CURSO TCNICO DE PORTOS

CEFET UNIDADE DE ITAGUAI

APOSTILA DE ELEMENTOS DE MAQUINAS

PROFESSOR

ROLANDO DE MELLO

ELEMENTOS DE MAQUINAS1. IntroduoA unio de elementos metlicos desejvel na montagem de estruturas que transmitam ou suportem os esforos que surgem na execuo do trabalho mecnico pela mquinas. A seleo da forma adequada de transmitir esses esforos entre as disponveis est relacionada a possibilidade tcnica de aplicao, a possibilidade construtiva, ao custo, a disponibilidade de materiais e ao conhecimento, entre outros aspectos de menor peso

2. Unio de componentes metlicos por Soldagem A unio de materiais realizada, ou atravs da fuso dos mesmos e ntimo contato; ou pela fuso de ambos e adio de outro material fundido; ou, ainda, simplesmente, por contato destes materiais, nas fases slidas ou semi-slida.

2.1 Tipos de Solda e suas Caractersticas

Os tipos de solda, ou processos de soldagem, mais comuns so:Solda Eltrica: Usa varetas de solda com revestimento que se vaporiza, protegendo a soldagem.MIG

Quando a proteo gasosa utilizada for constituda de um gs inerte, ou seja,um gs normalmente monoatmico como Argnio ou Hlio, e que no tem nenhuma atividade fsica com a poa de fuso.

MAG Quando a proteo gasosa feita com um gs dito ativo, ou seja, um gs que interage com a poa de fuso, normalmente CO2 - dixido de Carbono.

TIG Utiliza um eletrodo no consumvel. A solda colocada na regio de soldagem manualmente, na forma de uma vareta. Usa hlio ou argnio que envolve o eletrodo. Da mesma forma que para a MIG, o gs serve para a proteo do arco.

Arco Submerso: Principalmente utilizado para superfcies planas. Um material granular depositado na frente da solda e cobre a regio a ser soldada. O eletrodo consumvel protegido pelo filme que criado pelo material granular aquecido. Permite soldagem de qualidade superior quando comparada aos processos descritos anteriormente. Soldagem por resistncia: Baseia-se na passagem de corrente eltrica pelas superfcies em contato. Essa corrente aquece as superfcies causando a soldagem. O efeito maior com o aumento da presso externa entre as superfcies. Aquecimento: A soldagem pode se dar tambm por qualquer outro processo que aquea as superfcies que sero soldadas. Esse aquecimento pode ser por gs, laser, feixe de eltrons, O importante para que as superfcies se unam que o calor seja suficiente para fundir as superfcies em contato. A soldagem da superfcie depende tambm da compatibilidade dos materiais utilizados. Materiais que no se misturam ao serem fundidos no podem ser utilizados. O material de adio(solda) deve ter caractersticas semelhantes aos dos materiais que estar unindo, j que no se deseja uma solda nem mais fraca nem mais forte do que os materiais originais. 3. Soldagem a arco eltrico com Eletrodo Revestido

o mais largamente empregado dos vrios processos de soldagem. A soldagem realizada com o calor de um arco eltrico mantido entre a extremidade de um eletrodo metlico revestido e a pea de trabalho.

4- Fabricao de Eletrodo RevestidoEletrodos revestidos para aos carbono consistem de apenas dois elementos principais: a alma metlica, normalmente de ao de baixo carbono, e o revestimento. A alma metlica contm alguns elementos residuais, porm os teores de fsforo e enxofre devem ser muito baixos para evitar fragilizao no metal de solda. A matria prima para a alma metlica um fio-mquina laminado a quente na forma de bobinas, que posteriormente trefilado a frio at o dimetro adequado do eletrodo, retificado e cortado no comprimento adequado.

A alma metlica tem as funes principais de conduzir a corrente eltrica e fornecer metal de adio para a junta. Os ingredientes do revestimento, dos quais existem literalmente centenas para escolher, so cuidadosamente pesados, misturados a seco mistura seca e ento adicionado o silicato de sdio e/ou

potssio mistura mida que compactada em um cilindro e alimentada prensa extrusora. O revestimento extrudado sobre as varetas metlicas que so alimentadas atravs da prensa extrusora a uma velocidade muito alta. O revestimento removido da extremidade do eletrodo a ponta de pega para garantir o contato eltrico, e tambm da outra extremidade para assegurar uma abertura de arco fcil.

5- Funes dos Revestimentos dos EletrodosProteo do metal de solda

A funo mais importante do revestimento proteger o metal de solda do oxignio e do nitrognio do ar quando ele est sendo transferido atravs do arco, e enquanto est no estado lquido. Estabilizao do arco

Um arco estabilizado aquele que abre facilmente, queima suavemente mesmo a baixas correntes e pode ser mantido empregando-se indiferentemente um arco longo ou um curto.

Adies de elementos de liga ao metal de solda

Uma variedade de elementos tais como cromo, nquel, molibdnio, vandio e cobre podem ser adicionados ao metal de solda incluindo-os na composio do revestimento

Direcionamento do arco eltrico O direcionamento do fluxo do arco eltrico obtido com a cratera que se forma na ponta dos eletrodos.Funo da escria como agente fluxante

A funo da escria (1) fornecer proteo adicional contra os contaminantes atmosfricos, (2) agir como purificadora e absorver impurezas que so levadas superfcie e ficam aprisionadas pela escria, e (3) reduzir a velocidade de resfriamento do metal fundido para permitir o escape de gasesCaractersticas da posio de soldagem

a adio de certos ingredientes no revestimento, principalmente compostos de titnio, que tornam possvel a soldagem fora de posio (posiesvertical e Sobrecabea).

