ELEMENTOS DE MAQUINA

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ELEMENTOS DE MAQUINA.Professor: Winston Euderson LimaSenai - Ce

INTRODUO AOSELEMENTOS DE FIXAO

Se voc vai fazer uma caixa de papelo, possivelmente usar cola, fita adesiva ou grampos para unir as partes da caixa. Por outro lado, se voc pretende fazer uma caixa ou engradado de madeira, usar pregos ou taxas para unir as partes. Na mecnica muito comum a necessidade de unir peas como chapas, perfis e barras. Qualquer construo, por mais simples que seja, exige unio de peas entre si.

Entretanto, em mecnica as peas a serem unidas, exigem elementos prprios de unio que so denominados elementos de fixao. Numa classificao geral, os elementos de fixao mais usados em mecnica so: rebites, pinos, cavilhas, parafusos, porcas, arruelas, chavetas etc.

TIPO DE UNIES DE PEAS

Elemento Elemento

de fixao Fixo. de fixao mvel.

TIPO DE ELEMENTO FIXO No

tipo de unio mvel, os elementos de fixao podem ser colocados ou retirados do conjunto sem causar qualquer dano s peas que foram unidas. o caso, por exemplo, de unies feitas com parafusos, porcas e arruelas.

TIPO DE ELEMENTO MVEL No

tipo de unio permanente, os elementos de fixao, uma vez instalados, no podem ser retirados sem que fiquem inutilizados. o caso, por exemplo, de unies feitas com rebites e soldas.

OBS.:

Tanto os elementos de fixao mvel como os elementos de fixao permanente devem ser usados com muita habilidade e cuidado porque so, geralmente, os componentes mais frgeis da mquina. Assim, para projetar um conjunto mecnico preciso escolher o elemento de fixao adequado ao tipo de peas que iro ser unidas ou fixadas. Se, por exemplo, unirmos peas robustas com elementos de fixao fracos e mal planejados, o conjunto apresentar falhas e poder ficar inutilizado. Ocorrer, portanto, desperdcio de tempo, de materiais e de recursos financeiros. Ainda importante planejar e escolher corretamente os elementos de fixao a serem usados para evitar concentrao de tenso nas peas fixadas. Essas tenses causam rupturas nas peas por fadiga do material.

TIPO DE ELEMENTO DE FIXAO

Ribite; Pino; Cavilha; Contra-pino; Parafuso; Porca; Arruela; Anel- elstico; Chaveta;

REBITES.Um rebite compe-se de um corpo em forma de eixo cilndrico e de uma cabea. A cabea pode ter vrios formatos. Os rebites so peas fabricadas em ao, alumnio, cobre ou lato. Unem rigidamente peas ou chapas, principalmente, em estruturas metlicas, de reservatrios, caldeiras, mquinas, navios, avies, veculos de transporte e trelias.

REBITES.

Exemplos:

TIPOS DE REBITES.Tipos Formato da cabeaCabea redonda larga Cabea redonda estreita Cabea escariada chata larga

EmpregoLargamente utilizada devido sua resistncia.

Cabea escariada chata estreita

Empregadas em regies que no admitam salincia.

TIPOS DE REBITES.Tipos Formato da cabea Emprego

Cabea escariada com calotaEmpregadas em regies que admitem pequena salincia.

Cabea tipo panela

Cabea cilndrica

Usadas nas unies de chapas com espessura de no Maximo 7mm

NORMA DE FABRICAO.A fabricao de rebites padronizada, ou seja, segue normas tcnicas que indicam medidas da cabea, do corpo e do comprimento til dos rebites. O que significa 2 x d para um rebite de cabea redonda larga, por exemplo: Significa que o dimetro da cabea desse rebite duas vezes o dimetro do seu corpo. Se o rebite tiver um corpo com dimetro de 5 mm, o dimetro de sua cabea ser igual a 10 mm, pois 2 x 5 mm = 10 mm.

NORMA DE FABRICAO

Em estruturas metlicas, voc vai usar rebites de ao de cabea redonda:

Dimetros padronizados: de 10 at 36 mm (d). Comprimentos teis padronizados: de 10 at 150mm (L).

NORMAS DE FABRICAO

Em servios de funilaria voc vai empregar, principalmente, rebites com cabea redonda ou com cabea escareada. Veja as figuras que representam esses dois tipos de rebites e suas dimenses:

ESPECIFICAES E TIPOS

Alm desses rebites, destaca-se, pela sua importncia, o rebite de repuxo, conhecido por rebite pop. um elemento especial de unio, empregado par afixar peas com rapidez, economia e simplicidade.

Os rebites de repuxo podem ser fabricados com os seguintes materiais metlicos: ao-carbono; ao inoxidvel; alumnio; cobre; monel (liga de nquel e cobre).

ESPECIFICAO DE REBITES.Vamos supor que voc precise unir peas para fazer uma montagem com barras de metal ou outro tipo de pea. Se essa unio for do tipo de fixao permanente, voc vai usar rebites. Para adquirir os rebites adequados ao seu trabalho, necessrio que voc conhea suas especificaes, ou seja: de que material feito; o tipo de sua cabea; o dimetro do seu corpo; o seu comprimento til.

ESPECIFICAO DE REBITES.

O comprimento til do rebite corresponde parte do corpo que vai formara unio. A parte que vai ficar fora da unio chamada sobra necessria e vai ser usada para formar a outra cabea do rebite. No caso de rebite com cabea escareada, a altura da cabea do rebite tambm faz parte do seu comprimento til. O smbolo usado para indicar comprimento til L e o smbolo para indicar a sobra necessria z.

ESPECIFICAO DE REBITES.

Na especificao do rebite importante voc saber qual ser o seu comprimento til (L) e a sobra necessria (z). Nesse caso, preciso levar em conta:o dimetro do rebite; o tipo de cabea a ser formado; o modo como vai ser fixado o rebite: a frio ou a quente.

As figuras mostram o excesso de material (z) necessrio para se formar a segunda cabea do rebite em funo dos formatos da cabea, do comprimento til (L) e do dimetro do rebite (d).

ESPECIFICAO DE REBITES.

