Elementos de Máquinas

FIRJANCIRJSESISENAIIEL

SENAI-RJ Mecnica

Prezado aluno,

Quando voc resolveu fazer um curso em nossa instituio, talvez no soubesse que, desse momentoem diante, estaria fazendo parte do maior sistema de educao profissional do pas: o SENAI. Hmais de sessenta anos, estamos construindo uma histria de educao voltada para o desenvolvimentotecnolgico da indstria brasileira e da formao profissional de jovens e adultos.

Devido s mudanas ocorridas no modelo produtivo, o trabalhador no pode continuar com umaviso restrita dos postos de trabalho. Hoje, o mercado exigir de voc, alm do domnio do contedotcnico de sua profisso, competncias que lhe permitam decidir com autonomia, proatividade,capacidade de anlise, soluo de problemas, avaliao de resultados e propostas de mudanas noprocesso do trabalho. Voc dever estar preparado para o exerccio de papis flexveis e polivalentes,assim como para a cooperao e a interao, o trabalho em equipe e o comprometimento com osresultados.

Soma-se, ainda, que a produo constante de novos conhecimentos e tecnologias exigir de voc aatualizao contnua de seus conhecimentos profissionais, evidenciando a necessidade de uma formaoconsistente que lhe proporcione maior adaptabilidade e instrumentos essenciais auto-aprendizagem.

Essa nova dinmica do mercado de trabalho vem requerendo que os sistemas de educao seorganizem de forma flexvel e gil, motivos esses que levaram o SENAI a criar uma estruturaeducacional, com o propsito de atender s novas necessidades da indstria, estabelecendo umaformao flexvel e modularizada.

Essa formao flexvel tornar possvel a voc, aluno do sistema, voltar e dar continuidade suaeducao, criando seu prprio percurso. Alm de toda a infra-estrutura necessria ao seudesenvolvimento, voc poder contar com o apoio tcnico-pedaggico da equipe de educao dessaescola do SENAI para orient-lo em seu trajeto.

Mais do que formar um profissional, estamos buscando formar cidados.

Seja bem-vindo!

Andra Marinho de Souza Franco

Diretora de Educao

Elementos de fixao

Nesta Seo...

Influncia da natureza da ligao

Influncia da forma das peas a unir

Influncia dos esforos a transmitir

Influncia do meio de ligao utilizado

Roscas

Parafusos

Estojos

Chumbadores

Porcas

Arruelas

Anis elsticos

Pinos

Chavetas

Rebites

Soldagem

Molas

Vamos praticar?

Elementos de Mquinas Elementos de Fixao

SENAI-RJ 2

Elementos de fixao

Todo mecanismo comporta um certo nmero de peas montadas umas sobre as outras. Algumasdentre elas so fixas, outras so mveis.

As necessidades de fabricao, de montagem, de transporte, de reparao, obrigam igualmente oprojetista a prever em vrias peas rgos fixos ou mveis.

As montagens utilizadas em construes mecnicas so vrias e dependem do efeito de inmerosfatores: natureza da ligao a estabelecer, formas das peas a unir, meio utilizado para unir as peas,sentido e grandeza dos esforos a transmitir etc.

Influncia da natureza da ligaoPodem-se classificar as diferentes montagens em trs categorias, segundo a natureza da ligao.

Montagens de ligao rgidas

So montagens nas quais as peas montadas so inteiramente rgidas, inteiramente solidrias uma outra, sem que haja possibilidade de movimento relativo (figura a seguir).

C D E

fixo fixo


3 SENAI-RJ

Montagens de ligao semi-rgida

Estas montagens permitem um certo movimento relativo de duas peas. Este movimento pode serde translao (montagem deslizante) ou de rotao (montagem rotativa).

Para os dois casos, deve-se facilitar o movimento possvel (deslizante ou rotativo) e impedir qualqueroutro movimento (imobilizar em rotao no primeiro caso e em translao no segundo caso).

Montagens de ligao elstica

So montagens onde as peas montadas so reunidas por uma ligao flexvel: mola, tampo deborracha etc. (figura a seguir).

A pea mvel, cujo movimento pode ser de rotao ou de translao, retorna por mola desde que afora motriz cesse.

Observao

Todas estas montagens podem ser permanentes ou desmontveis. A ligaopode ser direta ou efetuar-se por intermdio de rgos de ligao:parafusos, porcas etc.

C CA B BAD

deslizante fixo fixo rotativo

fixamvel

D B C A


SENAI-RJ 4

Influncia da forma das peas a unirA classificao da montagem tambm pode se dar de acordo com a forma das peas a se unir.

Superfcie plana

A superfcie plana torna fcil a usinagem por fresagem ou aplainamento. As montagens obtidaspodem ser de ligao rgida ou semi-rgida, permanentes ou desmontveis. O movimento possvel podeser de rotao ou de translao (observe a figura).

Superfcie cilndrica

Tratando-se de superfcie cilndrica, a usinagem, atravs do torno, de fcil execuo. O ajuste sensvel e de grande preciso. As duas peas sero bem centradas uma em relao a outra (observea figura).

Superfcie cnica

Para se ajustarem, rvore e furo devero ter a mesma conicidade, o que de difcil obteno. Amontagem cnica , conseqentemente, mais difcil que a montagem cilndrica (observe a figura).

A B

A B


5 SENAI-RJ

Em compensao, se as duas peas esto bem ajustadas, a centragem perfeita. No mais, as duaspeas, apertadas uma contra a outra, possibilitaro uma ligao por aderncia.

Enfim, a montagem obtida quase sempre por ligao rgida.

Superfcie esfrica

No que diz respeito superfcie esfrica, sua execuo, montagem e ajuste so difceis, sendo seuemprego bastante raro (observe a figura a seguir).

Superfcie prismtica

A montagem de um prisma sobre outro de mesma forma e de mesma seco assegura a imobilizaoem rotao (observe a figura a seguir).

Esta , conseqentemente, uma montagem deslizante, e a unio de um dispositivo de bloqueio emtranslao realiza uma ligao completa. A usinagem, porm, bastante longa e o ajuste, difcil.

A B

A

B


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Superfcie helicoidal

O atarrachamento direto de uma pea roscada sobre um furo roscado realiza uma montagem porsuperfcies helicoidais.

A usinagem fcil, mas o ajuste em geral imperfeito e a centragem, ruim (observe a figura aseguir).

Influncia dos esforos a transmitirA escolha das montagens pode ser feita em funo das caractersticas dos esforos suportados,

direo, sentido e intensidade das foras.

Direo e sentido dos esforos

O conhecimento desses elementos permite a determinao da natureza da deformaosuportada pelas peas, como tenso, compresso, cisalhamento, flexo, toro, enfim solicitaescompostas.

A

B

A

B


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Intensidade das foras

O conhecimento da natureza da deformao e da grandeza das solicitaes permite o clculo daseo do rgo a montar, a escolha da disposio das peas a montar em vista a reduzir o aperto ousuprimir certas solicitaes perigosas ( cisalhamento dos parafusos, por exemplo).

Influncia do meio de ligao utilizadoApesar da diversidade dos meios utilizados, uma pequena classificao apresentada somente em

duas categorias, segundo o princpio utilizado.

Ligao por obstculo

Um elemento de montagem C, alojado em conjunto s duas peas a reunir A e B, se ope aomovimento relativo, totalmente ou parcialmente.

A ligao dita positiva, caso ela exija a desmontagem ou a destruio do elemento de montagempara separar as duas peas montadas. Exemplo: rebitagem a frio.

Ligao por aderncia

Para fazer deslizar uma sobre a outra, duas peas A e B sob a atuao de uma fora normal P , necessrio exercer uma fora F, pelo menos igual a P.f (sendo f o coeficiente de atrito entre A eB). Inversamente, se F inferior ao produto P.f, as duas peas aderem uma outra. Esta propriedade utilizada para assegurar a ligao entre as duas peas A e B (figura a seguir).