Controle da integridade do metal de solda

A porosidade ou os gases aprisionados no metal de solda podem ser controlados de uma maneira geral pela composio do revestimento.

Propriedades mecnicas especficas do metal de solda

Propriedades mecnicas especficas podem ser incorporadas ao metal de solda por meio do revestimento. Altos valores de impacto a baixas temperaturas, alta ductilidade, e o aumento nas propriedades de escoamento e resistncia mecnica podem ser obtidos pelas adies de elementos de liga ao revestimento.

Isolamento da alma de ao

O revestimento atua como um isolante de tal modo que a alma no causar curto-circuito durante a soldagem de chanfros profundos ou de aberturas estreitas; o revestimento tambm serve como proteo para o operador quando os eletrodos so trocados.

Classificao dos ingredientes do revestimento

Elementos de liga Elementos de liga como molibdnio, cromo, nquel, mangans e outros conferem propriedades mecnicas especficas ao metal de solda.

Aglomerantes Silicatos solveis como os de sdio e potssio so empregados no revestimento dos eletrodos como aglomerantes. As funes dos aglomerantes so formar uma massa plstica de material de revestimento capaz de ser extrudada e secada no forno.

Formadores de gases Materiais formadores de gases comuns so os carboidratos, hidratos e carbonatos. Exemplos dessas substncias so a celulose, os carbonatos de clcio e de magnsio, e a gua quimicamente combinada como a encontrada na argila e na mica. Esses materiais desprendem dixido de carbono (CO2), monxido de carbono (CO) e vapor d'gua (H2O) s altas temperaturas do arco de soldagem.

Estabilizadores do arco O ar no suficientemente condutor para manter um arco estvel, e ento se torna necessrio adicionar ao revestimento ingredientes que proporcionaro um caminho condutor para a corrente eltrica. Isso particularmente verdadeiro

durante a soldagem com corrente alternada. Materiais estabilizantes so os compostos de titnio, potssio e clcio.

Formadores de fluxo e escria Esses ingredientes so empregados principalmente para encorpar a escria e conferir propriedades como viscosidade, tenso superficial e ponto de fuso. A

slica e a magnetita so materiais desse tipo.

PlasticizantesOs revestimentos so freqentemente granulados e, para extrud-los com sucesso, necessrio adicionar materiais lubrificantes e plasticizantes para fazer com que o revestimento flua suavemente sob presso. Os carbonatos de clcio e de sdio so os mais utilizados.

Tipos de revestimento

Celulsico

O revestimento celulsico apresenta as seguintes caractersticas:

__ elevada produo de gases resultantes da combusto dos materiais

orgnicos (principalmente a celulose);

__ principais gases gerados: CO2, CO, H2, H2O (vapor);

__ no devem ser ressecados;

__ a atmosfera redutora formada protege o metal fundido;

__ o alto nvel de hidrognio no metal de solda depositado impede o uso em estruturas muito restritas ou em materiais sujeitos a trincas por hidrognio;

__ alta penetrao;

__ pouca escria, facilmente destacvel;

__ muito utilizado em tubulaes na progresso descendente;

__ operando em CC+, obtm-se transferncia por spray.

Rutlico

O revestimento rutlico apresenta as seguintes caractersticas:

__ consumvel de uso geral;

__ revestimento apresenta at 50% de rutilo (TiO2);

__ mdia penetrao;

__ escria de rpida solidificao, facilmente destacvel;

__ o metal de solda pode apresentar um nvel de hidrognio alto (at 30 ml/100g);

__ requer ressecagem a uma temperatura relativamente baixa, para que o metal de solda no apresente porosidades grosseiras.Bsico

O revestimento bsico apresenta as seguintes caractersticas:

__ geralmente apresenta as melhores propriedades mecnicometalrgicas entre todos os eletrodos, destacando-se a tenacidade;

__ elevados teores de carbonato de clcio e fluorita, gerando um metal de solda altamente desoxidado e com muito baixo nvel de incluses complexas de sulfetos e fosfetos;

__ no opera bem em CA, quando o teor de fluorita muito elevado;

__ escria fluida e facilmente destacvel;

__ cordo de mdia penetrao e perfil plano ou convexo;

__ requer ressecagem a temperaturas relativamente altas;

__ aps algumas horas de contato com a atmosfera, requer ressecagem por ser altamente higroscpico;

Altssimo rendimento

O revestimento de altssimo rendimento apresenta as seguintes

caractersticas:

__ adio de p de ferro (rutlico/bsico);

__ aumenta a taxa de deposio;

__ pode ou no ser ligado;

__ aumenta a fluidez da escria, devido formao de xido de ferro;

__ melhora a estabilidade do arco e a penetrao reduzida, principalmente com alta intensidade de corrente, o que pode minimizar a ocorrncia de mordeduras;

__ possibilidade de soldar por gravidade (arraste);

__ reduz a tenacidade do metal de solda.

A especificao do eletrodo Norma AWS A5.1

E XX (X) Y Z

E = EletrodoXX (X) = Indicam resistncia trao X 1000 psiY = Refere-se posio de soldagem (1 = todas as posies, 2= horizontal e plana, 3= plana, 4 = lana, sobrecabea, horizontal, vertical descendente)

Z = Indica o grau de utilizao do eletrodo. Por ex. o tipo de corrente e o tipo de revestimento

Posies de soldagemA posio de soldagem define em que plano ser realizada a soldaPOSIO PLANA (FLAT)A soldagem feita no lado superior de uma junta e a face da solda aproximadamente horizontal.

