cabeça mais resistente entre os parafusos de sua classe;

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Cabeça escareada boleada com fenda: Muito usado em união de peças de espessura fina, e quanto há necessidade da cabeça do parafuso não aparecer, ou seja, ficar embutida na peça.

Todos os parafusos desse grupo têm como material de fabricação o aço, cobre e suas ligas (Como latão).Com exceção do parafuso de cabeça escareada chata com fenda, que pode ser feito também em aço inoxidável e inox.

42Tipos de parafusos de rosca soberba para madeira

Existem vários tipos de parafuso para madeira, e estes são fabricados em aço e tratados superficialmente para evitar efeitos oxidantes de agentes naturais. Na mesma linha está o conjunto parafuso- bucha plástica, que servem para fixação de elementos em bases de alvenaria. Alguns deles são:

Cabeça chata com fenda;Cabeça quadrada;Cabeça oval;Cabeça redonda;Cabeça sextavada.

Todas as medidas deste parafuso dependem da medida do diâmetro, assim como todos os outros tipos de parafuso apresentados anteriormente. Mas deve-se levar em consideração a natureza da união que será feita, para escolher o tipo de cabeça do parafuso. A seguir a representação gráfica de cada parafuso para madeira.

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Exemplos:

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PorcasÉ um componente mecânico, de forma cilíndrica ou prismática,

geralmente metálica com um furo roscado no qual se encaixa um parafuso, um prisioneiro ou barra roscada. Tem função de aumentar resistências de fixação e de possibilitar a transmissão de movimento das peças fixadas.

Está sempre ligada a um parafuso. E apresentam diversas formas externas que variam de acorda com sua aplicação.

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Materiais utilizados na fabricação das porcas

Os materiais são: Alumínio, aço, bronze, latão e plástico. E em casos especiais a porca ainda passa por tratamentos como zincagem, bicromatização e banhos de galvanização que têm a função de defendê-las contra a oxidação.

Rosca de plástico, de aço e de bronze, respectivamente.

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Rosca de latão e alumínio.

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Classificação das roscasClassificação das roscas utilizadas nas porcas segundo sua função Função de fixação – Rosca de perfil triangular; Função de transmissão de movimento – Rosca de perfil quadrado,

trapezoidal, dente de serra e especial;

Fixação de um aro de bicicleta e transmissão de movimento com porca, respectivamente.

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Especificação de cada perfil Rosca de perfil trapezoidal – Usada em elementos de comando das

máquinas operatrizes para transmissão de movimento suave e uniforme;

Rosca de perfil quadrado – Usando em parafuso sujeito a choques e grande esforços;

Rosca de perfil redondo (Ou especial) – Usando em fusos com esferas recirculantes e é empregada em maquinas a comando numérico;

Rosca de perfil dente de serra – Usando quando o parafuso exerce grande esforço em um só sentido. Tendo como exemplo as morsas e os macacos.

Um elemento de fixação deve ser aplicado de forma cuidadosa, pois deve utilizar o mais adequado a cada situação. Se este for mal projetado, pode gerar perda de tempo, de materiais e de recursos financeiros. Com as porcas não seria diferente, estão são especificas a cada situação encontrada em dados conjuntos mecânicos.

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Principais tipos de porcaPorcas para aperto manual:

Porca borboleta (Conhecidas também por “Porcas de orelhas”); Porca recartilhada baixa; Porca recartilhada alta.

Um exemplo da utilizada da porca borboleta está na fixação da serra no arco de serra. Enquanto que a porca recartilhada é utilizada em compassos.

Porca borboleta no centro da roda e porca recartilhada, respectivamente.

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Porcas especiais (Bastante utilizadas no ajuste de eixos de máquinas): Porca redonda com fenda; Porca redonda com entalhes; Porca redonda com furos radiais; Porca redonda com furos paralelos.

Representação das porcas:

Porcas especiais

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Exemplo de cada porca especial

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Tipos mais comuns de porcas

Tipos mais comuns de porcas. Fonte: Apostila de elementos de máquina. Porcas, telecurso 2000.

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Exemplo de porcas comuns

Porca sextavada , quadrada e sextavada chata, respectivamente.

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Porcas com ranhurasA alguns tipos de porcas que apresentam ranhuras próprias para

o uso de cupilha, são elas: Porca sextavada com fendas; Porca castelo; Porca castelo chata.