B

A C

F

F


SENAI-RJ 8

Como esta ligao no positiva, corre-se o risco de deslizamento se o esforo de aderncia Pdiminui ou se o esforo lateral F aumenta e ultrapassa o valor P.f. O que no inconveniente, poisevita o risco de ruptura das peas.

Este meio de ligao bastante utilizado em construes mecnicas, podendo a aderncia serobtida por sistemas parafuso-porca, por parafuso etc., sobre superfcies planas, cilndricas, cnicas,etc., conforme figuras a seguir.

RoscasUma rosca uma superfcie cilndrica sobre a qual se entalham ranhuras helicoidais que fazem

aparecer as salincias chamadas filetes.

A superfcie cilndrica sobre a qual se forma uma rosca pode ser uma haste cilndrica ou um furocilndrico (observe a figura a seguir).

Uma haste cilndrica roscada chamada de parafuso e um furo roscado chamado de porca.

F F

F

P

P

P

A

B B

A

AA

A BBB


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Caractersticas de uma rosca

Uma rosca definida pelos seguintes elementos:

Dimetro nominal o dimetro do cilindro inicial que d origem ao parafuso (d).

Passo a distncia entre o centro de dois filetes consecutivos.

Nmero de entradas quando necessrio um passo maior que o normal para um dimetrorelativamente pequeno, faz-se passar duas roscas idnticas e de passo bem grande, defasadas em 180,por uma mesma haste cilndrica (figuras anteriores).

Forma do perfil os filetes de rosca podem ser encontrados em cinco formatos diferentes:

d

d

passo


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Sentido de aperto da rosca uma rosca pode ser apertada girando o parafuso para o lado direitoou para o lado esquerdo, em funo de sua aplicao.

30o

P

P

45o 10o

80o

P

P

30o

P


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Roscas ISO (international standard organization)

Antigamente as roscas no tinham uma forma de construo definida e cada pas tinha sua prprianormalizao, definindo dimenses como: altura do filete, ngulo do filete, passos etc.

Isto dificultava a intercambialidade entre as peas em construes mecnicas de pases diferentes.

Para satisfazer a esta necessidade de intercambialidade foi criada na dcada de 1950, pelaOrganizao Internacional de Normalizao, uma norma internacional que rege a forma de construodos diversos tipos de roscas.

Esta normalizao foi adotada pelo Brasil, na dcada de 1960, bem como pela maioria dos outrospases. Isto permite a intercambialidade entre peas de construo mecnica em esfera mundial.

ParafusosUm parafuso uma haste roscada com uma cabea cuja forma permite o aperto do mesmo.

Segundo o modo de atuao, distinguem-se os parafusos de montagem, que garantem a ligaorgida de duas peas. Estamos tratando aqui do parafuso de presso, que assegura o bloqueio de umapea mvel aps regulagem.

Segundo a natureza dos materiais das peas a fixar, distinguem-se os parafusos de metais e osparafusos de madeira. H um certo nmero de parafusos que so normalizados, mas h um grandenmero de parafusos que no o so (os especiais), comumente utilizados.

Parafusos de montagem

Consideremos uma pea A que deseja-se tornar solidria a uma pea macia B atravs de parafusos.

Para este fim, os parafusos atravessam livremente a pea A e se aparafusam na pea B. Aprimeira apresenta, assim, um furo liso, a segunda, sum furo roscado.

Quando se d o aperto do parafuso, a pea A apertada entre a cabea do parafuso e a pea B,resultando da a ligao por aderncia entre as peas A e B.


SENAI-RJ 12

O furo da pea A ser passante e com uma folga de 0,25 a 0,5mm em relao ao dimetro nominaldo parafuso, j que este ser centrado pela prpria rosca quando aparafusado na pea B.

O aperto do parafuso se d com uma deformao elstica do mesmo, no se fazendo necessrioum aperto enrgico, mas moderado a fim de que o limite elstico no seja ultrapassado.

Por outro lado, em caso de choques ou de vibrao, evita-se o desaperto dos parafusos com umdispositivo apropriado, o qual veremos mais adiante.

Parafusos normalizados

Os parafusos so identificados segundo a forma de suas cabeas.

Parafusos de cabea sextavada (H), exemplo na figura anterior.

Parafusos de cabea cilndrica (C), podendo ser ainda com cabea cilndrica abaulada (CB),conforme figuras a seguir.

Parafusos de cabea escareada (F/90), tambm podendo ter ainda a cabea escareada e abaulada(FB/90) (figura a seguir).

Parafusos com sextavado interno, podendo apresentar a cabea cilndrica (CHc), ou a cabeaescareada (FHc/90). Observe as figuras.

Parafusos de cabea quadrada (Q). Confira um exemplo na figura que segue.

90o 20oc

dd

bi

ukb 1

=d

l

l

a

d


13 SENAI-RJ

Designao dos parafusos de montagem

Para designar um parafuso (veja figura), basta indicar os seguintes elementos:

O tipo do parafuso, H, CHc, F/90 etc.

O tipo de rosca e seu dimetro nominal, M8, M10, M15 etc.

O comprimento til do parafuso.

Se a rosca do parafuso for de passo fino, deve-se indicar o mesmo ao lado da indicao da rosca(figura a seguir).

Se o sentido da rosca for esquerda, deve-se indicar com a incluso das letras Re, ao lado daindicao da rosca (figura a seguir).

tipo de rosca

tipo de parafuso nominal da rosca

comprimento til

CHc M8 30{ { {L

tipo de rosca

tipo de parafuso

nominal da rosca

comprimento tilCHc M8 1 30{ { {

L

passo da rosca (fina)

tipo de rosca

tipo de parafuso

nominal da rosca

comprimento tilCHc M8Re 30{ {

L

indicao rosca esquerda

{


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Abaixo seguem alguns exemplos de como ler a designao de parafusos.

Parafusos especiais

H ainda um grande nmero de parafusos que so utilizados com uma freqncia bem menor naindstria mecnica, e por isso so denominados parafusos especiais, tais como: parafuso de cabea comfenda estrelada e parafuso com fenda cruzada, conforme figuras a seguir.

Parafusos de presso

Neste caso mais freqente o parafuso ser aparafusado na pea A (figuras a seguir) e suaextremidade apia-se sobre a pea B, da a ligao por aderncia entre B e a parte inferior de A.

Observe que o parafuso solicitado por um esforo de compresso e no de trao.

H M10 x 50 parafuso de cabea sextavada, rosca mtrica ISO de dimetronominal 10mm e comprimento til de 50mm. CHc M6 x 40 parafuso de cabea cilndrica com sextavado interno, rosca mtricaISO de dimetro nominal 6mm e comprimento til de 40mm.

FHc/90 M12 x 100 parafuso de cabea escareada com sextavado interno, roscamtrica ISO de dimetro nominal 12mm e comprimento til de 100mm.

F/90 M4 x 30 parafuso de cabea escareada com fenda, rosca mtrica ISO dedimetro nominal 4mm e comprimento til de 40mm.

C M5 x 40 parafuso de cabea cilndrica com fenda, rosca mtrica ISO dedimetro nominal 5mm e comprimento til 40mm.

A

B

A

B


15 SENAI-RJ

Algumas vezes a extremidade do parafuso penetra na pea a fixar; h neste caso aderncia etravamento.

Em outros casos, h a penetrao sem o aperto da pea B, ocorrendo somente a imobilidade emrotao da pea B.

Normalizao dos parafusos de presso

Esta feita de forma idntica aos parafusos de montagem, diferenciando-se apenas na simbologiaque diz respeito extremidade do parafuso, sendo a forma da cabea dos parafusos de presso similars formas de cabea dos parafusos de montagem, com diferena apenas em suas dimenses, conformefiguras a seguir.