POSIO HORIZONTAL (HORIZONTAL)

O eixo da solda aproximadamente horizontal, mas a sua face inclinada.

POSIO VERTICAL (VERTICAL)

O eixo da solda aproximadamente vertical. A soldagem pode ser para cima

(vertical up) ou para baixo (vertical down).

POSIO SOBRECABEA (OVERHEAD)

A soldagem feita do lado inferior de uma solda de eixo aproximadamente horizontal

Tipos de Junta

Tipo de Chanfro

Elementos de um chanfro:

Encosto ou nariz (S): Parte no chanfrada de um componente da junta.

Garganta, folga ou fresta (f): Menor distncia entre as peas a soldar.

ngulo de abertura da junta (a) ngulo de chanfro (b):

Fases da soldaRaiz: Regio mais profunda do cordo de solda. Em uma junta chanfrada, corresponde regio do cordo junto da fresta e do encosto. Tende a ser regio mais propensa formao de descontinuidades em uma solda.

Face: Superfcie oposta raiz da solda.

Passe: Depsito de material obtido pela progresso sucessiva de uma s poa de fuso. Uma solda pode ser feita em um nico ou em vrios passes.

Camada: Conjunto de passes localizados em uma mesma altura no chanfro.

Reforo: Altura mxima alcanada pelo excesso de material de adio, medida a partir da superfcie do material de base.

Margem: Linha de encontro entre a face da solda e a superfcie do metal de base

Simbologia de soldagem

Linha de referncia (sempre horizontal),

Seta,

Smbolo bsico da solda,

Dimenses e outros dados,

Smbolos suplementares,

Smbolos de acabamento,

Cauda

Especificao de procedimento, processo ou outra referncia

A posio do smbolo bsico na linha de referncia indica se a solda ser depositada no mesmo lado ou no lado oposto do local indicado no desenho pela seta:

Descontinuidades

Designa-se como descontinuidade a qualquer interrupo da estrutura tpica (ou esperada) de uma junta solda. Neste sentido, pode-se considerar, como descontinuidade, a falta de homogeneidade de caractersticas fsicas, mecnicas ou metalrgicas do material ou da solda.

Descontinuidades Dimensionais necessrio que tanto a estrutura como as suas soldas tenham dimenses e formas similares (dentro das tolerncias exigidas) s indicadas em desenhos, projetos ou contratos.

DISTORO:

a mudana de forma da pea soldada devido s deformaes trmicas do

material durante a soldagem

PREPARAO INCORRETA DA JUNTA:

Inclui a falha em produzir um chanfro com as dimenses ou forma especificadas, por exemplo, em um desenho e adequadas para a espessura do material e para processo de soldagem a ser usado.DIMENSO INCORRETA DA SOLDA:

As dimenses (figura 1) de uma solda so especificadas para atender algum requisito como um nvel de resistncia mecnica adequado.

Perfis adequados de soldas de filete e suas dimenses: p1 e p2 pernas e g

garganta. Cordo cncavo (a) e convexo (b).PERFIL INCORRETO DA SOLDA:

O perfil de uma solda importante pois variaes geomtricas bruscas agem como concentradores de tenso, facilitando o aparecimento de trincas.

Exemplos de perfis inadequados de soldas de filete.FORMATO INCORRETO DA JUNTA:

O posicionamento ou o dimensionamento inadequado das peas pode levar a problemas como o desalinhamento em juntas de topo (figura 3). Problemas de distoro podem tambm ser um importante fator para a obteno de juntas soldas com um formato incorreto.

Desalinhamento em junta de topo.

Descontinuidades Estruturais em Soldas por FusoPOROSIDADEE formada pela evoluo de gases, na parte posterior da poa de fuso, durante a solidificao da solda

Esquema dos tipos de distribuio de porosidade: (a) distribuda, (b) agrupada e (c) alinhada (radiografia esquemtica).INCLUSES DE ESCRIA

Este termo usado para descrever partculas de xido e outros slidos no metlicos aprisionados entre passes de solda ou entre a solda e o metal de base

Incluso de escria.

FALTA DE FUSO:

Este termo refere-se ausncia de unio por fuso entre passes adjacentes de solda ou entre a solda e o metal de base

Falta de fuso.

FALTA DE PENETRAO

O termo refere-se falha em se fundir e encher completamente a raiz da junta.

Falta de penetrao.

MORDEDURA

Este termo usado para descrever reentrncias agudas formadas pela ao da fonte de calor do arco entre um passe de solda e o metal de base ou um outro passe adjacente.

Mordeduras.TRINCAS:

So consideradas, em geral, as descontinuidades mais graves em uma junta soldada por serem fortes concentradores de tenso.