Para solicitar ou comprar rebites voc dever indicar todas as especificaes.Por exemplo: material do rebite: rebite de ao 1.006 - 1.010; tipo de cabea: redondo; dimetro do corpo: e de comprimento til.

Normalmente, o pedido de rebites feito conforme o exemplo:Rebite de alumnio, cabea chata, de 3/32

REBITES

Para rebitar peas, no basta voc conhecer rebites e os processos de rebitagem. Se, por exemplo, voc vai rebitar chapas preciso saber que tipo de rebitagem vai ser usado - de acordo com a largura e o nmero de chapas, a aplicao e o nmero de fileiras de rebites. Ainda, voc precisar fazer clculos para adequar os rebites espessura das chapas.

TIPOS DE REBITAGEM

Os tipos de rebitagem variam de acordo com a largura das chapas que sero rebitadas e o esforo a que sero submetidas. Assim, temos a rebitagem de recobrimento, de recobrimento simples e de recobrimento duplo.

REBITAGEM DE RECOBRIMENTONa rebitagem de recobrimento, as chapas so apenas sobrepostas e rebitadas.Esse tipo destinase somente a suportar esforos e empregado na fabricao de vigas e de estruturas metlicas.

REBITAGEM DE RECOBRIMENTO SIMPLES destinada a suportar esforos e permitir fechamento ou vedao. empregada na construo de caldeiras a vapor e recipientes de ar comprimido. Nessa rebitagem as chapas se justapem e sobre elas estende-se uma outra chapa para cobri-las.

REBITAGEM DE RECOBRIMENTO DUPLOUsada unicamente para uma perfeita vedao. empregada na construo de chamins e recipientes de gs para iluminao. As chapas so justapostas e envolvidas por duas outras chapas que as recobrem dos dois lados.

Quanto ao nmero de rebites que devem ser colocados, podese ver que, dependendo da largura das chapas ou do nmero de chapas que recobrem a junta, necessrio colocar uma, duas ou mais fileiras de rebites.

OBS.:Quanto distribuio dos rebites, existem vrios fatores a considerar: o comprimento da chapa, a distncia entre a borda e o rebite mais prximo, o dimetro do rebite e o passo. O passo a distncia entre os eixos dos rebites de uma mesma fileira. O passo deve ser bem calculado para no ocasionar empenamento das chapas. No caso de junes que exijam boa vedao, o passo deve ser equivalente a duas vezes e meia ou trs vezes o dimetro do corpo do rebite. A distncia entre os rebites e a borda das chapas deve ser igual a pelo menos uma vez e meia o dimetro do corpo dos rebites mais prximos a essa borda.

CALCULO PARA REBITAGEM

Para rebitar, preciso escolher o rebite adequado em funo da espessura das chapas a serem fixadas, do dimetro do furo e do comprimento excedente do rebite, que vai formar a segunda cabea. A escolha do rebite feita de acordo com a espessura das chapas que se quer rebitar. A prtica recomenda que se considere a chapa de menor espessura e se multiplique esse valor por 1,5, segundo a frmula:

Exemplo - para rebitar duas chapas de ao, uma com espessura de 5 mm e outra com espessura de 4 mm, qual o dimetro do rebite?

Soluo: d = 1,5 < S d = 1,5 4 mm d = 6,0 mm

CALCULO DO DIMETRO DO FURO

O dimetro do furo pode ser calculado multiplicando-se o dimetro do rebite pela constante 1,06. Matematicamente, pode-se escrever:

CLCULO DO COMPRIMENTO TIL DO REBITE

O clculo desse comprimento feito por meio da seguinte frmula:

CLCULO DO COMPRIMENTO TIL DO REBITE

CLCULO DO COMPRIMENTOREBITE1.

TIL DO

Calcular o comprimento til de um rebite de cabea redonda com dimetro de 3,175 mm para rebitar duas chapas, uma com 2 mm de espessura e a outra com 3 mm.

2.

Calcular o comprimento til de um rebite de cabea escareada com dimetro de 4,76 mm para rebitar duas chapas, uma com 3 mm de espessura e a outra com 7 mm de espessura.

DEFEITOS DE REBITAGEM

preciso fazer bem- feita a rebitagem para assegurar a resistncia e a vedao necessrias s peas unidas por rebites. Os defeitos, por menores que sejam, representam enfraquecimento e instabilidade da unio. Alguns desses defeitos somente so percebidos com o passar do tempo por isso, preciso estar bem atento e executar as operaes de rebitagem com a maior preciso Os principais defeitos na rebitagem so devidos, geralmente, ao mau preparo das chapas a serem unidas e m execuo das operaes nas fases de rebitagem. possvel.

DEFEITOS DE REBITAGEM

Os defeitos causados pelo mau preparo das chapas so:Furos fora do eixo, formando degraus - Nesse caso, o corpo rebitado preenche o vo e assume uma forma de rebaixo, formando uma inciso ou corte, o que diminui a resistncia do corpo.

Chapas mal encostadas - Nesse caso, o corpo do rebite preenche o vo existente entre as chapas, encunhando-se entre elas. Isso produz um engrossamento da seco do corpo do rebite, reduzindo sua resistncia.

DEFEITOS DE REBITAGEM

Dimetro do furo muito maior em relao ao dimetro do rebite O rebatimento no suficiente para preencher a folga do furo. Isso faz o rebite assumir um eixo inclinado, que reduz muito a presso do aperto.

OS DEFEITOS

CAUSADOS PELA M EXECUO DAS

DIVERSAS OPERAES E FASES DE REBITAGEM SO:

Aquecimento excessivo do rebite - Quando isso ocorre, o material do rebite ter suas caractersticas fsicas alteradas, pois aps esfriar, o rebite contrai-se e ento a folga aumenta. Se a folga aumentar, ocorrer o deslizamento das chapas.

OS DEFEITOS

CAUSADOS PELA M EXECUO DAS

DIVERSAS OPERAES E FASES DE REBITAGEM SO:

Rebitagem descentralizada - Nesse caso, a segunda cabea fica fora do eixo em relao ao corpo e primeira cabea do rebite e, com isso, perde sua capacidade de apertar as chapas.