B

A

B


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Parafuso de cabea hexagonal reduzida (Hm)

Parafuso de cabea quadrada ordinria (QP)

Parafuso de cabea quadrada reduzida (Qm)

Parafuso de cabea cilndrica estreita (Cm)

Parafuso sem cabea com fenda (sem simb.)

Parafuso sem cabea com sextavado interno (Hc)


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A classificao das extremidades se d conforme a sua forma usinada.

Ponta plana, com chanfro, como nos parafusos de montagem. H o risco de esmagamento dosfiletes da extremidade (figura a seguir).

Ponta cnica que penetra em um furo da mesma forma, fazendo travamento e presso (figura aseguir).

Ponta com furo de centro, que se aplica sobre uma circunferncia, com forte presso. Corre-seo risco de deteriorar a pea apertada. Extremidade freqentemente temperada (figura a seguir).

Ponta cilndrica, parte no roscada de dimetro inferior ao corpo do parafuso, usado para apoiarou para penetrao. Pode ser curta ou longa (figuras a seguir).

Abaixo seguem alguns exemplos da discriminao dos parafusos de presso:

QP M8 x 30 ponta cnica parafuso de cabea quadrada ordinria, rosca ISO de dimetronominal 8mm, comprimento til 30mm e ponta cnica.


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Hm M10 x 60 ponta plana parafuso de cabea sextavada reduzida, rosca ISO de dimetronominal 10mm, comprimento til 60mm e ponta plana (tambm encontrado sem indicao do tipo deponta).

Hc M6 x 25 ponta cilndrica longa parafuso sem cabea com sextavado interno, rosca ISO dedimetro nominal 6mm, comprimento til 25mm e ponta cilndrica longa.

Cm M5 x 20 ponta com furo de centro parafuso de cabea cilndrica estreita, rosca ISO dedimetro nominal 5mm, comprimento til 20mm e ponta com furo de centro.

Qm M8 x 15 ponta cilndrica curta parafuso de cabea quadrada reduzida, rosca mtrica ISOde dimetro nominal 8mm, comprimento til 15mm e ponta cilndrica curta.

M12 x 30 parafuso sem cabea com fenda, rosca ISO de dimetro nominal 12mm, comprimentotil 30mm e ponta plana.

Parafusos para construes mecnicas

Tomemos duas peas A e B que se deseja tornar solidrias uma outra (figura a seguir).

Neste caso o corpo do parafuso atravessa livremente as duas peas que, aparafusadas pela porca,se encontram fixadas entre a cabea do parafuso e a porca. O que resulta, entre A e B, numa fora deaderncia que ser suficiente para a ligao das duas peas.

Neste tipo de construo h o empecilho de, no momento do aperto, o corpo do parafuso girarem conjunto com a porca.

Para se obter um aperto enrgico, necessrio um dispositivo que se oponha a esta rotao.Para isso a cabea dos parafusos deve ter:

a) Uma forma prismtica (hexagonal ou quadrada), permitindo a imobilizao em rotao atravsde uma forma apropriada do seu alojamento: ressalto (figura anterior), furo quadrado e ranhura emT (figuras a seguir).

B

A d

d1

5 l


19 SENAI-RJ

b) Uma unha colocada sob a cabea, desde que haja uma forma de revoluo (cilndrica, esfrica,ou cnica). A unha forjada bruta desde que o corpo do parafuso tambm o seja (figuras a seguir).

Ou ainda pode ser usinada e prensada em um furo feito sob a cabea do parafuso, desde que ocorpo do parafuso seja usinado (figuras a seguir).

A unha se aloja em um furo com um rasgo, feito sobre uma das peas a fixar (observe a ltima figura).

A imobilizao em rotao dos parafusos de cabea cilndrica pode igualmente ser obtida pelo apoiode uma parte usinada da cabea contra um ressalto, ou ainda, atravs de unha (figuras a seguir).

60o

B


SENAI-RJ 20

Normalizao dos parafusos para construo mecnica

Estes parafusos so normalizados de maneira semelhante aos tipos descritos anteriormente:

Parafusos de cabea hexagonal, smbolo H.

Parafusos de cabea quadrada, smbolo Q.

Parafusos de cabea cilndrica, smbolo CE e smbolo C.

Parafusos de cabea redonda, smbolo RE e smbolo RET.

Parafusos de cabea escareada, smbolo F/90E, smbolo F/90ET.

smbolo FB/90E e smbolo FB/90ET.

EstojosQuando uma pea A deve ser fixada a uma pea macia B que no pode ser atravessada por um

parafuso de construo mecnica, utiliza-se o estojo, soldado ou aparafusado em B (figuras a seguir).

Em seguida a pea A fixada B pela porca que aparafusada no estojo.

Os estojos devem ser aparafusados at ficarem travados pela pea B, a fim de que no haja odesaperto do estojo quando da retirada da porca.

Para distinguir as duas extremidades, os comprimentos roscados so geralmente diferentes, aextremidade livre terminada em uma ponta esfrica e a extremidade aparafusada em uma ponta echanfrada (figura anterior).

Em casos de desmontagens freqentes, pode-se utilizar os estojos de extremidade articulvel.

B

A


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Aps desmontada a porca, o estojo bascula, o que permite a desmontagem da pea, sem que sejanecessria a retirada por completo da porca.

ChumbadoresSo utilizados para fixar uma mquina sobre uma fundao macia. O corpo e a cabea so imersos

no concreto, e suas formas so feitas com intuito de que se consiga uma boa fixao aps a secagem docimento. So exemplos de formas: chumbador rabo de peixe e chumbador de olhal (figuras a seguir).

Sendo assim, os chumbadores no so desmontveis.

PorcasAs porcas so elementos de fixao que so aparafusadas e se apiam sobre uma das peas a

fixar. A superfcie de apoio geralmente plana, podendo ser eventualmente esfrica.

A forma exterior da porca feita de maneira a permitir o encaixe de uma chave de aperto (formaprismtica, forma circular com ranhura etc.).

B

B

AA

B

A

C

D


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Porcas normalizadas

Para todos os parafusos aplicados a metais, o normal utilizar a porca hexagonal H com asmesmas dimenses que a cabea do parafuso H e com altura igual a 0,8d.

Pode-se utilizar ainda uma porca com a altura maior (Hh), caso o esforo solicitante seja muito grande.

Ou ainda uma porca cuja altura seja menor (Hm), comumente utilizada como contra-porca.

A porca hexagonal pode ter tambm uma base aumentando a superfcie de contato.

Ou ainda pode ter rasgos, para ser travada por pinos.


23 SENAI-RJ

E por fim h ainda a porca hexagonal cega, destinada a proteger a extremidade do parafuso

Alm da forma hexagonal, existem tambm as porcas com formas:

cilndrica com fenda (c)

porca recartilhada

quadrada (Q)

porca borboleta (o)

porca de quatro braosporca cruzada

Porcas especiais

So inmeras as porcas especiais. A seguir veremos apenas trs exemplos desses tipos de porcas:porcas cilndricas (duas primeiras figuras) e porcas entalhadas (ltima figura).


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ArruelasUma arruela um disco plano que se interpe entre a porca e a pea a fixar, visando aumentar

a superfcie de apoio e reduzir a presso de contato.

Por outro lado, o uso de uma arruela evita o atrito entre a porca e a superfcie da pea; arotao efetua-se entre a porca e a arruela.

As arruelas podem executar outras funes, como: batentes, frenagem de porcas etc.

As arruelas planas podem ter quatro dimetros para um mesmo parafuso usado (figura a seguir).

Por outro lado, existem as arruelas fendadas que permitem uma desmontagem lateral, sem que paraisso seja necessrio retirar a porca (figura a seguir).

Z M MUL

LL


25 SENAI-RJ

As arruelas pivotantes desempenham a mesma funo das arruelas fendadas.