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Exemplos de porcas ranhuradas

Porca Castelo, porca sextavada com fendas e porca castelo chata, respectivamente.

56Existem ainda porcas que proporcionam uma boa fixação do

conjunto mecânico e melhoram o aspecto visual do mesmo. São elas: Porca cega alta; Porca cega baixa.

Um exemplo da sua utilização é na fixação das rodas de um carro.

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E para situações em que houver a montagem de chapa em locais de difícil acesso, existem algumas porcas especiais que podem ajudar neste caso. São elas: Porca rápida Porca rápida dobrada.

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ArruelasSão pequenos discos furados, que permitem a passagem de

parafusos, pinos e etc. Têm a função de distribuir, por igual, a força entre a porca, o parafuso e as partes montadas. São feitas, principalmente de aço-carbono, cobre e latão. E para selecionar a arruela certa, precisa-se saber aonde esta será aplicada.

São muito usadas em máquinas que vibram com frequência, pois durante uma vibração os parafusos tendem a afrouxar, daí a importância da arruela que previne este possível afrouxamento evitando acidentes.

Existe uma infinidade de tipos de arruela, uma vez que estas têm um tipo para cada aplicação, mas entre os principais tipos estão: As lisas, as de pressão, as dentadas, as serrilhadas, as onduladas, as de travamento com orelha e as arruelas para perfilados.

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Principais tipos de arruelas

Arruela lisa - Ajuda a distribuir o aperto por igual e melhora o aspecto do conjunto. Usada em maquina que sobre pequenas vibrações;

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Arruelas de pressão – Ela é usada na montagem de conjuntos mecânicos sujeitos a grandes esforços ou a grandes vibrações. Útil também como elemento de trava, servindo para evitar o afrouxamento das porcas e dos parafusos. Um exemplo de aplicação é em maquina que estão sujeitas a grandes variações de temperatura, como os automóveis;

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Arruela dentada – Muito usada em equipamentos que estão sujeitos a grandes vibrações e pequenos esforços, como eletrodomésticos, painéis automotivos, equipamento de refrigeração;

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Arruela serrilhada – Tem as mesmas características e funções da arruela dentada, com a diferença de que suporta esforços um pouco maiores;

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Arruela ondulada - É usada em chapas finas de acabamento externo, justamente porque ela não danifica esses acabamentos.

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Arruela de travamento com orelha – A orelha pode ser dobrada sobre um canto vivo da peça;

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Arruela para perfilados – Muito usada em montagem com cantoneiras ou perfis em ângulo, pois ela compensa os ângulos e deixa a superfície perfeitamente paralela onde o parafuso será acoplado;

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Outros tipos de arruela

Fonte: Apresentação de slide, SENAI – Elementos de máquinas.

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Pinos e CavilhasComponentes mecânicos que possibilitam a conexão de duas ou

mais peças mecânicas com o objetivo de fixar ou alinhar as mesmas, ou mesmo transmitir potência. São comumente feitos de ferro fundido ou aços-liga.

Existem diferentes tipos de pinos e cavilhas que podem ser diferenciados a partir de suas formas, tolerâncias dimensionais, acabamento superficial, material, características e tratamento térmico.

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PinosComo já dito anteriormente o pino é um elemento mecânico que une peças

articuladas ou não. Comumente empregados em junções resistentes a vibrações.

São subdivididos em diversos tipos: Pino cônico, pino cônico roscado, pino guia, pino elástico e pino cilíndrico.

Representação dos pinos no desenho técnico. Fonte: Apostila elementos de máquinas, Telecurso 2000.

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Tipos de pinos Pino cônico – Tem como função a centragem. Feito do material aço-prata,

sendo temperado, ou não, e retificado;

Exemplo:

70 Pino cônico roscado – Este se diferencia do pino cônico pela presença da rosca em uma das extremidades, com o objetivo de fixação em caso de vibrações ou saca-lo em furos cegos;

Exemplo:

71 Pino guia ou Pino de ajuste – Tem como principal função o alinhamento dos elementos de maquinas. É, geralmente, feito em material aço-prata sendo também temperado, revenido e retificado. Tem resistência a esforços transversais (tensão de cisalhamento) e pode ser utilizado com associação de parafusos e prisioneiros;

Exemplos:

Pina guia com rosca fêmea e pino guia maciço, respectivamente.