OS DEFEITOS

CAUSADOS PELA M EXECUO DAS

DIVERSAS OPERAES E FASES DE REBITAGEM SO:

Mal uso das ferramentas para fazer a cabea - A cabea do rebite rebatida erradamente e apresenta irregularidades como rebarbas ou rachaduras.

OS DEFEITOS

CAUSADOS PELA M EXECUO DAS

DIVERSAS OPERAES E FASES DE REBITAGEM SO:

O comprimento do corpo do rebite pequeno em relao espessura da chapa - Nessa situao, o material disponvel para rebitar a segunda cabea no suficiente e ela fica incompleta, com uma superfcie plana.

PINOS E CUPILHAS

At agora voc estudou rebites que constituem um dos principais elementos de fixao. Mas existem outros elementos que um mecnico deve conhecer como pinos, cavilhas e cupilhas ou contra pinos. O que so pinos, cavilhas e cupilhas? Como e quando so usados? Para que servem?

PINOS E CAVILHAS

Os pinos e cavilhas tm a finalidade de alinhar ou fixar os elementos de mquinas, permitindo unies mecnicas, ou seja, unies em que se juntam duas ou mais peas, estabelecendo, assim, conexo entre elas.

PINOS E CAVILHASAs cavilhas, tambm, so chamados pinos estriados, pinos entalhados, pinos ranhurados ou, ainda, rebite entalhado. A diferenciao entre pinos e cavilhas leva em conta o formato dos elementos e suas aplicaes. Por exemplo, pinos so usados para junes de peas que se articulam entre si e cavilhas so utilizadas em conjuntos sem articulaes; indicando pinos com entalhes externos na sua superfcie. Esses entalhes que fazem com que o conjunto no se movimente. A forma e o comprimento dos entalhes determinam os tipos de cavilha.

FATORES QUE DIFERENCIAM OS PINOS utilizao forma tolerncias de medidas acabamento superficial material tratamento trmico

PINOS TIPOS:Tipos Funo

Pino cnicoPino cnico com haste roscada

Ao de centragem.A ao de retirada do pino de furos cegos facilitada por haste roscada um simples aperto da porca. Requer um furo de tolerncias rigorosas e utilizado quando so aplicadas as foras cortantes. Apresenta elevada resistncia ao corte e pode ser ou pino tubular partido assentado em furos, com variao de dimetro considervel

Pino cilndricoPino elstico ou tubular partido

Pino guia

Serve para alinhar elementos de mquinas. A distncia entre os pinos deve ser bem calculada para evitar o risco de ruptura.

PINOS TIPOS:

CAVILHA

A cavilha uma pea cilndrica, fabricada em ao, cuja superfcie externa recebe trs entalhes que formam ressaltos. A forma e o comprimento dos entalhes determinam os tipos de cavilha. Sua fixao feita diretamente no furo aberto por broca, dispensando-se o acabamento e a preciso do furo alargado.

CLASSIFICAO DE CAVILHAS

CLASSIFICAO DE CAVILHAS

CUPILHA OU CONTRA PINO

PINO CUPILHADO

Nesse caso, a cupilha no entra no eixo, mas no prprio pino. O pino cupilhado utilizado como eixo curto para unies articuladas ou para suportar rodas, polias, cabos, etc.

ROSCASRosca um conjunto de filetes em torno de uma superfcie cilndrica. As roscas podem ser internas ou externas. As roscas internas encontram-se no interior das porcas. As roscas externas se localizam no corpo dos parafusos.

ROSCASAs roscas permitem a unio e desmontagem de peas. Permitem, tambm, movimento de peas. O parafuso que movimenta a mandbula mvel da morsa um exemplo de movimento de peas.

ROSCAS

SENTIDO DE DIREO DA ROSCADependendo da inclinao dos filetes em relao ao eixo do parafuso, as roscas ainda podem ser direita e esquerda. Portanto, as roscas podem ter dois senti Na rosca direita, o filete sobe da direita para a esquerda : direita ou esquerda.

Na rosca esquerda, o filete sobe da esquerda para a direita

NOMENCLATURA DA ROSCA

Independentemente da sua aplicao, as roscas tm os mesmos elementos,variando apenas os formatos e dimenses.

ROSCAS TRIANGULARES

As roscas triangulares classificam-se, segundo o seu perfil, em trs tipos:

rosca mtrica

rosca whitworth rosca americana

Para nosso estudo, vamos detalhar apenas dois tipos: a mtrica e a whitworth. Rosca mtrica ISO normal e rosca mtrica ISO fina NBR 9527.

ROSCAS

A rosca mtrica fina, num determinado comprimento, possui maior nmero de filetes do que a rosca normal. Permite melhor fixao da rosca, evitando afrouxamento do parafuso, em caso de vibrao de mquinas.

PARAFUSOParafusos so elementos de fixao, empregados na unio no permanente de peas, isto , as peas podem ser montadas e desmontadas facilmente, bastando apertar e desapertar os parafusos que as mantm unidas. Os parafusos se diferenciam pela forma da rosca, da cabea, da haste e do tipo de acionamento.

PARAFUSOEm geral, o parafuso composto de duas partes: cabea e corpo. O corpo do parafuso pode ser cilndrico ou cnico, totalmente roscado ou parcialmente roscado. A cabea pode apresentar vrios formatos; porm, h parafusos sem cabea.

PARAFUSO

H uma enorme variedade de parafusos que podem ser diferenciados pelo formato da cabea, do corpo e da ponta. Essas diferenas, determinadas pela funo dos parafusos, permite classific-los em quatro grandes grupos:parafusos passantes, parafusos no-passantes, parafusos de presso, parafusos prisioneiros.

GRUPOS DE PARAFUSO

Parafusos passantes:Esses parafusos atravessam, de lado a lado, as peas a serem unidas, passando livremente nos furos.Dependendo do servio, esses parafusos, alm das porcas, utilizam arruelas e contraporcas como acessrios. Os parafusos passantes apresentam-se com cabea ou sem cabea.

GRUPOS DE PARAFUSO

Parafusos no-passantes:So parafusos que no utilizam porcas. O papel de porca desempenhado pelo furo roscado, feito numa das peas a ser unida.