Arruelas elsticas

Seu objetivo evitar o desaperto do parafuso em relao porca sob o efeito dos choques evibraes. As mais utilizadas so:

Arruela de presso

Esta uma mola com somente uma espira e seco quadrada. Tem corte oblquo, feito nas arestas,de forma a se encaixarem quando apertada (figura a seguir).

Arruela com serrilhado

So arruelas que possuem pequenas lingetas que se rebaixam elasticamente quando h o aperto daporca. O serrilhado pode ser externo, interno ou duplo, e a arruela plana ou cnica (figuras a seguir).

Arruelas cnicas

So arruelas elsticas de forma cnica, podem ser lisas ou estriadas, conforme figuras a seguir.

w


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Anis elsticosSeu objetivo fazer a imobilizao em translao de peas fixas ou rotativas.

Os anis elsticos podem ser montados alojados em um rasgo na rvore, anel elstico externo; ou nointerior do furo da pea rotativa, anel elstico interno (figuras a seguir).

PinosUm pino um tarugo de metal destinado a tornar duas peas solidrias uma outra, em rotao ou

em translao, atravessando-as. Ele realiza, portanto, uma ligao por obstculo (figura a seguir).

O pino deve se manter no alojamento e suportar o esforo transmitido de A para B, porm, sendosua seo frgil, ele no pode suportar um esforo excessivo.

A

A A B

C

A

AB

C

A B


27 SENAI-RJ

Pinos normalizados

Pino cnico (I)

aquele que, introduzido em um furo do mesmo formato (conicidade 2%), se mantm no lugar poraperto (figura anterior).

Contrapino (V)

Trata-se de pino feito de um arame semicircular curvado sobre si prprio, formando um olhal emuma das extremidades (figura a seguir).

Pinos especiais

Pinos ranhurados

So pinos cilndricos com trs ranhuras longitudinais obtidas pelo entalhamento do metal (figura aseguir). Introduzido em um furo cilndrico, este pino se mantm no lugar por deformao elstica.

Aps a montagem do pino em um furo cilndrico, as pontas so afastadaspara mant-lo no lugar.

seo


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Estes pinos podem ter inmeras variaes: ranhura em uma ou nas duas extremidades, ou aindauma ranhura central, como mostram as figuras a seguir.

Pinos elsticos

Estes so obtidos pela calandragem de uma chapa metlica de grande resistncia, tendo um chanfroem uma das extremidades para facilitar a montagem (figura a seguir).

Esses pinos so alojados em um furo cilndrico, de dimetro ligeiramente inferior, e se mantm nolugar por deformao elstica, sendo de baixo custo e bastante resistentes ao cisalhamento.

ChavetasUma chaveta uma pequena pea em forma de cunha, forada entre dois rgos com o objetivo de

torn-los solidrios um ao outro (figura a seguir).

A

B

A

B C

A B C

F

F1

F2

F3


29 SENAI-RJ

De acordo com a funo, elas so classificadas como: chavetas transversais, colocadasperpendicularmente ao eixo das peas montadas, e transpassando-as (figura anterior); chavetas longitudinais,colocadas paralelamente ao eixo central das peas, e forada entre elas; e chavetas tangenciais, colocadasperpendicularmente ao eixo central das peas e forada entre elas (figuras a seguir).

Chavetas transversais

Como mostra a ilustrao da chaveta (primeira figura apresentada neste tpico), as duas peas amontar A e B so encaixadas uma na outra

Utilizando a montagem cnica ou cilndrica, a chaveta atravessa as duas peas, fixa-se apoiada emuma pea e fora a outra em um sentido contrrio ao de desmontagem. Esta uma ligao por obstculo,e a chaveta suporta um esforo de cisalhamento se a montagem transmite um esforo axial ou radial.

Chavetas longitudinais

As chavetas longitudinais tm por objetivo assegurar a ligao em rotao de rodas, polias, volantesetc., com as rvores sobre as quais esto montadas, determinando assim a transmisso de um movimentoradial (segunda figura apresentada).

Este um enchavetamento livre, no qual as peas montadas so solidrias somente em rotao. Elaspodem deslizar uma sobre a outra, ou tambm solidrias em translao por outro meio.

Enchavetamento forado

Utilizam-se as chavetas inclinadas, onde a face superior apresenta uma inclinao de 1% em relao face inferior.

Chavetas inclinadas normalizadas

Chaveta com cabea (figura a seguir)

A chaveta forada em seu alojamento atravs de sua cabea.

F1

F2

F2

F1

F1

F

A B

C

C

A

B


SENAI-RJ 30

O intervalo existente entre a cabea e a pea B permite a desmontagem da chaveta

Para a transmisso de pequenos esforos, pode-se utilizar uma chaveta com cabea de dimensesreduzidas, que se aloja em um rebaixamento feito na rvore (figura a seguir).

Chavetas sem cabea (figura a seguir)

Suas extremidades so arredondadas. A chaveta prensada em um rasgo na rvore. A roda deslizarsobre a rvore e o furo da roda forado sobre a chaveta.

Essa chaveta permite uma ligao maior das peas a montar, mas apresenta o inconveniente dedescentrar ligeiramente a rvore em relao ao furo da roda (figura a seguir).

A B

C

A

A corte AA

A B

C

A

A corte AA

A B

d1d2

o1o2


31 SENAI-RJ

Enchavetamento livre

Utilizam-se as chavetas paralelas, ou seja, sua face superior paralela face inferior.

O fundo do rasgo na rvore paralelo ao eixo central, assim como o rasgo do furo da roda.

Este tipo de enchavetamento feito somente para ligaes em rotao, por obstculo, e a chaveta submetida a um esforo de cisalhamento, ao qual sua forte seo resiste bem.

A transmisso da rotao se efetua atravs das faces laterais da chaveta, que so ajustadas lateralmentecom os rasgos. Porm, recomendvel que haja uma folga grande entre a chaveta e o rasgo da roda,para facilitar a montagem.

Chavetas paralelas normalizadas

Chavetas ordinrias (duas primeiras figuras a seguir)

Podem ser de extremidades arredondadas ou planas. No primeiro caso o rasgo da rvore feito comuma fresa de topo (terceira figura a seguir), e a chaveta prensada neste rasgo.

No segundo caso, o rasgo da rvore usinado com uma fresa circular (figura a seguir), e a chavetadesliza sobre o rasgo.

A BC BA

D D

a


SENAI-RJ 32

Chavetas fixadas por parafusos (figura a seguir)

So chavetas de extremidades arredondadas, fixadas na rvore por parafusos. H ainda, no centro,um furo roscado com o mesmo dimetro do parafuso (Seo AA) para a desmontagem.

Chaveta meia-lua (figura a seguir)

um segmento de crculo alojado em um rasgo fresado na rvore.

de fcil montagem e desmontagem, tratando-se de chaveta simples e econmica, mas de usolimitado a transmisses de baixos esforos.

Enchavetamento tangencial

A chaveta utilizada neste caso cilndrica, e aps sua execuo feita uma fresagem oblqua (figuraa seguir). A rvore igualmente usinada e a roda tem um furo cilndrico ortogonal ao furo central, e demesmo dimetro que a chaveta.

A chaveta forada e posicionada entre a rvore e a roda, fazendo assim uma ligao completaentre as duas peas, ou seja, por obstculo e por aderncia.

A chaveta tem sua extremidade roscada, o que permite a fixao atravs de uma porca.

Seo AAcurso

A

A

elipse

seo AAA


33 SENAI-RJ

RebitesUm rebite uma haste cilndrica com uma cabea, cuja extremidade comprimida, aps sua

colocao, formando uma segunda cabea. Temos, assim, a rebitagem.

Neste caso os rebites no podem ser desmontados. Para facilitar a rebitagem, o metal dever serbastante malevel: utiliza-se comumente o ao doce, o ao extra-doce, o cobre, o lato, o alumnio e oduralumnio.