72 Pino elástico ou pino tubular partido/fendido – Tem função de fixação ajuste, e ainda, segurança. Podendo ser acoplado em furos com variação de diâmetro relevante, pois este apresenta uma fenda em sua lateral que se contrai o tanto quanto necessária para ajustar o pino ao furo e ainda garantindo o aperto devido ao acumulo de energia elástica no pino. É confeccionado a partir de um material para fita de aço para mola enrolada;

Exemplos:

73 Pino cilíndrico – Comumente utilizado quando as peças a fixar

estão sujeitas a tensões de corte, e sua aplicação exige rigorosidade na tolerância dimensional do duro onde será colocado;

Exemplo:

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Especificação de pinos e Cavilhas

É a especificação de pinos e cavilhas é feita com a indicação das seguintes características:

Diâmetro nominal; Comprimento; Função do pino; Numero da norma técnica de padronização dos elementos de

fixação.

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CavilhasPeça mecânica de formato cilíndrico, que apresenta três entalhes em

sua superfície externa. Tem vasta aplicação, principalmente como suporte e como elemento provedor de resistência mecânica. Pode ser feito de madeira ou em aço, dependendo da aplicação.

O uso de cavilhas despensa o acabamento e a precisão do furo alargado. As cavilhas podem ter estrias em todo o seu comprimento ou parcialmente, o que vai depender da necessidade de se ter maior ou menor pressão no local.

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Tipos de cavilhaSão diferenciados por seu formato e comprimento dos entalhes.

Classificação segundo o tipo, norma e função. Fonte: Apostila telecurso 2000.

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Cupilha ou Contrapino

É um arame fino parecido com um meio cilindro dobrado de modo que forma uma cabeça circular e tem duas pernas desiguais. Sua utilização é bastante simples, uma vez que basta introduzi-lo no furo do pino impedindo a saída deste, por isso do nome contrapino, e depois vira-se as pernas dele para trás impedindo a desmontagem acidental do elemento fixado, no momento de uma vibração. Muito utilizado no travamento de pinos e porcas-castelo.

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ChavetaElemento mecânico de ligações móveis, feito de aço, quase sempre

tem a forma prismática ou cilíndrica, utilizado para evitar o deslizamento na transmissão de força e para conectar dois elementos mecânicos. Geralmente colocada em um rasgo na extremidade de um eixo para fixar as rodas, volantes e etc. A seguir exemplos de chavetas em geral:

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Classificação de chavetas Chaveta em cunha – Recebe este nome por ser parecida com uma

cunha, tem uma inclinação em uma de suas faces que facilitam a união entre os elementos;

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Chaveta de disco ou meia lua - É uma variação da chaveta paralela, e tem esse nome porque sua forma corresponde a um seguimento circular. É utilizada porque é muito empregada em eixos cônicos já que facilita a montagem, além de se adaptar à conicidade do fundo do rasgo do elemento externo, sendo que o eixo não apresenta pontas cônicas;

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Chaveta Paralela – Tem suas faces paralelas. A transmissão do movimento através deste componente ocorre pelo ajuste de suas faces laterais as laterais do rasgo da chaveta, e com uma pequena folga entre o ponto mais alto da chaveta e o furo no caso do elemento conduzido. As chavetas paralelas não têm cabeça, e podem ter extremidades retas ou arredondadas, e podem ter ainda parafusos para fixação da chaveta no eixo.

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Chavetas de cunhaAs chavetas de cunha ainda podem ser divididas em:Chavetas longitudinais – Elas são colocadas na exceção do eixo

e servem para unir rodas, roldanas, volantes e etc. Podem ser com cabeça e sem cabeça. São de montagem e desmontagem fácil. Tem inclinação de 1:100 e tem suas medidas principais definidas, que são a altura (h), o comprimento (L) e a largura (b).

Chavetas transversais - As chavetas transversais são aplicadas em uniões de órgãos que transmitem movimentos rotativos e retilíneos alternativos. Quando são aplicadas em uniões permanentes sua inclinação varia de 1:25 a 1:50, já quando estas são aplicadas em uniões que necessitem que montagem e desmontagem constante a inclinação vai varia de 1:6 a 1:15.