GRUPOS DE PARAFUSO

Parafusos de presso:Esses parafusos so fixados por meio de presso. A presso exercida pelas pontas dos parafusos contra a pea a ser fixada. Os parafusos de presso podem apresentar cabea ou no.

GRUPOS DE PARAFUSO

Parafusos prisioneiros:

So parafusos sem cabea com rosca em ambas as extremidades, sendo recomendados nas situaes que exigem montagens e desmontagens freqentes. Em tais situaes, o uso de outros tipos de parafusos acaba danificando a rosca dos furos. As roscas dos parafusos prisioneiros podem ter passos diferentes ou sentidos opostos, isto , um horrio e o outro anti-horrio. Para fixarmos o prisioneiro no furo da mquina, utilizamos uma ferramenta especial. Caso no haja esta ferramenta, improvisa-se um apoio com duas porcas travadas numa das extremidades do prisioneiro. Aps a fixao do prisioneiro pela outra extremidade, retiram-se as porcas. A segunda pea apertada mediante uma porca e arruela, aplicadas extremidade livre do prisioneiro. O parafuso prisioneiro permanece no lugar quando as peas so desmontadas.

FORMATOS

FORMATOS

FORMATOS

FORMATOS

OBS.:

Ao unir peas com parafusos, o profissional precisa levar em considerao quatro fatores de extrema importncia:

Profundidade do furo broqueado; Profundidade do furo roscado; Comprimento til de penetrao do parafuso; Dimetro do furo passante.

OBS.:

EXERCCIO

Duas peas de alumnio devem ser unidas com um parafuso de 6 mm de dimetro. Qual deve ser a profundidade do furo broqueado? Qual deve ser a profundidade do furo roscado? Quanto o parafuso dever penetrar? Qual o dimetro do furo passante?

CONCLUSO

Soluo:

a) Procura-se na tabela o material a ser parafusado, ou seja, o alumnio. b) A seguir, busca-se na coluna profundidade do furo broqueado a relao a ser usada para o alumnio. Encontra-se o valor 3d. Isso significa que a profundidade do furo broqueado dever ser trs vezes o dimetro do parafuso, ou seja: 3 6 mm = 18 mm. c) Prosseguindo, busca-se na coluna profundidade do furo roscado a relao a ser usada para o alumnio. Encontra-se o valor 2,5d. Logo, a profundidade da parte roscada dever ser: 2,5 6 mm = 15 mm. d) Consultando a coluna comprimento de penetrao do parafuso, encontra se a relao 2d para o alumnio. Portanto: 2 6 mm = 12 mm. O valor 12 mm dever ser o comprimento de penetrao do parafuso. e) Finalmente, determina-se o dimetro do furo passante por meio da relao 1,06d. Portanto: 1,06 6 mm = 6,36 mm.

PARAFUSO DE CABEA SEXTAVADA

Aplicao:

Em geral, esse tipo de parafuso utilizado em unies em que se necessita de um forte aperto da chave de boca ou estria. Esse parafuso pode ser usado com ou sem rosca.

PARAFUSOS COM SEXTAVADO INTERNO

De cabea cilndrica com sextavado interno (Allen).

Aplicao:

Este tipo de parafuso utilizado em unies que exigem um bom aperto, em locais onde o manuseio de ferramentas difcil devido falta de espao. Esses parafusos so fabricados em ao e tratados termicamente para aumentar sua resistncia toro.

SEM CABEA COM SEXTAVADOESSE TIPO DE

INTERNO.

EM DESENHO

TCNICO,

PARAFUSO REPRESENTADO DA SEGUINTE FORMA.

PARAFUSOS COM SEXTAVADO INTERNO

Aplicao:

Em geral, esse tipo de parafuso utilizado para travar elementos de mquinas. Por ser um elemento utilizado para travar elementos de mquinas, esses parafusos so fabricados com diversos tipos de pontas, de acordo com sua utilizao.

PARAFUSOS DE CABEA COM FENDA

De cabea escareada chata com fenda. Em desenho tcnico, a representao a seguinte:

PARAFUSOS DE CABEA REDONDA COMFENDA

PARAFUSOS DE CABEA REDONDA COMFENDA

DE CABEA ESCAREADA BOLEADA COMFENDA

Aplicao :So geralmente utilizados na unio de elementos cujas espessuras sejam finas e quando necessrio que a cabea do parafuso fique embutida no elemento. Permitem um bom acabamento na superfcie. So fabricados em ao, cobre e ligas como lato.

PARAFUSOS COM ROSCA SOBERBA PARAMADEIRA So vrios os tipos de parafusos para madeira. Apresentamos, em seguida, os diferentes tipos e os clculos para dimensionamento dos detalhes da cabea.

PARAFUSOS COM ROSCA SOBERBA PARAMADEIRA

Aplicao:Esse tipo de parafuso tambm utilizado com auxlio de buchas plsticas. O conjunto, parafuso-bucha aplicado na fixao de elementos em bases de alvenaria. Quanto escolha do tipo de cabea a ser utilizado, leva-se em considerao a natureza da unio a ser feita. So fabricados em ao e tratados superficialmente para evitar efeitos oxidantes de agentes naturais.

PORCAS

Porca uma pea de forma prismtica ou cilndrica geralmente metlica, com um furo roscado no qual se encaixa um parafuso, ou uma barra roscada. Em conjunto com um parafuso, a porca um acessrio amplamente utilizado na unio de peas. A porca est sempre ligada a um parafuso. A parte externa tem vrios formatos para atender a diversos tipos de aplicao. Assim, existem porcas que servem tanto como elementos de fixao como de transmisso.

MATERIAL DE FABRICAOAs porcas so fabricadas de diversos materiais: ao, bronze, lato, alumnio, plstico. H casos especiais em que as porcas recebem banhos de galvanizao, Zincagem e bicromatizao para proteg-las contra oxidao (ferrugem).

TIPOS DE ROSCAO perfil da rosca varia de acordo com o tipo de aplicao que se deseja. As porcas usadas para fixao geralmente tm roscas com perfil triangular. As porcas para transmisso de movimentos tm roscas com perfis quadrados, trapezoidais, redondo e dente de serra.