Diferentes tipos de rebites

As formas mais comuns de rebites so descritas abaixo.

Rebites com cabea redonda ( R )

So os mais usados, mas existem ainda os rebites de cabea redonda com dimenses ampliadas(Ra), com um anel sob a cabea (Rb), e com dimenses reduzidas (Rm).

Rebites de cabea escareada, plana ou abaulada

Neste rebites, o ngulo pode ser 90, 60 ou 120 (F/90, F/60, F/120).

d

15d

s contrabatedor

RbR


SENAI-RJ 34

Rebites de cabea cilndrica plana (Css)

Estes so aplicados para pequenos dimetros.

Rebites de cabea abaulada (G)

Estes rebites so pouco utilizados.

A rebitagem pode assumir a mesma forma que as cabeas, ou ento ser diferente desta.

Todos os rebites vistos anteriormente podem ter igualmente um furo em seu corpo, o que facilita aformao da rebitagem.

0,5d

C

G


35 SENAI-RJ

Encontram-se tambm no comrcio inmeros outros tipos de rebites, assim como os rebites ocos,facilmente rebitados a frio ou ainda os rebites que permitem a formao de rebitagem em uma faceinacessvel (figuras a seguir).

Os rebites so comumente utilizados para montagem de vigas em estruturas metlicas e de chapasem calderaria.

SoldagemA soldagem consiste na ligao direta entre duas peas, seja por fuso local e interpenetrao dos

elementos ligados, seja por meio de um metal ou liga que faa a unio entre as duas peas.

Soldabilidade

A facilidade de soldar depende de inmeros fatores, tais como os descritos a seguir.

Condies fsicas

Esto relacionados temperatura de fuso, dilatao e condutibilidade trmica e eltrica dos materiaisa soldar.

Condies qumicas

Dizem respeito existncia ou no de camada de xido refratrio, oxidao maior ou menor segundoa temperatura de soldagem etc.

Condies metalrgicas

Referem-se ao recozimento dos materiais temperatura de soldagem etc.

local

inacessvel

rebite POP

rebite LGC


SENAI-RJ 36

Classificao

A soldagem pode ser classificada segundo critrios a seguir descritos.

Quanto natureza da solda

A solda pode ser homognea ou heterognea

Quanto procedncia da soldagem

A solda pode ser realizada por presso, por fuso etc.

Quanto ao modo de aquecimento

A solda pode ser aquecida chama, a arco, por resistncia etc.

Materiais soldveis

A seguir, esto listados os materiais soldveis e suas caractersticas.

Materiais ferrosos

A soldabilidade tanto melhor quanto menor o teor de carbono. A presena de enxofre e de fsforodeve ser evitada.

Cobre e suas ligas

Soldar o cobre difcil devido sua grande condutividade trmica, presena de xidos livres sobreo cobre e oxidao rpida do cobre a altas temperaturas. possvel soldar somente o cobre isento deoxignio, lato e bronze.

Alumnio e suas ligas

Esta uma soldagem difcil devido camada de alumina que recobre o metal, a qual necessrio eliminar.

Processos de soldagem

Os processos de soldagem utilizados so inmeros e bastante complexos. Veremos adiante algumasnoes rpidas destes processos.


37 SENAI-RJ

Soldagem por presso

As peas a montar, de ao doce, so aquecidas e em seguida pressionadas uma contra a outra, porchoque ou por presso. Trata-se de procedimento lento e pouco utilizado.

Soldagem por passagem de corrente eltrica

Soldagem por pontos

As chapas a montar so pressionadas uma contra a outra entre dois eletrodos cilndricos, nos quaisse faz passar uma corrente. H a o aquecimento e a ligao, pois as peas esto pressionadas umacontra a outra para assegurar a interpenetrao (figura a seguir).

Soldagem a maarico

A fuso das bordas das peas a montar e da vareta de metal de deposio obtida atravs do calorproduzido pela combusto de um gs (acetileno, hidrognio, butano) com o oxignio, na sada de ummaarico (figura a seguir).

Soldagem contnua

O processo anterior s permite uma soldagem ponto a ponto, porm utilizando-se roletes obtm-seuma linha contnua de soldagem (figura a seguir).

eletrodo ponto de

solda

recartilha

Soldagem por fuso com deposio do metal


SENAI-RJ 38

Esta tcnica se aplica a todos os metais e ligas soldveis, com metal de deposio de mesmanatureza que as peas a unir.

Soldagem a arco eltrico

O calor necessrio fuso das bordas das peas a montar e da vareta de metal de deposio fornecido atravs de um arco eltrico. Este formado entre a vareta (um eletrodo) e as peas (o outroeletrodo), conforme pode ser visto na figura a seguir.

Esta soldagem pode se efetuar sobre uma atmosfera neutra (argnio, hlio), a fim de evitar aoxidao do metal devido alta temperatura. Por outro lado, o argnio facilita a formao do arcoeltrico (figura a seguir).

Brasagem

Ligao realizada por um metal ou uma liga de deposio diferente dos materiais a montar. Atemperatura de fuso da solda inferior quela dos metais a soldar.

argnio

eletrodo

2 a 3mmarco

ar

bicoacetileno

pina

eletrodo revestido


39 SENAI-RJ

Brasagens utilizadas

brasagem ao cobre ( cobre puro ou Cu + Zn ou Cu + Ag);

brasagem prata ( Ag + Cu ou Ag + Cu + Zn );

brasagem ao alumnio etc.

Vantagens

Possibilita a montagem de metais de materiais diferentes, ou difceis de soldar, temperatura de soldamoderada, o que resulta em tenses e deformaes reduzidas.

Montagens com solda

So descritas, a seguir, as vrias modalidades de montagens com solda

Posio das peas

Montagem ponta a ponta

Refere-se montagem usada como recobrimento, estando as bordas planas ou rebatidas (figuras A eB), para recobrimento de chapas (figura C), para cobre-junta simples (figura D) ou dupla (figura E).

A solda pode ser obtida por fuso, a arco ou a chama, ou ponto a ponto, por passagem de correnteeltrica. Nesses casos, a montagem ser sempre um recobrimento ou ainda um cobre-junta.

Os pontos de solda podem estar dispostos sobre uma s linha (figura A), ou sobre duas linhas emcarreira (figura B) ou defasados (figura C). A ltima figura (D) indica as vrias disposies das chapas.

A

B

EDC


SENAI-RJ 40

Montagens em ngulos

De acordo com as figuras a seguir a solda pode ser exterior, inferior ou dupla. O cordo de soldapode ser contnuo, descontnuo com elementos em oposio ou alternados.

Preparao das bordas e forma da solda

Solda borda a borda

Solda sobre bordas retas, para chapas finas, com chanfro simples ou em U para chapas mdias, ecom chanfro duplo ou duplo U para chapas espessas, como mostra a figura a seguir.

BA C

D

d

p

l l p1

l

d

B C D E FA

A B C D

A

B

AB C

D

60

60


41 SENAI-RJ

Solda com um s lado (figuras anteriores A, C e F), ou com repetio no lado oposto (figurasanteriores B, D e E).

Solda em ngulo: cordo de solda com seo triangular, cncava ou convexa (figura a seguir).

Aplicaes

Para a fabricao de peas brutas, a soldagem se aplica a dois casos:

fabricao de um pequeno nmero de peas, que no justifique a utilizao de modelos (moldagem)ou de matrizes (forjamento); e

fabricao de peas de grandes dimenses: estruturas, carcaas etc.

Mas, tambm se aplica a:

obteno de peas brutas de todas as dimenses e em todas as indstrias: estruturas carters etc.

montagem de chapas e perfis, em substituio rebitagem, em todas as indstrias: serralharia,caldeiraria, carroceria de automveis, construo martima e aeronutica etc.