Ainda existem subdivisões dentre de chavetas longitudinais, que são: Encaixadas, meia-cana, plana, embutida e tangencial.

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Chavetas longitudinaisTipos de chaveta Longitudinais: Chavetas encaixadas - São muito usuais entre as chavetas de

cunha, e seu rasgo de chaveta apresenta comprimento superior à própria chaveta, facilitando o encaixe;

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Chaveta meia-cana - Tem sua base côncava e o mesmo raio do eixo, apresentando uma inclinação de 1:100, também não precisando de um rasgo no eixo;

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Chaveta plana - É semelhante à chaveta encaixada, porém no caso desta sua montagem não necessita de um rasgo no eixo, é feito um rebaixo plano;

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Chaveta embutida - Tem seus extremos arredondados, o rasgo para seu alojamento tem o mesmo comprimento da chaveta e nunca tem cabeça;

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Chavetas tangenciais - São formadas por um par de cunhas adicionadas em cada rasgo, são sempre utilizadas duas chaveta e os rasgos são posicionados a 120º. Transmitem fortes cargas e são utilizadas, principalmente, quando o eixo esta submetido a mudanças de cargas.

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MolasÉ uma peça elástica, em geral metálica, feita de uma barra de aço

enrolada na forma de hélice que reage quando estendida ou comprimida, podendo ainda ser helicoidais ou planas. As molas helicoidais são as mais utilizadas na mecânica.

Diversos tipos de Molas (1). Fonte: Site da empresa BAOSEN.

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Tipos de molasMolas helicoidais, quanto ao esforço mecânico:

De Compressão - As molas helicoidais funcionam por compressão e possuem as espiras afastadas. Exemplos da aplicação deste tipo de mola são o furador de papel e a suspensão de um carro;

Exemplos:

90De tração – As espiras são juntas e suas extremidades terminam em dois ganchos que são chamados de ‘olhais’. Esta mola, ao contrario da mola de compressão, tende a deixar as partes juntas;

Exemplos:

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E de torção – Tem as espiras juntas e suas extremidades terminam em braços de alavanca.

Exemplos:

92Quanto ao formato da mola ainda podem ser: Cônicas – Apresenta extremidades de diâmetros diferentes, ou

seja, um maior e outro menor. Neste tipo de mola quando maior a compressão, maior a constante elástica;

Exemplos:

93Cilíndricas ou paralelas – Tanto o corpo da mola como as

extremidades têm o mesmo diâmetro. Sendo este formato de mola o mais comum. A constante elástica não varia, sendo a carga aplicada, na mola, proporcional a cada milímetro de deformação;

Exemplos:

94Bi-cônicas – Neste caso o diâmetro é menor nas

extremidades em relação ao corpo da mola. Quanto a sua capacidade de carga, no início da compressão ele suporta cargas mais pesadas, enquanto que suporta cargas mais leves quando chega à altura do diâmetro maior no corpo da mola;

Exemplos:

95Convexas – Ao contrário das bi-colicas, esta apresenta um

diâmetro maior em sua extremidade, relacionada ao diâmetro do corpo da mola.

Exemplo:

Uma observação é que independente do formatado, todos os tipos podem ter suas extremidades retificadas ou não.

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Dimensionamento

É a especificação das medidas das molas, que compreende em sua maioria, diâmetro interno, diâmetro externo, comprimento da mola, passo, número de espiras, diâmetro da secção do arame (no caso da seção ser circular) ou largura da seção da lâmina (no caso desta ser quadrada) entre outras medidas especificas de cada tipo de mola. E é através do dimensionamento que se determinar se a mola é apropriada para dada aplicação ou não.

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Sentido de enrolamentoAs molas podem ser enroladas tanto à direita quanto à esquerda,

sendo que o primeiro caso é o mais comum. Tanto é que em um projeto, quando o sentido de enrolamento não for indicado deve-se utilizar à direita, pois no caso do enrolamento ser à esquerda virá uma indicação.

Exemplos:

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Seção do arame da molaQuanto à seção, se pode ter uma mola de seção circular

(Quando o arame é rendo) ou seção quadrada (Quando o arame é quadrado).

Exemplos:

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Característica das molas helicoidais

As características das molas são uteis para facilitar a interpretação de um desenho técnico de uma mola. Essas características são muito semelhantes entre as molas, diferenciando-se apenas por pequenos detalhes.