TIPOS DE ROSCA

TIPOS DE PORCAPara aperto manual so mais usados os tipos de porca borboleta, recartilhada alta e recartilhada baixa. As porcas cega baixa e cega alta, alm de propiciarem boa fixao, deixam as peas unidas com melhor aspecto.

PARA AJUSTE AXIAL (EIXOS DE MQUINAS)

Veja a aplicao desses tipos de porca.

CERTOS TIPOS DE PORCAS APRESENTAMRANHURAS PRPRIAS PARA USO DE CUPILHAS. UTILIZAMOS CUPILHAS PARA EVITAR QUE A PORCA SE SOLTE COM VIBRAES.

TIPOS MAIS COMUNS DE PORCAS.

TIPOS DIFERENTES DE PORCAS

ARRUELAS

A maioria dos conjuntos mecnicos apresenta elementos de fixao. Onde quer que se usem esses elementos, seja em mquinas ou em veculos automotivos, existe o perigo de se produzir, em virtude das vibraes, um afrouxamento imprevisto no aperto do parafuso.

Para evitar esse inconveniente utilizamos um elemento de mquina chamado arruela.

ARRUELA

FUNO DA ARRUELA

As arruelas tm a funo de distribuir igualmente a fora de aperto entre a porca, o parafuso e as partes montadas. Em algumas situaes, tambm funcionam como elementos de trava. Os materiais mais utilizados na fabricao das arruelas so ao-carbono, cobre e lato.

TIPOS DE ARRUELA

Arruela lisa Arruela de presso Arruela dentada Arruela serrilhada Arruela ondulada Arruela de travamento com orelha Arruela para perfilados

ARRUELA LISAAlm de distribuir igualmente o aperto, a arruela lisa tem, tambm, a funo de melhorar os aspectos do conjunto. A arruela lisa por no ter elemento de trava, utilizada em rgos de mquinas que sofrem pequenas vibraes

ARRUELA DE PRESSO

A arruela de presso utilizada na montagem de conjuntos mecnicos, submetidos a grandes esforos e grandes vibraes. A arruela de presso funciona, tambm, como elemento de trava, evitando o afrouxamento do parafuso e da porca. , ainda, muito empregada em equipamentos que sofrem variao de temperatura (automveis, prensas etc.).

ARRUELA DENTADAMuito empregada em equipamentos sujeitos a grandes vibraes, mas com pequenos esforos, como, eletrodomsticos, painis automotivos, equipamentos de refrigerao etc. O travamento se d entre o conjunto parafuso/porca. Os dentes inclinados das arruelas formam uma mola quando so pressionados e se encravam na cabea do parafuso.

ARRUELA SERRILHADA

A arruela serrilhada tem, basicamente, as mesmas funes da arruela dentada. Apenas suporta esforos um pouco maiores.

usada nos mesmos tipos de trabalho que a arruela dentada.

ARRUELA ONDULADA

A arruela ondulada no tem cantos vivos. indicada, especialmente, para superfcies pintadas, evitando danificao do acabamento.

adequada para equipamentos que possuem acabamento externo constitudo de chapas finas.

ARRUELA DE TRAVAMENTO COM ORELHA

Utiliza-se esta arruela dobrando-se a orelha sobre um canto vivo da pea. Em seguida, dobrase uma aba da orelha envolvendo um dos lados chanfrado do conjunto porca/parafuso.

ARRUELA PARA PERFILADOS

uma arruela muito utilizada em montagens que envolvem cantoneiras ou perfis em ngulo. Devido ao seu formato de fabricao, este tipo de arruela compensa os ngulos e deixa perfeitamente paralelas as superfcies a serem parafusadas.

OUTROS TIPOS

OUTROS TIPOS

ANIS ELSTICOSO anel elstico um elemento usado em eixos ou furos, tendo como principais funes:. Evitar deslocamento axial de peas ou componentes. Posicionar ou limitar o curso de uma pea ou conjunto deslizante sobre o eixo. Deslocamento axial o movimento no sentido longitudinal do eixo.

ANIS ELSTICOS

Esse elemento de mquina conhecido tambm como anel de reteno, de trava ou de segurana.

MATERIAL DE FABRICAO E FORMAFabricado de ao-mola, tem a forma de anel incompleto, que se aloja em um canal circular construdo conforme normalizao. Aplicao: para eixos com dimetro entre 4 e 1 000 mm. Trabalha externamente Norma DIN 471.

MATERIAL DE FABRICAO E FORMA

Aplicao: para furos com dimetro entre 9,5 e 1 000 mm. Trabalha internamente Norma DIN 472.

MATERIAL DE FABRICAO E FORMA

Aplicao: para eixos com dimetro entre 8 e 24 mm. Trabalha externamente Norma DIN 6799.

MATERIAL DE FABRICAO E FORMA

Aplicao: para eixos com dimetro entre 4 e 390 mm para rolamentos.

MATERIAL DE FABRICAO E FORMA

Anis de seco circular Aplicao: para pequenos esforos axiais.

PONTOS IMPORTANTES DEVEM SER OBSERVADOSA dureza do anel deve ser adequada aos elementos que trabalham com ele. Se o anel apresentar alguma falha, pode ser devido a defeitos de fabricao ou condies de operao. As condies de operao so caracterizadas por meio de vibraes, impacto, flexo, alta temperatura ou atrito excessivo.

PONTOS IMPORTANTES DEVEM SER OBSERVADOSUm projeto pode estar errado: previa, por exemplo, esforos estticos, mas as condies de trabalho geraram esforos dinmicos, fazendo com que o anel apresentasse problemas que dificultaram seu alojamento. A igualdade de presso em volta da canaleta assegura aderncia e resistncia. O anel nunca deve estar solto, mas alojado no fundo da canaleta, com certa presso.

PONTOS IMPORTANTES DEVEM SER OBSERVADOSA superfcie do anel deve estar livre de rebarbas, fissuras e oxidaes. Em aplicaes sujeitas corroso, os anis devem receber tratamento anticorrosivo adequado. Dimensionamento correto do anel e do alojamento. Em casos de anis de seco circular, utiliz-los apenas uma vez. Utilizar ferramentas adequadas para evitar que o anel fique torto ou receba esforos exagerados.