Trinca no centro do cordo formada entre uma chapa de ao baixo carbono.

Descontinuidades diversas em uma solda em ao estrutural.

ENSAIOS NO DESTRUTIVOS (END)

So tcnicas utilizadas na inspeo de materiais e equipamentos sem danific-los, sendo executados nas etapas de fabricao, construo, montagem e manutenoConstituem uma das principais ferramentas do controle da qualidade de materiais e produtos, contribuindo para garantir a qualidade, reduzir os custos e aumentar a confiabilidade da inspeo.

So largamente utilizadas nos setores petrleo/petroqumico, qumico, aeronutico, aeroespacial, siderrgico, naval, eletromecnico, papel e celulose, entre outros.

Contribuem para a qualidade dos bens e servios, reduo de custo, preservao da vida e do meio ambiente, sendo fator de competitividade para as empresas que os utilizam.Os END incluem mtodos capazes de proporcionar informaes a respeito do teor de defeitos de um determinado produto, das caractersticas tecnolgicas de um material, ou ainda, da monitorao da degradao em servio de componentes, equipamentos e estruturas.Alm do uso industrial, tem crescido significativamente a aplicao dos END para a conservao de obras de arte, assim como na agropecuria - controle da camada de gordura de bovinos e sunos - e a prpria utilizao, largamente difundida, na medicina.

Comparativamente, podemos afirmar que o "controle da qualidade" que o mdico faz de um corpo humano na avaliao da sade ou da patologia de um paciente, o mesmo aplicado na indstria, s que para materiais e produtos.Para obter resultados satisfatrios e vlidos, os seguintes itens devem ser considerados como elementos fundamentais para os resultados destes ensaios:

Pessoal treinado, qualificado e certificado Equipamentos calibrados Procedimentos de execuo de ensaios qualificados com base em normas e critrios de aceitao previamente definidos e estabelecidos.

MTODOS USUAIS DE END

Ensaio Visual

Lquido penetrante

Partculas Magnticas

Ultra-Som

Radiografia (raios X e Gama)

Correntes Parasitas

Anlise de Vibraes

Termografia

Emisso Acstica

Estanqueidade

Anlise de deformaes CORRENTES PARASITAS

O campo magntico gerado por uma sonda ou bobina alimentada por corrente alternada produz correntes induzidas (correntes parasitas) na pea sendo ensaiada.

O fluxo destas correntes depende das caractersticas do metal.

Bobinas" de teste tem a forma de canetas ou sensores que passadas por sobre o material detectam trincas/descontinuidades superficiais (podem ter a forma de circular, oval ou quadrada) ou caractersticas fsico-qumicas da amostra.

ENSAIO VISUAL uma das mais antigas atividades nos setores industriais

o primeiro ensaio no destrutivo aplicado em qualquer tipo de pea ou componente

Est freqentemente associado a outros ensaios de materiais.

Recurso para a verificao de alteraes dimensionais, padro de acabamento superficial e na observao de descontinuidades superficiais visuais em materiais e produtos em geral, tais como:

- trincas

corroso deformao, alinhamento e cavidades porosidade montagem de sistemas mecnicos e muitos outros.

PARTCULAS MAGNTICAS usado para detectar descontinuidades superficiais e sub superficiais em materiais ferromagnticos.

So detectados defeitos tais como: trincas, junta fria, incluses, gota fria, dupla laminao, falta de penetrao, dobramentos, segregaes, etc.

EMISSO ACSTICA PRINCPIO DO MTODO

baseado na deteco de ondas acsticas emitidas por um material em funo de uma fora ou deformao aplicada nele.

Caso este material tenha uma trinca, descontinuidade ou defeito, a sua propagao ir provocar ondas acsticas detectadas pelo sistema.

ESTANQUEIDADE A necessidade de uma perfeita estanqueidade em tanques ou tubulaes contendo substncias txicas que faam parte de instalaes de alto risco (rea qumica, nuclear, aeroespacial, etc.), proporcionou utilizao de novos mtodos capazes de detectar possveis vazamentos de gs ou lquidos, a fim de obter uma efetiva garantia de segurana e proteo ambiental.

ULTRA-SOM Detecta descontinuidades internas em materiais, baseando-se no fenmeno de reflexo de ondas acsticas quando encontram obstculos sua propagao, dentro do material.

RADIOGRAFIA, RADIOSCOPIA E GAMAGRAFIA O mtodo est baseado na mudana da atenuao da radiao eletromagntica (Raios X ou Gama) causada pela presena de descontinuidades internas, quando a radiao passar pelo material e deixar sua imagem gravada em um filme, sensor radiogrfico ou em um intensificador de imagem.