100Mola helicoidal cilíndrica de compressão

Molas cilíndrica (2). Fonte: Elementos de maquinas – Instituto Federal de Educação Ciências e tecnologia (IFCE).

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Mola helicoidal de tração

Molas de tração (3). Fonte: Elementos de maquinas – Instituto Federal de Educação Ciências e tecnologia (IFCE).

102

Mola helicoidal cônica de seção circular de compressão

Mola cônica (04). Fonte: Site da empresa MolasFBM

103

Mola helicoidal cônica de seção quadrada de compressão

Molas cônica (5). Fonte: Elementos de maquinas – Instituto Federal de Educação Ciências e tecnologia (IFCE).

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Características da molas planasMolas planas são, em geral, fabricadas em material plano ou

em fita. E apresentam 4 tipos: Espiral, molas, feixe de molas e simples.

Exemplos:

Molas planas (6). Fonte: Elementos de maquinas – Instituto Federal de Educação Ciências e tecnologia (IFCE).

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Molas Prato

Molas prato (7). Fonte: Elementos de maquinas – Instituto Federal de Educação Ciências e tecnologia (IFCE).

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Mola de espiralUsada nos pulso de disparo e nos galvanômetros.

Molas de espiral (8). Fonte: Elementos de maquinas – Instituto Federal de Educação Ciências e tecnologia (IFCE).

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Feixe de molaOs feixes de mola atuam como elemento elástico e estrutural nas

suspensões de eixo rígido, na absorção de movimentos de baixa frequências e grande amplitude auxiliando no conforto e estabilidade do veículo.

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Exemplos de Molas planas

109Representação das molas em geral

Representação das molas (9).Fonte: Elementos de maquinas – Universidade Federal do Paraná (UFPR).

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Rebites São componentes de

ligação para uniões permanentes, o rebite se divide em duas partes o corpo em forma de eixo cilíndrico e duas cabeças que podem ser dos formatos:

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Algumas aplicações dos rebites

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Os rebites podem ser feitos fabricados em aço, latão, alumínio ou cobre. Eles unem-se rigidamente peças ou chapas, principalmente estruturas metálicas;

Como visto no quadro anterior os rebites tem somente uma cabeça, porém deve-se ter duas, a outra cabeça poder ser feita por uma máquina ou manualmente, com essa segunda maneira a cabeça nunca vai ficar idêntica a primeira;

Rebites são muito usados em locais onde se precisa fixar duas peças, de preferência finas, porém se quer ter a possibilidade de se o material que faz a fixação cisalhar poder ocorrer a troca sem muitos custos.

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Um rebite mais largamente conhecido é o rebite pop. Ele é aplicado por uma máquina pneumática que puxa a haste de metal que está no centro rebite até se formar a segunda cabeça, quando chegar no limite a haste vai parte. Esse rebite é mais usado em chapas finas, portões, etc.

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Máquina que aplica o rebite pop

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Como especificar um rebite Para se especificar um rebite devemos saber: seu material,

o tipo de cabeça, o diâmetro do corpo e seu comprimento útil.

O comprimento útil é o comprimento total depois da cabeça, porém deve-se ter uma sobra para se fazer a segunda cabeça do rebite.

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Processos de rebitagem A segunda cabeça do rebite pode ser feita por meio de dois

processos: Manual. Mecânico.

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Processo manual Esse tipo de processo é feito à mão, com pancadas de

martelo. Antes de iniciar o processo, é preciso comprimir as duas superfícies metálicas a serem unidas, com o auxílio de duas ferramentas: o contra-estampo, que fica sob as chapas, e o repuxador, que é uma peça de aço com furo interno, no qual é introduzida a ponta saliente do rebite.

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Após as chapas serem prensadas, o rebite é martelado até encorpar, isto é, dilatar e preencher totalmente o furo. Depois, com o martelo de bola, o rebite é “boleado”, ou seja, é martelado até começar a se arredondar. A ilustração mostra o “boleamento”.

Em seguida, o formato da segunda cabeça é feito por meio de outra ferramenta chamada estampo, em cuja ponta existe uma cavidade que será usada como matriz para a cabeça redonda.