TIPOS DE ALICATE

CHAVETAS

um elemento mecnico fabricado em ao. Sua forma, em geral, retangular ou semicircular. A chaveta se interpe numa cavidade de um eixo e de uma pea. A chaveta tem por finalidade ligar dois elementos mecnicos.

CLASSIFICAO: Chavetas

de cunha; Chavetas paralelas; Chavetas de disco.

CHAVETAS DE CUNHAAs chavetas tm esse nome porque so parecidas com uma cunha. Uma de suas faces inclinada, para facilitar a unio de peas. As chavetas de cunha classificam-se em dois grupos: chavetas longitudinais;

chavetas transversais.

CHAVETAS ENCAIXADASSo muito usadas. Sua forma corresponde do tipo mais simples de chaveta de cunha. Para possibilitar seu emprego, o rasgo do eixo sempre mais comprido que a chaveta.

CHAVETA MEIA-CANASua base cncava (com o mesmo raio do eixo). Sua inclinao de 1:100, com ou sem cabea. No necessrio rasgo na rvore, pois a chaveta transmite o movimento por efeito do atrito. Desta forma, quando o esforo no elemento conduzido for muito grande, a chaveta desliza sobre a rvore.

CHAVETA PLANA

Sua forma similar da chaveta encaixada, porm, para sua montagem no se abre rasgo no eixo. feito um rebaixo plano.

CHAVETAS EMBUTIDAS

Essas chavetas tm os extremos arredondados, conforme se observa na vista superior ao lado. O rasgo para seu alojamento no eixo possui o mesmo comprimento da chaveta. As chavetas embutidas nunca tm cabea.

CHAVETAS TANGENCIAIS

So formadas por um par de cunhas, colocado em cada rasgo. So sempre utilizadas duas chavetas, e os rasgos so posicionados a 120. Transmitem fortes cargas e so utilizadas, sobretudo, quando o eixo est submetido a mudana de carga ou golpes.

CHAVETAS PARALELAS OU LINGETASEssas chavetas tm as faces paralelas, portanto, no tm inclinao. A transmisso do movimento feita pelo ajuste de suas faces laterais s laterais do rasgo da chaveta. Fica uma pequena folga entre o ponto mais alto da chaveta e o fundo do rasgo do elemento conduzido.

CHAVETA DE DISCO OU MEIA-LUA (TIPO WOODRUFF) uma variante da chaveta paralela. Recebe esse nome porque sua forma corresponde a um segmento circular. comumente empregada em eixos cnicos por facilitar a montagem e se adaptar conicidade do fundo do rasgo do elemento externo.

ROLAMENTOS E MANCAISOs mancais como as buchas tm a funo de servir de suporte a eixos, de modo a reduzir o atrito e amortecer choques ou vibraes. Eles podem ser de deslizamento ou rolamento. Os mancais de deslizamento so constitudos de uma bucha fixada num suporte. So usados em mquinas pesadas ou em equipamentos de baixa rotao.

OS MANCAIS DE ROLAMENTOS APRESENTAM AS SEGUINTES VANTAGENS:

Menor atrito e aquecimento. Pouca lubrificao. Condies de intercmbio internacional. No desgasta o eixo. Evita grande folga no decorrer do uso.

MAS OS MANCAIS DE ROLAMENTOS TM ALGUMAS DESVANTAGENS:Muita sensibilidade a choques. Maior custo de fabricao. Pouca tolerncia para carcaa e alojamento do eixo. No suportam cargas muito elevadas. Ocupam maior espao radial.

MANCAISO mancal pode ser definido como suporte ou guia em que se apia o eixo. No ponto de contato entre a superfcie do eixo e a superfcie do mancal, ocorre atrito. Dependendo da solicitao de esforos, os mancais podem ser de deslizamento ou de rolamento.

MANCAIS DE DESLIZAMENTO

Geralmente, os mancais de deslizamento so constitudos de uma bucha fixada num suporte. Esses mancais so usados em mquinas pesadas ou em equipamentos de baixa rotao, porque a baixa velocidade evita superaquecimento dos componentes expostos ao atrito.

MANCAIS DE ROLAMENTOQuando necessitar de mancal com maior velocidade e menos atrito, o mancal de rolamento o mais adequado. Os rolamentos so classificados em funo dos seus elementos rolantes.

ROLAMENTOQuando necessrio reduzir ainda mais o atrito de escorregamento, utilizamos um outro elemento de mquina, chamado rolamento. Os rolamentos limitam, ao mximo, as perdas de energia em conseqncia do atrito.

ROLAMENTOEm geral, a normalizao dos rolamentos feita a partir do dimetro interno d, isto , a partir do dimetro do eixo em que o rolamento utilizado. Para cada dimetro so definidas trs sries de rolamentos: leve, mdia e pesada. As sries leves so usadas para cargas pequenas. Para cargas maiores, so usadas as sries mdia ou pesada. Os valores do dimetro D e da largura L aumentam progressivamente em funo dos aumentos das cargas.

TIPOS DE ROLAMENTOradiais, axiais e mistos.

RADIAIS

no suportam cargas axiais e impedem o deslocamento no sentido transversal ao eixo

AXIAISno podem ser submetidos a cargas radiais. Impedem o deslocamento no sentido axial, isto , longitudinal ao eixo.

MISTASSuportam tanto carga radial como axial. Impedem o deslocamento tanto no sentido transversal quanto no axial.

QUANTO AOS ELEMENTOS ROLANTES, OS ROLAMENTOS PODEM SER:De esferas De rolos De agulhas

DE ESFERAS

os corpos rolantes so esferas. Apropriados para rotaes mais elevadas.

DE ROLOS

os corpos rolantes so formados de cilindros, rolos cnicos ou barriletes. Esses rolamentos suportam cargas maiores e devem ser usados em velocidades menores.

DE AGULHAS

Os corpos rolantes so de pequeno dimetro e grande comprimento. So recomendados para mecanismos oscilantes, onde a carga no constante e o espao radial limitado.