Vantagens e inconvenientes da soldagem

Com a soldagem, criam-se peas simples, econmicas, resistentes e de fabricao rpida. Porm,deve-se ressaltar no s que a viabilidade da solda depende da escolha da forma e dos materiais a seremutilizados, mas tambm que as montagens obtidas no so desmontveis.

e 01 51 02 52 03 04 05

a 3 4 5 5,5 6 7 5,7

A B Ce

a


SENAI-RJ 42

Escolha das formas

Determinar a forma e a preparao dos elementos a soldar, a ordem de execuo das soldas e seusacessos, a reduo das deformaes e dos contornos, essencial para uma boa soldagem.

Elementos a montar

Deve-se reduzir seu nmero e sua preparao, procurar formas simples, fceis de trabalhar, utilizando,de preferncia, os perfis, tubos e chapas comerciais, eventualmente os elementos forjados e usinados(figuras a seguir).

Soldas

Elas devem estar acessveis, no estar sujeitas a grandes esforos ou a choques e devem ser emnmero e comprimento reduzidos.

Deformaes e contraes

O aquecimento brutal e local das peas a montar determina uma forte dilatao e uma diminuio daresistncia mecnica da zona aquecida.

O restante das peas est frio e rgido e dificulta a dilatao e a contrao da parte aquecida. Istogera os acmulos de tenso, as deformaes permanentes, as fissuras e por vezes a ruptura.

Para reduzir estes inconvenientes, utilizam-se as soldas simtricas (em X ou duplo U ), fazendo aslinhas de solda sobre os eixos de simetria.

Molas

Conceito e classificao

As molas so dispositivos utilizados para impulsionar ou amortecer peas num conjunto mecnico.Existem diversos tipos, porm as helicoidais so as mais empregadas. Essas classificam-se em: detrao e de compresso.

estojo soldado parafuso

F


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Quanto seo, a mola pode ser circular, quadrada e retangular.

Nas molas de trao como nas de compresso, so especificados no desenho os seguintes elementos:

dimetro do fio (d);

dimetro interno da espira (Di);

comprimento livre da mola (Lo); e

nmero de espiras.

Outros tipos de molas

Toro

Normalmente utilizada em suspenso de automveis.

m d

De

Lo

d

Dm Di

De

L o

ep

Hlice cilndrica deseo retangular

A

l M


SENAI-RJ 44

As informaes anteriores supem, em cada caso, que a carga seja axial, induzindo uma tensotorcinal nas molas. A mola de toro aquela que oferece resistncia a um momento tendente aenrol-la mais ainda. Um exemplo o da mola do sistema Bendix do motor de partida dos automveis.

Flexo

As mais usadas so as espirais e normalmente so utilizadas em portas de enrolar, recuo da mquinade furar etc.

Prato

formada por uma pilha de arruelas denominadas Belleville e montadas com concavidadesconvenientemente dispostas.

Normalmente so aplicadas para amortecimento de choques ou compensar folgas axiais.

Caractersticas e aplicaes

As molas, elementos de mquinas comuns e de grande importncia, so empregadas para diversosobjetivos:

absorver energia de cargas subitamente aplicadas, como no caso das molas de suspenso deautomveis e do material rodante ferrovirio;

1

3

2

4


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atuar como reservatrio de energia, como nos relgios;

assegur uma presso ou fora, como nos casos de presso entre superfcies de atrito das embreagense da manuteno do contato entre um tucho e o ressalto, came ou excntrico em que se apia; e

amortecer vibraes.

Apresentaremos inicialmente, as molas helicoidais de compresso, as quais podem ser constitudasde arame com seo circular, quadrada ou retangular.

Nas figuras so mostrados alguns tipos de molas helicoidais de compresso, ilustrando quatro mtodosde acabamento das extremidades.

Dimenses nominais de materiais para molas

Nos pases de sistema mtrico, o dimetro do arame varia, em geral de 0,1mm em 0,1mm at 1mm,em seguida de 0,2mm em 0,2mm at 2mm, depois de 0,5mm em 0,5mm at 10mm e da por diante,em valores inteiros de milmetro.

Altura da mola fechada e comprimento da mola livre

A altura da mola fechada seu comprimento total quando a mola comprimida at que se toquementre si todas as espiras adjacentes.

O comprimento da mola quando livre seu comprimento quando nenhuma carga atua sobre ela.

Clculo de molas helicoidais

O clculo de molas envolve, normalmente, um processo de tentativas e aproximaes sucessivas.

Algumas vezes, infelizmente, as limitaes de espao estabelecem restries a certas dimenses,como o caso, por exemplo, da montagem de molas do interior de furos de dimetro fixado.

sadamroFsedadimertxe

AsatrebasedadimertxE

sadahliremseon

BsadahcefsedadimertxE

sadahliremseon

CsatrebasedadimertxE

sadahliremse

DsadahcefsedadimertxE

sadahliremse

oatneserpeR


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Em qualquer caso, quando uma ou mais variveis devem ter seus valores arbitrados, o projetistadever fazer vrias tentativas e, ento, escolher a soluo que lhe parecer melhor.

Materiais usados nas molas helicoidais

Em geral, os aos de mola so de alto teor de carbono (usualmente mais do que 0,5%C), tratadostermicamente e trabalhados a frio para um alto limite elstico. Um grande limite elstico importantepara as molas a fim de permitir uma grande deflexo obedecendo lei de Hooke. As molas helicoidaisso enroladas a frio, at o dimetro de arame de, aproximadamente, 1/2 pol. (12,7mm), e a quentequando o dimetro do arame ultrapassar o valor acima citado. O material pode ser tratado termicamenteantes de enrolar (nos pequenos dimetros) ou depois da mola enrolada. Quando o arame tratadotermicamente enrolado a frio, devem ser aliviadas as tenses depois do enrolamento medianteaquecimento temperatura aproximada de 260 graus centgrados (500 graus Fahrenheit) durante 15 a60 minutos, conforme as dimenses da mola.

Arame estirado para mola

(ASTM A227-47) um material de baixo custo, que pode ser obtido em tamanhos de 0,035 pol. a9/16 pol., indicado quando as tenses so baixas e as condies de servio no so severas. enroladoa frio e no temperado ou revenido. Seu teor de carbono varia de 0,60 a 0,71. Os defeitos desuperfcie so mais provveis neste material do que nos de melhor qualidade.

Arame corda de piano

(ASTM A228-48) estirado a frio (80% de reduo) e feito de ao de alto teor de carbono,apresentando uma excelente superfcie, com teor de carbono variando de 0,7% a 1%. enrolado a frio.Comercialmente pode ser obtido em tamanhos variando de 0,004pol. a 0,156pol. o melhor materialexistente para tamanhos inferiores a 1/8 pol.

Arame para mola temperado em leo

(ASTM A229-51) estirado a frio para o dimetro desejado (reduo de 50% a 70%) e, ento,temperado e revenido. Esse material usualmente enrolado a frio e, depois, aliviado de tenses. Suasuperfcie poder no ser a melhor.

Arame de mola de vlvula

(ASTM A230-47) um arame de alta qualidade, temperado em leo e com excelente estado desuperfcie. usado para condies de servio severas.


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Molas enroladas a quente

Usualmente em arames de dimetro acima de 3/8 a 1/2 pol., as molas so fabricadas seja em ao-carbono seja em ao especial, temperadas e revenidas depois de enroladas. Se o material original forestirado a quente, a superfcie ficar descarbonetada at certa profundidade e o mdulo aparente deelasticidade ser um pouco mais baixo. Se o custo puder ser coberto, a superfcie descarbonetada podeser removida por meio de esmerilhamento sem centro.

Arame recozido

algumas vezes usado por motivos particulares e a mola tratada termicamente depois de enrolada.

Fatores que afetam a resistncia fadiga das molas

Para as molas submetidas a altas tenses de trabalho e cargas repetidas, o estado da superfcie vitalmente importante. Qualquer ligeiro defeito, como fendas, picadas, marcas de ferramentas, fissurasde tmpera, incises ou arranhes acidentais, podem resultar em falha por fadiga.