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Processo mecânico O processo mecânico é feito por meio de martelo

pneumático ou de rebitadeiras pneumáticas e hidráulicas. O martelo pneumático é ligado a um compressor de ar por tubos flexíveis e trabalha sob uma pressão entre 5 Pa 7 Pa, controlada pela alavanca do cabo.

O martelo funciona por meio de um pistão ou êmbolo que impulsiona a ferramenta existente na sua extremidade. Essa ferramenta é o estampo, que dá a forma à cabeça do rebite e pode ser trocado, dependendo da necessidade.

120 A rebitadeira pneumática ou hidráulica funciona por meio de pressão contínua. Essa máquina tem a forma de um C e é constituída de duas garras, uma fixa e outra móvel com estampos nas extremidades.

Se compararmos o sistema manual com o mecânico, veremos que o sistema manual é utilizado para rebitar em locais de difícil acesso ou peças pequenas. A rebitagem por processo mecânico apresenta vantagens, principalmente quando é usada a rebitadeira pneumática ou hidráulica. Essa máquina é silenciosa, trabalha com rapidez e permite rebitamento mais resistente, pois o rebite preenche totalmente o furo, sem deixar espaço.

Entretanto, as rebitadeiras são máquinas grandes e fixas e não trabalham em qualquer posição. Nos casos em que é necessário o deslocamento da pessoa e da máquina, é preferível o uso do martelo pneumático.

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Tanto a rebitagem manual como a mecânica podem ser feitas a quente ou a frio.

Na rebitagem a quente o rebite é aquecido por meio de fornos a gás , elétricos ou maçarico até atingir a cor vermelho-brilhante. Depois o rebite é martelado à mão ou à máquina até adquirir o formato.

Os fornos possibilitam um controle perfeito da temperatura necessária para aquecer o rebite. Já o maçarico apresenta a vantagem de permitir o deslocamento da fonte de calor para qualquer lugar.

A rebitagem a quente é indicada para rebites com diâmetro superior a 6,35mm, sendo aplicada, especialmente, em rebites de aço.

A rebitagem a frio é feita por martelamento simples, sem utilizar qualquer fonte de calor. É indicada para rebites com diâmetro de até 6,3 mm, se o trabalho for à mão, e de 10 mm, se for à máquina.

Usa-se na rebitagem a frio rebites de aço, alumínio etc.

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Engrenagens Engrenagens são rodas com dentes padronizados que

servem para transmitir movimento e força entre dois eixos. Muitas vezes, as engrenagens são usadas para variar o número de rotações e o sentido da rotação de um eixo para o outro.

Em um conjunto tem nomes distintos, pinhão e coroa, elas são chamadas assim quando uma é maior que a outra, coroa para a maior e pinhão para a menor.

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Partes de uma engrenagem

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Rasgo de chaveta: Serve para a fixação da engrenagem ao eixo ou árvore, diminuindo o grau de liberdade da engrenagem.

Dente: Serve para a transição do movimento entre eixos, local onde há o contato entre engrenagens, os dentes das engrenagens podem ter vários perfis: triangulares, redondos, quadrados, trapezoidal, os dentes também podem ser divididos em dentes retos ou helicoidais.

Cubo: É onde o eixo passara pela engrenagem, também onde se localiza o rasgo de chaveta.

Vão do dente: Onde o outro dente de outra engrenagem ficara.

Corpo: Parte que separa os dentes do cubo, onde pode-se ter furos ou até mesmo braços.

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A engrenagem tem um diâmetro primitivo que é a parte onde ocorre o contato entre os dentes das engrenagens, a partir do diâmetro primitivo de tem a altura da cabeça do dente e a altura do pé do dente.

A altura do pé e a altura do dente nunca pode ser a mesma, pois se for a mesa o dente vai bater na raiz, a raiz é o diâmetro interno da engrenagem.

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Tipos de engrenagensAs engrenagens se dividem em três: Engrenagens cilíndricas Engrenagens cônicas Engrenagens helicoidais

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Engrenagens cilíndricas As engrenagens cilíndricas se dividem em duas: as de

dentes retos e de dentes helicoidais. As engrenagens de dentes retos são paralelas entre si e

paralelos ao eixo da engrenagem. Porém as engrenagens de dentes helicoidais são paralelas entre si, mas oblíquos ao eixo da engrenagem.