VANTAGENS E DESVANTAGENS DOSROLAMENTOS

SELEOas medidas do eixo; o dimetro interno (d); o dimetro externo (D); a largura (L); o tipo de solicitao; o tipo de carga; o n de rotao.

TIPOS

Rolamento fixo de uma carreira de esferas Rolamento de contato angular de uma carreira de esferas Rolamento autocompensador de esferas Rolamento de rolo cilndrico Rolamento autocompensador de uma carreira de rolos Rolamento autocompensador de duas carreiras de rolos Rolamento de rolos cnicos Rolamento axial de esfera Rolamento de agulha Rolamentos com proteo

CUIDADOS COM OS ROLAMENTOS

Verificar se as dimenses do eixo e cubo esto corretas; usar o lubrificante recomendado pelo fabricante; remover rebarbas; no caso de reaproveitamento do rolamento, deve-se lav-lo e lubrific-lo imediatamente para evitar oxidao; no usar estopa nas operaes de limpeza; trabalhar em ambiente livre de p e umidade.

DEFEITOS COMUNS DOS ROLAMENTOSdesgaste; fadiga; falhas mecnicas.

DESGASTEdeficincia de lubrificao; presena de partculas abrasivas; oxidao (ferrugem); desgaste por patinao (girar em falso); desgaste por brinelamento.

FADIGA

A origem da fadiga est no deslocamento da pea, ao girarem falso. A pea se descasca, principalmente nos casos de carga excessiva. Descascamento parcial revela fadiga por desalinhamento, ovalizao ou por conificao do alojamento.

FALHAS MECNICAS

O brinelamento caracterizado por depresses correspondentes aos roletes ou esferas nas pistas do rolamento. Resulta de aplicao da pr-carga, sem girar o rolamento, ou da prensagemdo rolamento com excesso de interferncia. Sulcamento provocado pela batida de uma ferramenta qualquer sobre a pista rolante. O engripamento pode ocorrer devido a lubrificante muito espesso ou viscoso. Pode acontecer, tambm, por eliminao de folga nos roletes ou esferas por aperto excessivo.

O QUE VERIFICAR DURANTE OFUNCIONAMENTONos rolamentos montados em mquinas deve-se verificar, regularmente, se sua parada pode causar problemas. Os rolamentos que no apresentam aplicaes muito crticas, ou que no so muito solicitados, no precisam de ateno especial. Na rotina de verificao so usados os seguintes procedimentos: ouvir, sentir, observar.

OBS:

Os rolamentos so cobertos por um protetor contra oxidao, antes de embalados. De preferncia, devem ser guardados em local onde a temperatura ambiente seja constante (21C). Rolamentos com placa de proteo no devero ser guardados por mais de 2 anos. Confira se os rolamentos esto em sua embalagem original, limpos, protegidos com leo ou graxa e com papel parafinado

MOLAS

As molas so usadas, principalmente, nos casos de armazenamento de energia, amortecimento de choques, distribuio de cargas, limitao de vazo, preservao de junes ou contatos. As molas amortecem choques em suspenso e prachoques de veculos, em acoplamento de eixos e na proteo de instrumentos delicados ou sensveis.

TIPOS DE MOLASMolas helicoidais mola helicoidal de compresso helicoidal de trao helicoidal de toro helicoidais cnicas

MOLAS HELICOIDAIS

A mola helicoidal a mais usada em mecnica. Em geral, ela feita de barra de ao enrolada em forma de hlice cilndrica ou cnica. A barra de ao pode ter seo retangular, circular, quadrada, etc.

MOLA HELICOIDAL DE COMPRESSO

formada por espirais. Quando esta mola comprimida por alguma fora, o espao entre as espiras diminui, tornando menor o comprimento da mola.

HELICOIDAL DE TRAOpossui ganchos nas extremidades, alm das espiras. Os ganchos so tambm chamados de olhais. Para a mola helicoidal de trao desempenhar sua funo, deve ser esticada, aumentando seu comprimento. Em estado de repouso, ela volta ao seu comprimento normal.

HELICOIDAL DE TOROTem dois braos de alavancas, alm das espiras. Veja um exemplo de mola de toro na figura esquerda, e, direita, a aplicao da mola num pregador de roupas

HELICOIDAIS CNICAS

Algumas molas padronizadas so produzidas por fabricantes especficos e encontram-se nos estoques dos almoxarifados. Outras so executadas de acordo com as especificaes do projeto, segundo medidas proporcionais padronizadas.

MOLAS PLANASAs molas planas so feitas de material plano ou em fita. As molas planas podem ser simples, prato, feixe de molas e espiral.

INTRODUO AOS ELEMENTOS DETRANSMISSOCom esses elementos so montados sistemas de transmisso que transferem potncia e movimento a um outro sistema. Os sistemas de transmisso podem, tambm, variar as rotaes entre dois eixos

AS MANEIRAS DE VARIAR A ROTAO DE UM EIXO PODEM SER:por engrenagens; por correias; por atrito.

MODOS DE TRANSMISSOA transmisso de fora e movimento pode ser pela forma e por atrito. A transmisso pela forma assim chamada porque a forma dos elementos transmissores adequada para encaixamento desses elementos entre si. Essa maneira de transmisso a mais usada, principalmente com os elementos chavetados, eixos-rvore entalhados e eixosrvore estriados.

MODOS DE TRANSMISSO

DESCRIO

DE ALGUNS ELEMENTOS DE TRANSMISSO

correias, correntes, engrenagens, rodas de atrito, roscas, cabos de ao e acoplamento

CORREIAS

So elementos de mquina que transmitem movimento de rotao entre eixos por intermdio das polias. As correias podem ser contnuas ou com emendas. As polias so cilndricas, fabricadas em diversos materiais. Podem ser fixadas aos eixos por meio de presso, de chaveta ou de parafuso.

CORRENTES

So elementos de transmisso, geralmente metlicos, constitudos de uma srie de anis ou elos. Existem vrios tipos de corrente e cada tipo tem uma aplicao especfica.