LQUIDOS PENETRANTES considerado um dos melhores mtodos de teste para a deteco de descontinuidades superficiais de materiais isentos de porosidade tais como: metais ferrosos e no ferrosos, alumnio, ligas metlicas, cermicas, vidros, certos tipos de plsticos ou materiais organo-sintticos.

a) Preparao da superfcie - Limpeza inicial

Antes de se iniciar o ensaio, a superfcie deve ser limpa e seca. No devem existir gua, leo ou outro contaminante.

b ) Aplicao do Penetrante:Consiste na aplicao de um lquido chamado penetrante, geralmente de cor vermelha, de tal maneira que forme um filme sobre a superfcie e que por ao do fenmeno chamado capilaridade penetre na descontinuidade.

c) Remoo do excesso de penetrante:

consiste na remoo do excesso do penetrante da superfcie, atravs de produtos adequados, condizentes com o tipo de lquido penetrante aplicado , devendo a superfcie ficar isenta de qualquer resduo na superfcie.

d) Revelao:Consiste na aplicao de um filme uniforme de revelador sobre a superfcie. O revelador usualmente um p fino (talco) branco. Pode ser aplicado seco ou em suspenso, em algum lquido. O revelador age absorvendo o penetrante das descontinuidades e revelando-as.

e )Avaliao e Inspeo:

Aps a aplicao do revelador, as indicaes comeam a serem observadas, atravs da mancha causada pela absoro do penetrante contido nas aberturas, e que sero objetos de avaliao.

TERMOGRAFIA

uma tcnica no destrutiva que utiliza os raios infravermelhos, para medir temperaturas ou observar padres diferenciais de distribuio de temperatura

ParafusosSo elementos de mquinas usados em unies provisrias ou desmontveis, ou seja, quando permitem a desmontagem e montagem com facilidade sem danificar as pecas componentesRosca

Rosca uma salincia de perfil constante, helicoidal, que se desenvolve de forma uniforme, externa ou internamente, ao redor de uma superfcie cilndrica ou cnica. Essa salincia denominada filete.

Dimenses dos parafusos

As dimenses principais dos parafusos so:

dimetro externo ou maior da rosca;

comprimento do corpo;

comprimento da rosca;

tipo da cabea;

tipo da rosca.

Montagem de parafusos

Quanto a montagem dos parafusos na mquina ou equipamento estes podem ser classificados em:

Parafuso sem porca ou no passante

Nos casos onde no h espao para acomodar uma porca, esta pode ser substituda por um furo com rosca em uma das peas. A unio d-se atravs da passagem do parafuso por um furo passante na primeira pea e rosqueamento no furo com rosca da segunda pea.

Parafuso com porca

s vezes, a unio entre as peas feita com o auxlio de porcas e arruelas.

Nesse caso, o parafuso com porca chamado passante.

Parafuso prisioneiro

O parafuso prisioneiro empregado quando se necessita montar e desmontar parafuso sem porca a intervalos freqentes. Consiste numa barra de seo circular com roscas nas duas extremidades.

Parafuso Allen

O parafuso Allen fabricado com ao de alta resistncia trao e submetido a um tratamento trmico aps a conformao. Possui um furo hexagonal de aperto na cabea, que geralmente cilndrica e recartilhada.

Parafuso de fundao farpado ou dentadoOs parafusos de fundao farpados ou dentados so feitos de ao ou ferro e so utilizados para prender mquinas ou equipamentos ao concreto ou alvenaria.

Possuem a cabea trapezoidal delgada e spera que, envolvida pelo concreto, assegura uma excelente fixao. Seu corpo arredondado e com dentes, os quais tm a funo de melhorar a aderncia do parafuso ao concreto.

Parafusos de travamento

So usados para evitar o movimento relativo entre duas peas que tendem a deslizar entre si.

Parafuso auto-atarraxante

O parafuso auto-atarraxante tem rosca de passo largo em um corpo cnico e fabricado em ao temperado. Pode ter ponta ou no e, s vezes, possui entalhes longitudinais com a funo de cortar a rosca maneira de um macho. As cabeas tm formato redondo ou chanfradas e apresentam fendas simples ou em cruz (tipo Phillips).

Esse tipo de parafuso elimina a necessidade de um furo roscado ou de uma porca, pois corta a rosca no material a que preso. Sua utilizao principal na montagem de peas feitas de folhas de metal de pequena espessura, peas fundidas macias e plsticas.

Parafuso para pequenas montagens

Parafusos para pequenas montagens apresentam vrios tipos de roscas e cabeas e so utilizados para metal, madeira e plsticos.

Dentre esses parafusos, os utilizados para madeira apresentam roscas

especiais.

Perfis de roscas (seo do filete)Triangular

o mais comum. Utilizado em parafusos e porcas de fixao, unies e tubos.

Trapezoidal

Empregado na movimentao de mquinas operatrizes (para transmisso de movimento suave e uniforme), fusos e prensas de estampar (balancins mecnicos).

Redondo

Empregado em parafusos de grandes dimetros e que devem suportar grandes esforos, geralmente em componentes ferrovirios. empregado tambm em lmpadas e fusveis pela facilidade na estampagem.

Dente de serra

Usado quando a fora de solicitao muito grande em um s sentido (morsas, acacos, pinas para tornos e fresadoras).

Quadrado

Quase em desuso, mas ainda utilizado em parafusos e peas sujeitas a choques e grandes esforos (morsas, por exemplo).

Sentido de direo do filete

Os parafusos apresentam duas classificaes quanto ao sentido do filete de rosca.

esquerda

Quando, ao avanar, gira em sentido contrrio ao dos ponteiros do relgio (sentido de aperto esquerda).

direitaQuando, ao avanar, gira no sentido dos ponteiros do relgio (sentido de aperto direita).