A perda superficial de carbono um srio fator de enfraquecimento fadiga, especialmente embarras estiradas a quente. Uma superfcie com baixo carbono corresponde a um ao de baixa resistncia.Nela a tenso mxima e, por ela, a falha por fadiga comear.(Quando a carga esttica, algumasincidncias de tenses superficiais acima da resistncia ao escoamento no prejudicaro, pois oescoamento localizado). A proteo da superfcie, em ambientes corrosivos, pode ser obtida comrevestimentos de cdmio ou de outros elementos. Entretanto, sendo o material utilizado no revestimentomais fraco do que o ao, atuar como uma fonte de falha por fadiga.

Molas de trao

Estas molas so, em geral, enroladas com as espiras tocando-se entre si e a tenso inicial criadapela fora a aplicar na mola quando as espiras esto a ponto de se separarem.

A lei de Hooke s aplicvel depois que a tenso inicial atingida.

O ponto fraco das molas de trao , em geral, o ponto em que a espira dobrada para fazer a ala.No caso de a carga ser de fadiga, o raio de curvatura das extremidades dobradas deve ser to grandequanto possvel. Alm do efeito de concentrao de tenses, o ponto de dobramento fica sujeito aesforos de toro e flexo, sendo o momento fletor aproximadamente igual ao de toro.

P d

De A


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Molas em lminas

As molas em lmina podem apresentar-se como vigas em balano.

Feixe de molas

Se as molas planas de resistncia uniforme forem divididas, como est indicado pelas linhas pontilhadasda figura acima, obtm-se os mesmos esforos de tenso e deflexo, considerando-se que os efeitosdo atrito sejam desprezados.

Obtm-se, assim, um feixe de molas em lminas, com todas as lminas da mesma espessura.

Os materiais usados so praticamente os mesmos utilizados nas molas helicoidais de arameslaminados a quente, principalmente os SAE 1095, 6150-60, 9 250-60.

Mola anelar

Tem a forma de um anel e usada em vedadores de leo etc.

Mola motriz

Lmina fina, enrolada em espiral fixa na extremidade interna, usada como fonte de energia paramovimentar brinquedos, relgios, porta-escova de motores eltricos etc.

Outros tipos de molas

l

f1

f2

F1

F

lh

b

fF


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Mola tipo cabelo, arame

Lmina enrolada em espiral sem nenhum contato entre as espiras; constitui mecanismo delicado esensvel, usado em instrumento de preciso, relgios de pulso etc.

Mola Belleville

um disco cnico com um furo central, usada para grandes cargas, em condies de espao edeflexo limitadas, e quando uma curva carga-deflexes no retilnea for vantajosa.

Mola voluta

Formada de uma lmina relativamente larga, enrolada segundo uma hlice cnica (tronco de cone)com superposio das espiras. usada quando so exigidas peas muito compactas e caractersticas deamortecimento, pelo atrito entre as espiras, e de valor crescente da constante da mola.

Mola espiral de extremidades livres

formada por uma lmina delgada em espiral com extremidade interna livre. Usada quando fornecessria uma fora praticamente constante para todas as deflexes. Pode suportar grandes deflexes.

Mola de borracha

Apresentam-se em variadas formas. Comumente usadas em montagens para isolar vibraes,possuem alta capacidade de armazenar energia por unidade de volume e trabalham bem compressoe ao cisalhamento. Outros materiais so empregados com a mesma finalidade, inclusive o ar.

1

3

2

4


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Concluindo, em muitos casos, como no projeto de molas delicadas para instrumentos de preciso,os problemas incomuns que surgem exigiro conhecimento especializado. Se um certo tipo de moladeve ser produzido em quantidade, prottipos devem ser construdos e testados para se ter a certezade que as caractersticas desejadas foram, de fato, alcanadas.

Para as molas sujeitas fadiga, o fator mais importante a considerar o estado da superfcie. Deve-se notar que uma contuso acidental, em uma mola tensionada, ser certamente causa de uma falhadepois.


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Vamos praticar?

1. Indique com C as alternativas corretas, e com I as incorretas.

( ) Todo mecanismo comporta um certo nmero de peas montadas umas sobre as outras,algumas so fixas e outras so mveis.

( ) Dois fatores que influem nas montagens em construes mecnicas so a natureza da ligao ea forma das peas.

( ) A natureza da ligao pode ser: ligao completa, ligao incompleta e ligao elstica.

( ) As montagens podem ser diretas ou por intermdio do rgo de ligao, e as ligaes podem serpermanentes ou desmontveis.

( ) A forma das peas pode ser: plana, cilndrica, cnica, esfrica, prismtica e helicoidal.

2. Complete as alternativas abaixo corretamente.

a) Uma superfcie ____________________ de difcil obteno, mas em compensao, se aspeas so bem __________________ a centragem perfeita.

b) Em uma superfcie _____________________ o ajuste deve ser sensvel e de grande preciso,alm das duas peas serem bem centradas.

c) Em uma superfcie helicoidal, a usinagem fcil, mas o ajuste ________________ e a____________________ ruim.

3. Assinale com X as alternativas corretas abaixo.

( ) A direo e o sentido dos esforos a transmitir influenciam na escolha da montagem, permitindoa determinao da natureza da deformao suportada pelas peas.

( ) A intensidade das foras aplicadas influencia na escolha da montagem, permitindo o clculo daseo do rgo a montar.

( ) A influncia do meio de ligao utilizado dividida em duas categorias: ligao por obstculo eligao por aderncia.

( ) A ligao por obstculo no uma ligao positiva.

( ) A ligao por aderncia uma ligao positiva.

( ) A ligao dita positiva quando h desmontagem ou destruio do elemento de montagem paraseparar as duas peas.


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4. Complete as afirmativas abaixo corretamente.

a) Uma superfcie cilndrica, na qual entalham-se ranhuras ______________________ que fazemaparecer salincias chamadas de _______________, uma ________________________.

b) Uma haste cilndrica roscada chamada de ___________________ e um furo cilndricoroscado chamado de ________________________.

c) Uma rosca definida por cinco elementos, a saber: __________________ nominal,__________________, _______________ de _________________, ________________ do___________________, ____________________ de ___________________.

d) Rosca ___________________ uma rosca cujas formas de ______________ obedecem auma ___________________ internacional, o que permite a intercambialidade entre peas deconstruo.


a) Um _______________________________ uma haste roscada com uma cabea cujaforma permite o _______________________________ do parafuso.

b) H quatro maneiras de se classificar os parafusos. Quanto ao modo de atuao, eles so de______________________ ou de ______________________. E quanto natureza dos materiais daspeas a fixar, so eles de ______________ e de _________________________.

c) Os parafusos de montagem fazem uma ligao por ______________________ entre as peas.

d) No caso dos parafusos de ____________________________, no se faz um aperto enrgico,mas sim __________________________ a fim de que o limite elstico no seja ultrapassado.