ENGRENAGENS

Tambm conhecidas como rodas dentadas, as engrenagens so elementos de mquina usados na transmisso entre eixos. Existem vrios tipos de engrenagem.

RODAS DE ATRITO

So elementos de mquinas que transmitem movimento por atrito entre dois eixos paralelos ou que se cruzam.

ROSCAS

So salincias de perfil constante, em forma de hlice (helicoidal). As roscas se movimentam de modo uniforme, externa ou internamente, ao redor de uma superfcie cilndrica ou cnica. As salincias so denominadas filetes.

CABOS DE AO

So elementos de mquinas feitos de arame trefilado a frio. Inicialmente, o arame enrolado de modo a formar pernas. Depois as pernas so enroladas em espirais em torno de um elemento central, chamado ncleo ou alma.

ACOPLAMENTO

um conjunto mecnico que transmite movimento entre duas peas.

POLIAS

As polias so peas cilndricas, movimentadas pela rotao do eixo do motor e pelas correias. Uma polia constituda de uma coroa ou face, na qual se enrola a correia. A face ligada a um cubo de roda mediante disco ou braos.

TIPOS DE POLIA

Os tipos de polia so determinados pela forma da superfcie na qual a correia se assenta. Elas podem ser planas ou trapezoidais. As polias planas podem apresentar dois formatos na sua superfcie de contato. Essa superfcie pode ser plana ou abaulada.

POLIAS PLANAS

A polia plana conserva melhor as correias, e a polia com superfcie abaulada guia melhor as correias. As polias apresentam braos a partir de 200 mm de dimetro.

POLIA TRAPEZOIDAL

A polia trapezoidal recebe esse nome porque a superfcie na qual a correia se assenta apresenta a forma de trapzio. As polias trapezoidais devem ser providas de canaletes (ou canais) e so dimensionadas de acordo com o perfil padro da correia a ser utilizada.

TIPOS

TIPOS

MATERIAL DAS POLIAS

Os materiais que se empregam para a construo das polias so ferro fundido (o mais utilizado), aos, ligas leves e materiais sintticos. A superfcie da polia no deve apresentar porosidade, pois, do contrrio, a correia ir se desgastar rapidamente.

CORREIASAs correias mais usadas so planas e as trapezoidais. A correia em .V. ou trapezoidal inteiria, fabricada com seo transversal em forma de trapzio. feita de borracha revestida de lona e formada no seu interior por cordonis vulcanizados para suportar as foras de trao.

CORREIA TRAPEZOIDALO emprego da correia trapezoidal ou em .V. prefervel ao da correia plana porque: praticamente no apresenta deslizamento; permite o uso de polias bem prximas; elimina os rudos e os choques, tpicos das correias emendadas (planas). Existem vrios perfis padronizados de correias trapezoidais.

CORREIA DENTADA

Outra correia utilizada a correia dentada, para casos em que no se pode ter nenhum deslizamento, como no comando de vlvulas do automvel.

TRANSMISSO

Na transmisso por polias e correias, a polia que transmite movimento e fora chamada polia motora ou condutora. A polia que recebe movimento e fora a polia movida ou conduzida. A maneira como a correia colocada determina o sentido de rotao das polias.

SENTIDO DIRETO DE ROTAO

A correia fica reta e as polias tm o mesmo sentido de rotao;

SENTIDO DE ROTAO INVERSO

A correia fica cruzada e o sentido de rotao das polias inverte-se;

RELAO DE TRANSMISSONa transmisso por polias e correias, para que o funcionamento seja perfeito, necessrio obedecer alguns limites em relao ao dimetro das polias e o nmero de voltas pela unidade de tempo. Para estabelecer esses limites precisamos estudar as relaes de transmisso. Costumamos usar a letra i para representar a relao de transmisso. Ela a relao entre o nmero de voltas das polias (n) numa unidade de tempo e os seus dimetros.

RELAO DE TRANSMISSO

A velocidade tangencial (V) a mesma para as duas polias, e calculada pela frmula:

V=p.D.N

CORRENTES

As correntes transmitem fora e movimento que fazem com que a rotao do eixo ocorra nos sentidos horrio e anti-horrio. Para isso, as engrenagens devem estar num mesmo plano. Os eixos de sustentao das engrenagens ficam perpendiculares ao plano. O rendimento da transmisso de fora e de movimento vai depender diretamente da posio das engrenagens e do sentido da rotao.

TRANSMISSO

A transmisso ocorre por meio do acoplamento dos elos da corrente com os dentes da engrenagem. A juno desses elementos gera uma pequena oscilao durante o movimento.

TIPOS DE CORRENTECorrentes de rolo simples, dupla e tripla Corrente de bucha Corrente de dentes Corrente de articulao desmontvel Correntes Gall e de ao redondo

ENGRENAGENS

Engrenagens so rodas com dentes padronizados que servem para transmitir movimento e fora entre dois eixos. Muitas vezes, as engrenagens so usadas para variar o nmero de rotaes e o sentido da rotao de um eixo para o outro.

PARTES DE UMA ENGRENAGEM:

TIPOS DE CORPOS DE ENGRENAGEM

TIPOS DE ENGRENAGEM

Existem vrios tipos de engrenagem, que so escolhidos de acordo com sua funo.

Engrenagens cilndricas Engrenagens cnicas Engrenagens helicoidais

ENGRENAGENS CILNDRICASEngrenagens cilndricas tm a forma de cilindro e podem ter dentes retos ou helicoidais (inclinados). Observe duas engrenagens cilndricas com dentes retos: Os dentes helicoidais so paralelos entre si mas oblquos em relao ao eixo da engrenagem.

ENGRENAGENS CNICAS

Engrenagens cnicas so aquelas que tm forma de tronco de cone. As engrenagens cnicas podem ter dentes retos ou helicoidais. Nesta aula, voc ficar conhecendo apenas as engrenagens cnicas de dentes retos.

ENGRENAGENS HELICOIDAISNas engrenagens helicoidais, os dentes so oblquos em relao ao eixo. Entre as engrenagens helicoidais, a engrenagem para rosca sem-fim merece ateno especial. Essa engrenagem usada quando se deseja uma reduo de velocidade na transmisso do movimento.