Tipos de roscas de parafusos

O primeiro procedimento para verificar os tipos de roscas consiste na medio do passo da rosca. Para obter essa medida, podemos usar pente de rosca, escala ou paqumetro. Esses instrumentos so chamados verificadores de roscas e fornecem a medida do passo em milmetro ou em filetes por polegada e, tambm, a medida do ngulo dos filetes (pente de roscas).Rosca mtrica triangular (normal e fina)

P = passo da rosca

d = dimetro maior do parafuso (normal)

d1 = dimetro menor do parafuso ( do ncleo)

d2 = dimetro efetivo do parafuso ( mdio)

a = ngulo do perfil da rosca

f = folga entre a raiz do filete da porca e a crista do filete do parafuso

D = dimetro maior da porca

D1 = dimetro menor da porca

D2 = dimetro efetivo da porca

he = altura do filete do parafuso

rre = raio de arredondamento da raiz do filete do parafuso

As roscas de perfil triangular so fabricadas segundo trs sistemas normalizados: o sistema mtrico ou internacional (ISO), o sistema ingls ou whitworth e o sistema americano (UNS).Mtrico (ISO)

Designao: Dimetro externo (em milmetros) x passo em milmetros.

Withworth (Ingls)

Designao: Dimetro externo (em polegada) x nmero de fios por polegada.

Americano (UNS)

PorcasO que : A porca uma pea de forma prismtica ou cilndrica com furo roscado atravs do qual se encaixa o parafuso. fabricado em metal ou plstico.

Emprego: usado em conjunto com o parafuso, para a fixao deste.

Tipos: Veja tabela abaixo.Desenho Descrio DescrioAplicao

Porca borboletaAperto manual (arco de serra).

Porca recartilhada.Aperto manual (arco de serra).

Porca cega.Para bom acabamento.

Porca quadrada.Para fixaes diversas.

Porca quadrada.Para fixaes diversas.

Porca castelo.Utilizado com cupilha para evitar que vibraes soltem-na.

Arruelas

O que : A arruela um disco metlico com um furo no centro. O parafuso passa por esse furo.

Emprego: A tm a funo de distribuir igualmente a fora de aperto entre a porca, o parafuso e as partes montadas.

Tipos: Veja tabela abaixo.Arruela lisa.Distribui igualmente o aperto, sendo utilizado em apertos com pouca vibrao.

Arruela de presso.Evita o afrouxamento do

parafuso e da porca. Para

conjuntos com grandes

vibraes e esforos.

Arruela dentada.Para conjuntos com grandes vibraes, mas pequenos esforos.

Arruela serrilhada.Para conjuntos com grandes vibraes e esforos mdios.

Arruela ondulada.Similar anterior, mas usado sobre superfcies pintadas,evitando danificao do acabamento.

Arruela de travamento com orelhaDobra-se a orelha num canto vivo e uma aba num dos cantos do parafuso, evitando que este venha afrouxar.

Arruela para perfilados.Compensa o ngulo de perfis,proporcionando maior rea de contato com a porca.

Anis elsticosO que : O anel elstico, conhecido tambm como anel de trava, reteno ou segurana, uma espcie de arruela incompleta, cuja abertura serve para que seja encaixada em um ressalto num eixo.

Emprego: usado para impedir o deslocamento axial de eixos, e tambm, para posicionar ou limitar o curso de uma pea que desliza sobre um eixo.

Tipos: Veja tabela abaixo.DesenhoAplicao

Para eixos com dimetro entre

4 e 1000 mm.

Para furos com dimetro entre

9,5 e 1000 mm.

Para eixos com dimetro entre

8 e 24 mm.

Para eixos com dimetro entre

4 e 390 mm fixando rolamento.

Anis de seo circular so

usados para pequenos esforos axiais.

ChavetasO que : A chaveta tem geralmente perfil retangular ou semicircular, podendo ter faces paralelas ou inclinadas, em funo da grandeza do esforo e do tipo de movimento que deve transmitir. Alguns autores classificam a chaveta como elementos de fixao e outros autores, como elementos de transmisso. Na verdade, a chaveta desempenha as duas

Emprego: A chaveta se interpe nas cavidades de um eixo e uma pea, afim de fixar a pea ao eixo e vice-versa. muito usado para fixao de engrenagens num eixo.

Classificao: As chavetas se classificam em trs tipos - de cunha, paralelas e de disco. A de cunha possui uma das faces inclinadas, para facilitar a unio. Tais se dividem em longitudinais (colocadas na extenso do eixo para unir roldanas, rodas, volantes, etc) e transversais (unio de peas que transmitem movimentos rotativos e retilneos alternativos). A paralela no possui face inclinada, possuindo folga em sua face superior. A de disco (ou meia lua) usada em eixos cnicos por se adaptar conicidade e ter fcil montagem.Tipos: Ver tabela abaixoDesenhoDescrio

Cunha longitudinal encaixada: a forma mais simples do tipo

cunha. O rasgo do eixo deve ser maior que o comprimento da chaveta.

Cunha longitudinal meia-cana: possui base cncava com mesmo raio do eixo. O eixo no

rasgado, e a transmisso se d por atrito. Quando a fora

grande, o movimento no transmitido.

Cunha longitudinal plana: similar encaixada, no se abre rasgo no eixo, apenas um rebaixo plano.

Cunha longitudinal embutida: possui os extremos arredondados e o rasgo do eixo possui a mesma dimenso da

chaveta.