As engrenagens de dentes retos servem para transmitir rotação entre eixos paralelos, já a de dentes helicoidais transmitem entre eixos reversos.

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Engrenagens cônicas Engrenagens cônicas são aquelas que têm forma de tronco

de cone. As engrenagens cônicas podem ter dentes retos ou helicoidais.

As engrenagens cônicas transmitem rotação entre eixos concorrentes. Eixos concorrentes são aqueles que vão se encontrar em um mesmo ponto, quando prolongados.

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Engrenagens helicoidais Nas engrenagens helicoidais, os dentes são oblíquos em

relação ao eixo, exemplo a rosca sem fim.

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Eixos e Árvores Existe uma diferença simples entre eixos e árvores, é que as

árvores sofrem força de torsão e os eixos não. Eixos e árvores podem ter perfis simples ou compostos, que

são a fixação de engrenagens, polias, rolamentos, etc. no próprio eixo.

131 Essas espigas são dessas formas para se adaptar a sua necessidade, exemplo a cônica é para a centralização do eixo e para prendê-lo para que saia para as laterais.

Eixos e árvores sempre estarão fixados em um mancal, este pode ser de rolamento ou de deslizamento, os eixos e árvores são presos nos mancais pelas espigas que podem ser:

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Os eixos e árvores são fabricados em aço ou ligas de aço, pois os materiais metálicos apresentam melhores propriedades mecânicas do que os outros materiais. Por isso, são mais adequados para a fabricação de elementos de transmissão: Eixos com pequena solicitação mecânica são fabricados em

aço ao carbono Eixo-árvore de máquinas e automóveis são fabricados em

aço-níquel; Eixo-árvore para altas rotações ou para bombas e turbinas

são fabricados em aço cromo-níquel; Eixo para vagões são fabricados em aço-manganês.

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Árvores normalmente tem um rasgo de chaveta para a fixação de uma engrenagem através da chaveta, este pode ser de vários tipos desde meia lua até paralelo.

Eixos e Árvores se dividem entre: eixos maciços, eixos vazados, eixos cônicos, eixos roscados, eixos ranhurados, eixos estriados e eixos flexíveis.

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Eixos maciços A maioria dos eixos maciços tem seção transversal circular

maciça, com degraus ou apoios para ajuste das peças montadas sobre eles. A extremidade do eixo é chanfrada para evitar rebarbas. As arestas são arredondadas para aliviar a concentração de esforços.

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Eixos vazados Normalmente, as máquinas-ferramenta possuem o eixo

vazado para facilitar a fixação de peças mais longas para a usinagem. É utilizado para a diminuição do peso do eixo.

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Eixos cônicos Os eixos cônicos devem ser ajustados a um componente

que possua um furo de encaixe cônico. A parte que se ajusta tem um formato cônico e é firmemente presa por uma porca. Uma chaveta é utilizada para evitar a rotação relativa. Também ele é utilizado para a se centralizar o furo com o eixo.

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Eixos roscados Esse tipo de eixo é composto de rebaixos e furos roscados,

o que permite sua utilização como elemento de transmissão e também como eixo prolongador utilizado na fixação de rebolos para retificação interna e de ferramentas para usinagem de furos.

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Eixo-árvore ranhurado Esse tipo de eixo apresenta uma série de ranhuras

longitudinais em torno de sua circunferência. Essas ranhuras engrenam-se com os sulcos correspondentes de peças que serão montadas no eixo. Os eixos ranhurados são utilizados para transmitir grande força, e para que a peça que for colocada sobre as ranhuras não possa deslizar.

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Eixos-árvore estriados Assim como os eixos cônicos, como chavetas, caracterizam-

se por garantir uma boa concentricidade com boa fixação, os eixos-árvore estriados também são utilizados para evitar rotação relativa em barras de direção de automóveis, alavancas de máquinas etc.

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Eixos-árvore flexíveis Consistem em uma série de camadas de arame de aço

enroladas alternadamente em sentidos opostos e apertadas fortemente. O conjunto é protegido por um tubo flexível e a união com o motor é feita mediante uma braçadeira especial com uma rosca. São eixos empregados para transmitir movimento a ferramentas portáteis (roda de afiar), e adequados a forças não muito grandes e altas velocidades (cabo de velocímetro).