Cunha longitudinal tangencial: formada por um par de cunhas,

sendo usado para fortes cargas com mudanas e golpes

Cunha transversal: para peas com movimentos rotativos e retilneos alternativos.

Paralelas: o ajuste feito pelas laterais da chaveta, estando a

face superior com folga.

Disco (meia-lua): adapta-se conicidade.

Tolerncias: O ajuste da chaveta feito em funo das caractersticas do trabalho, sendo trs tipos mais comuns

Molas HelicoidaisEm geral so feitas de barra de ao, enrolada em forma de hlice cilndrica ou cnica. A barra de ao pode ter seo de perfis variados. Em geral, a mola helicoidal enrolada direita, podendo ser tambm esquerda. classificada quanto resistncia a esforos (trao, compresso ou toro).

Helicoidal cilndrica de compresso

Helicoidal cilndrica de trao

Helicoidal de toro

Molas Planas

So confeccionadas de material plano ou em fita. Foram projetadas para receberem esforos em um s sentido Simples

Esse tipo de mola empregado somente para algumas cargas. Em geral, essa mola fixa numa extremidade e livre na outra. Quando sofre a ao de uma fora, a mola flexionada em direo oposta.

Prato

Em geral, as molas prato funcionam associadas entre si, empilhadas, formando colunas. O arranjo das molas nas colunas depende da necessidade que se tem em vista.

Feixe de molasO feixe de molas feito de diversas peas planas de comprimento varivel, moldadas de maneira que fiquem retas sob a ao de uma fora. empregado em pequenos espaos (altura), especialmente em veculos pesados (caminhes).

Espiral

A mola espiral tem a forma de espiral ou caracol. Em geral ela feita de barra ou de lmina com seo retangular. A mola espiral enrolada de tal forma que todas as espiras ficam concntricas e coplanares. Esse tipo de mola muito usado em relgios e brinquedos.

RolamentosSo elementos criados com a finalidade de diminuir ao mximo as perdas de energia causadas pelo atrito. So geralmente constitudos de dois anis concntricos, entre os quais so colocados elementos rolantes como esferas, roletes e agulhas. O anel externo fixado num mancal externo, enquanto que o anel interno fixo no eixo.

CargasEm geral a normalizao do rolamento feito pelo dimetro interno (dimetro do eixo). E para cada dimetro so definidas sries com base nas cargas a serem aplicadas (leves, mdias ou pesadas). So classificados em: radiais, axiais ou mistos.

Radiais: Impedem o deslocamento no sentido transversal do eixo.Axiais: Impedem o

deslocamento no sentido axial do eixo.Mistos: Suportam tanto

cargas axiais (num dado

sentido) como transversais

TIPOS (conforme elementos rolantes):Esferas: Para rotaes mais elevadas com cargas leves mdias (bicicletas, motores eltricos, automveis, etc). Podem ser de uma ou duas carreiras de esferas (para cargas mais elevadas).

Rolos: Cilindros, rolos cnicos ou barriletes para maior carga e menor velocidade (caminhes, etc).

Agulhas: Indicados para carga no constante e espao radial limitado. Pode ser usado sem os dois anis, j que est fixo em uma gaiola.

Nomenclatura: Os nmeros de identificao dos rolamentos so designaes que expressam, o tipo do rolamento, as dimenses principais, a preciso dimensional e de giro, a folga interna e outras especificaes, sendo constitudos pelo nmero bsico e smbolos suplementares alfanumricos. As dimenses principais dos rolamentos normalmente usados, em grande parte dos casos, so baseadas no plano geral das dimenses principais da norma ISO, os nmeros de identificao destes rolamentos normais so regulamentados pela JIS B 1513 (Nmeros de Identificao dos Rolamentos). No final da apostila h uma tabela com smbolos das sries de rolamentos (dimenses e tipos). Veja alguns exemplos de nomenclatura.

Polia e CorreiaA correia um elemento de mquina que transmite rotao entre eixos atravs de polias, que so peas cilndricas movimentadas por rotao de eixos.

Polias: As polias so classificadas de acordo com sua superfcie de contato com a correia, sendo planas (reta ou abaulada) ou trapezoidais (em V). A escolha depende da aplicao, por exemplo, a polia reta conserva melhor abaixo

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. Podem suportar mais carga do que as correias.

Corrente de rolo: So constitudos de pinos e talas, sendo aqueles travados nestes com cupilhas ou pinos elsticos. Os rolos ficam sobre buchas. So utilizadas em casos em que necessria a aplicao de grandes esforos para baixa velocidade como, por exemplo, na movimentao de rolos para esteiras transportadoras

Corrente de buchas: Essa corrente no tem rolos. Por isso, os pinos e as buchas so feitos com dimetros maiores, o que confere mais resistncia a esse tipo de corrente do que corrente de rolo. Entretanto, a corrente de bucha se desgasta mais rapidamente e provoca mais rudo.

Corrente de elos: So constitudas de simples elos de ao. Sua utilizao se

d para o transporte de grandes cargas e com baixa velocidade.

Cabos de AoOs cabos so elementos que transmitem movimento e suportam grandes cargas (fora de trao), deslocando-as nas posies horizontal, vertical ou inclinada.