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Polias Polias são peças cilíndricas que são movimentadas por

eixos-árvores, Transferindo rotação através de coreias. Polias podem ser de dois tipos: as polias planas e as trapezoidais.

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Polias planas As polias planas podem apresentar dois formatos na sua

superfície de contato: Essa superfície pode ser plana ou abaulada, podendo ou

não ter guia.

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Polias trapezoidais A polia trapezoidal recebe esse nome porque a superfície na

qual a correia se assenta apresenta a forma de trapézio. As polias trapezoidais devem ser providas de canaletes (ou

canais) e são dimensionadas de acordo com o perfil padrão da correia a ser utilizada.

144Representação das polias no Desenho Mecânico

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Material das polias Os materiais que se empregam para a construção das polias

são ferro fundido (o mais utilizado), aços, ligas leves e materiais sintéticos.

A superfície da polia não deve apresentar porosidade, pois, do contrário, a correia irá se desgastar rapidamente.

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Mancais Mancais é o componente de apoio de todas árvores e eixos,

os apoios ocorrem nas espigas dos eixos-árvores. Podem ser de dois tipos:

Mancais de rolamento Mancais de deslizamento

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Mancais de deslizamento São mancais para baixa rotação, visto que sofrem muito

atrito em comparação com o de rolamento, são ais conhecidos como buchas e também se confundem com a caixa do mancal.

É necessário uma ótima lubrificação para diminuir o atrito do eixo com a bucha.

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Mancais de rolamento É composto por duas partes, a caixa dos rolamentos e o

rolamento. É utilizado em altas rotações comparado ao mancal de

deslizamento. Há a necessidade de lubrificação, porém não tanto quanto

no mancal de deslizamento.

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Tipos de rolamentos

Os rolamentos podem ser de diversos tipos: fixo de uma carreira de esferas, de contato angular de uma carreira de esferas, autocompensador de esferas, de rolo cilíndrico, autocompensador de uma carreira de rolos, autocompensador de duas carreiras de rolos, de rolos cônicos, axial de esfera, axial autocompensador de rolos, de agulha e com proteção.

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152Rolamento fixo de uma carreira de

esferas É o mais comum dos rolamentos. Suporta cargas radiais e

pequenas cargas axiais e é apropriado para rotações mais elevadas.

Sua capacidade de ajustagem angular é limitada. É necessário um perfeito alinhamento entre o eixo e os furos da caixa.

153Rolamento de contato angular de

uma carreira de esferas Admite cargas axiais somente em um sentido e deve sempre

ser montado contra outro rolamento que possa receber a carga axial no sentido contrário.

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Rolamento de rolo cilíndrico É apropriado para cargas radiais elevadas. Seus

componentes são separáveis, o que facilita a montagem e desmontagem.

155Rolamento autocompensador de

uma carreira de rolos Seu emprego é particularmente indicado para construções

em que se exige uma grande capacidade para suportar carga radial e a compensação de falhas de alinhamento.

156Rolamento autocompensador de

duas carreiras de rolos É um rolamento adequado aos mais pesados serviços. Os

rolos são de grande diâmetro e comprimento. Devido ao alto grau de oscilação entre rolos e pistas, existe

uma distribuição uniforme da carga.

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Rolamento de rolos cônicos Além de cargas radiais, os rolamentos de rolos cônicos

também suportam cargas axiais em um sentido. Os anéis são separáveis. O anel interno e o externo podem

ser montados separadamente. Como só admitem cargas axiais em um sentido, torna-se necessário montar os anéis aos pares, um contra o outro.

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Rolamento axial de esfera Ambos os tipos de rolamento axial de esfera (escora simples

e escora dupla) admitem elevadas cargas axiais, porém, não podem ser submetidos a cargas radiais. Para que as esferas sejam guiadas firmemente em suas pistas, é necessária a atuação permanente de uma carga axial mínima.

159Rolamento axial autocompensador

de rolos Possui grande capacidade de carga axial devido à

disposição inclinada dos rolos. Também pode suportar consideráveis cargas radiais.

A pista esférica do anel da caixa confere ao rolamento a propriedade de alinhamento angular, compensando possíveis desalinhamentos ou flexões do eixo.

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Rolamento de agulha Possui uma seção transversal muito fina em comparação

com os rolamentos de rolos comuns. É utilizado especialmente quando o espaço radial é limitado.

161

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