Estrutura: So fabricados com arame de ao 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. Veja desenho abaixo:

Acoplamento

um conjunto mecnico que transmite movimento entre duas rvores ou eixos.

Podem ser fixos (unem rvores como se fossem pea nica), elsticos (suavizam movimentos bruscos e admitem desalinhamento paralelo e/ou angular) ou mveis (somente acoplam com movimentao atravs de acionamento).

Fixo com flanges parafusadas: prprio para a transmisso de grande potncia em baixa velocidade.

Fixo com luva de compresso ou de aperto: Esse tipo de luva facilita a manuteno de mquinas e equipamentos, com a vantagem de no interferir no posicionamento das rvores, podendo ser montado e removido sem problemas de alinhamento.

Fixo de discos ou pratos: Empregado na transmisso de grandes potncias em casos especiais, como, por exemplo, nas rvores de turbinas. As superfcies de contato nesse tipo de acoplamento podem ser lisas ou dentadas.

Elstico de pinos: Os elementos transmissores so pinos de ao com mangas de borracha.

Elstico perflex: Os discos de acoplamento so unidos perifericamente por uma ligao de borracha apertada por anis de presso. Esse acoplamento permite o jogo longitudinal de eixos.

Elstico de garras: As garras, constitudas por tocos de borracha, encaixam se nas aberturas do contradisco e transmitem o movimento de rotao.

Elstico de fita de ao: Consiste de dois cubos providos de flanges ranhuradas, nos quais est montada uma grade elstica que liga os cubos. O conjunto est alojado em duas tampas providas de junta de encosto e de retentor elstico junto ao cubo. Todo o espao entre os cabos e as tampas preenchido com graxa. Apesar de esse acoplamento ser flexvel, as rvores devem estar bem alinhadas no ato de sua instalao para que no provoquem vibraes excessivas em servio.

Elstico de dentes arqueados: Os dentes possuem a forma ligeiramente curvada no sentido axial, o que permite at 3 graus de desalinhamento angular. O anel dentado (pea transmissora do movimento) possui duas carreiras de dentes que so separadas por uma salincia central.

Elstico junta homocintica: Esse tipo de junta usado para transmitir movimento entre rvores que precisam sofrer variao angular, durante sua atividade. Essa junta constituda de esferas de ao que se alojam em calhas.

Mveis de garras ou dentes: a rotao transmitida por meio do encaixe das garras ou de dentes. Geralmente, esses acoplamentos so usados em aventais e caixas de engrenagens de mquinas-ferramenta convencionais.

EngrenagensSo rodas com dentes padronizados que servem para transmitir movimento e fora entre dois eixos. So usadas tambm para variar o nmero de rotaes e o sentido da rotao de um eixo para o outro.

Cilndrica de dentes retos:

uma das mais conhecidas. Os dentes so paralelos entre si e paralelos ao eixo. So as engrenagens mais simples que existem e so muito utilizadas em mquinas para variao de rotao, transmitindo movimento entre eixos paralelos.

A engrenagem com maior nmero de dentes chamada coroa, enquanto a menor chamada pinho.

Cilndrica de dentes helicoidais:Este tipo de engrenagem possui dentes paralelos entre si, mas oblquos em relao ao eixo. Podem transmitir movimento em eixos no paralelos. Os dentes helicoidais funcionam de forma mais suave, quando comparada aos dentes retos. Por isso, so utilizados em sistemas com maior velocidade, produzindo menos rudo.

Engrenagens cnicas:

Tem a forma de tronco de cone e podem ter dentes retos ou helicoidais.

Estas so a que transmitem movimento entre eixos concorrentes, isto , que formam 90 entre si.

Cremalheira:

Cremalheira uma barra provida de dentes, destinada a engrenar uma roda dentada. Com esse sistema, pode-se transformar movimento de rotao em movimento retilneo e vice-versa. Pode possuir tambm dentes helicoidais. Uma aplicao o sistema de direo de automveis.

Rosca sem fim:A rosca sem fim utilizada quando se deseja reduo no movimento entre eixos

Concorrente uma curvatura negativa nos dentes.

Rebites

O que : O rebite possui corpo cilndrico e c lato. usado para fixao permanente de duas ou mais peas.

Emprego: Em geral, seu emprego est em situaes onde no possvel usar solda por um ou mais motivos: tipo de material, no admisso de tenses provenientes da solda, facilidade do processo de fabricao, etc. Na indstria aplica-se principalmente em: estruturas metlicas, reservatrios, caldeiras, mquinas, navios, avies, veculos de transporte e trelias.

Tipos: Os tipos de pino so divididos pelo formato da cabea. Pelos desenhos dos pinos abaixo, podemos perceber que h uma relao padronizada entre dimetro (d) do corpo e da cabea. Veja tabela abaixo:

ImagemTipo de CabeaAplicao

Redonda largaBastante utilizado pela grande resistncia oferecida.

Redonda estreitaBastante utilizado pela grande resistncia oferecida.

Escareada chata largaUnies que no admitem

salincias

Escareada chata estreitaUnies que no admitem

salincias

Escareada com calotaUnies que admitem pequenas salincias

PanelaUnies que admitem pequenas salincias

PanelaChapas com espessura mx. de 7 mm

Rebitagem: o processo de unio de peas usando rebite. Ver figura abaixo:

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