6. Faa a relao entre as siglas, na coluna esquerda, e as designaes, na coluna direita.

a) Q ( ) parafuso de cabea escareada com fenda

b) CHc ( ) indicao de rosca esquerda

c) FB/90 ( ) parafuso de cabea sextavada com rosca mtrica ISO de dimetro nominal8mm e comprimento til 60mm

d) M8 ( ) parafuso de cabea cilndrica

e) C ( ) parafuso de cabea cilndrica com sextavado interno

f) F/90 ( ) parafuso de cabea quadrada

g) H ( ) rosca mtrica ISO com dimetro 8mm

h) CB ( ) parafuso de cabea cilndrica com fenda, rosca mtrica ISO de dimetro nominal6mm, passo fino 0,15mm e comprimento til 30mm


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i) FHc/90 ( ) parafuso de cabea sextavada

j) Re ( ) parafuso de cabea escareada com sextavado interno

l) H M8 x 60 ( ) parafuso de cabea escareada com fenda, rosca mtrica ISO esquerda,dimetro nominal 5mm e comprimento til 25mm.

m) C M6 x 0,75 x 30

n) F/90 M5Re x 25

7. Faa a correlao entre as simbologias, na coluna esquerda, e a designao, direita.

a) Cm ( ) Parafuso de cabea quadrada ordinria

b) Hc ( ) Parafuso de cabea sextavada reduzida

c) M8 x 15 ponta cnica ( ) Parafuso de cabea cilndrica reduzida

d) Qm ( ) Parafuso de cabea quadrada reduzida

e) Qp ( ) Parafuso sem cabea com sextavado interno

f) Hm ( ) Parafuso sem cabea com fenda, rosca ISO de dimetro nominal8mm, comprimento til 15mm e ponta cnica.


a) Os parafusos de presso so solicitados por um esforo de _______________________ e no de____________________________.

b) Quando se deseja obter uma ligao por aderncia entre duas peas utilizando parafusos depresso, pode ser utilizada ponta _____________________ ou ponta ______________.

c) Quando se deseja imobilizar uma das peas em rotao, o tipo de ponta utilizada ser__________________.


a) Utilizando parafusos para construes mecnicas, feita uma ligao por ______________ entreas duas peas.

b) Nas montagens que utilizam os parafusos para ______________________ mecnica, aconselhvel que o alojamento da _______________ do parafuso tenha uma construo que facilite oaperto final do parafuso.


SENAI-RJ 54

c) A cabea dos parafusos para construo mecnica deve ter sua forma _______________ou de ________________ com uma unha sob a cabea, para facilitar o aperto final.

d) Os estojos podem ser _________________________, aparafusados ou__________________, conforme sua aplicao.

e) Para distinguir as duas extremidades de um estojo, normalmente os comprimentos____________________ so diferentes, a extremidade _______________________ termina em umaponta_____________________________ e a extremidade ______________________________, emponta________________________ e chanfrada.

f) O estojo com extremidade ____________________________ comumente usado em casos dedesmontagem freqente.

g) Os ____________________________ so comumente utilizados para fixar uma mquina sobreuma fundao macia.

h) O _______________________ e a _______________________ dos chumbadores so imersosno concreto, e por isso eles no so _________________________.


a) As ________________________________ so elementos de fixao que so aparafusados e seapiam sobre uma das peas a fixar, e sua superfcie de apoio geralmente ____________________,podendo ser eventualmente ______________________.

b) Para peas metlicas, o mais comum utilizar as porcas ________________________ que tmo smbolo _____________________________.

11. Faa a correlao entre os smbolos, da coluna direita, e suas descries, na coluna esquerda.

a) Hm ( ) porca quadrada

b) Q ( ) porca hexagonal

c) C ( ) porca hexagonal com altura reduzida

d) H ( ) porca hexagonal com altura maior

e) Hh ( ) porca cilndrica com fenda

12. Leia as afirmativas abaixo e entre os parnteses coloque um C para as corretas e um I para asincorretas.

( ) Uma arruela um disco plano que se interpe entre a porca e a pea a fixar, aumentando asuperfcie de apoio e reduzindo a presso de contato.


55 SENAI-RJ

( ) Uma arruela tambm faz com que haja um maior atrito entre a porca e a superfcie dapea.

( ) As arruelas planas podem ter cinco dimetros diferentes para um mesmo parafuso.

( ) As arruelas elsticas tm como objetivo evitar a separao dos filetes do parafuso em relao porca.

( ) A arruela de presso uma mola com somente uma espira e seo retangular.

( ) As arruelas com serrilhado podem ter o serrilhado externo, interno ou ainda duplo.

( ) As arruelas cnicas podem ser lisas ou estriadas.

( ) Os anis elsticos tm como objetivo fazer a imobilizao em translao de uma pea.

( ) Os anis elsticos podem ser internos ou externos.

13. Complete corretamente as afirmativas abaixo.

a) O objetivo de um pino o de tornar duas peas _______________________ uma a outra, sejaem _____________________ ou em translao.

b) Os pinos realizam uma ligao por _________________________________.

c) Os pinos devem se manter no _______________________ e suportar os esforos transmitidosde uma pea outra.

d) Por ter sua seo frgil, os pinos no podem suportar mais que um esforo ______________.

e) Dois exemplos de pinos normalizados so os pinos _____________________ com o smbolo I,e os _________________________ com o smbolo V.

14. Nas afirmativas abaixo, coloque um X entre parnteses das que forem corretas.

( ) Um pino cnico deve ser introduzido em um furo tambm cnico, e se mantm no lugar pordeformao elstica.

( ) Um contrapino deve ser introduzido em um furo cilndrico, e se mantm no lugar poraperto.

( ) Os pinos ranhurados devem ser introduzidos em um furo cilndrico, e se mantm no lugar pordeformao plstica.

( ) Um pino elstico deve ser introduzido em um furo cilndrico de dimetro ligeiramente inferior,e se mantm no lugar por deformao elstica.


SENAI-RJ 56

15. Nas afirmativas abaixo, indique com um C as corretas e com um I as incorretas.

( ) Chaveta uma pequena pea em forma de cunha, forada entre dois rgos, com o objetivode torn-los solidrios.

( ) As chavetas transversais so colocadas perpendicularmente ao eixo central das peas,transpassando-as.

( ) As chavetas longitudinais so montadas paralelamente ao eixo central das peas, e forada entre elas.

( ) As chavetas tangenciais so colocadas transversalmente ao eixo central das peas.

( ) As chavetas transversais suportam um esforo de cisalhamento e fazem uma ligao por aderncia.

( ) Um enchavetamento forado utiliza chavetas cuja face superior tem uma inclinao de 1% emrelao face inferior.


a) No enchavetamento livre so utilizadas as chavetas __________________________.

b) O enchavetamento _______________________ feito somente para ligaes em rotaoe por obstculo.

c) As chavetas paralelas so submetidas a um esforo de ________________________.

d) A transmisso da rotao feita atravs das faces ______________________da chaveta.

e) recomendvel que haja uma folga_____________________ entre a chaveta e o rasgo dofuro da roda, para facilitar a ________________________.

f) As chavetas paralelas podem ser: chavetas ordinrias com suas extremidades______________, ou _________________, chavetas ____________________ por___________________ ; e chavetas ______________________

g) As chavetas tangenciais tm uma forma____________________________ com umafresagem ____________________________.

h) No enchavetamento tangencial, h uma ligao ____________________ entre as duaspeas, ou seja, por obstculo e por __________________________.

i) As chavetas tangenciais so fixadas por meio de uma ___________________________ ,que se atarracha em sua extremidade roscada.

17. Indique entre os parnteses um C quando a afirmativa for correta e um I quando for incorreta.

( ) Um rebite uma haste cilndrica com uma cabea, e cuja extremidade comprimida,formando uma nova cabea rebitada.


57 SENAI-RJ

( ) Os rebites, assim como os parafusos, podem ser desmontados e remontados inmeras vezes.

( ) Para facilitar a rebitagem, o material do rebite dever ser um metal bastante malevel.

( ) A cabea rebitada s feita na forma redonda.

( ) As formas mais comuns de rebites so os de cabea redonda, cabea sextavada, cabeaescareada e cabea cilndrica com fenda.

18. Complete corretamente as afirmativas abaixo.

a) O objetivo da soldagem fazer uma ________________direta entre ________________peas atravs de fuso.

b) Os fatores que influenciam na soldabilidade so as condies__________________________, _______________________ e________________________.

c) A soldagem pode ser classificada quanto ___________________________ da solda,quanto ___________________ da soldagem e quanto ao modo de _________________.

d) Os materiais ferrosos tm uma melhor soldabilidade medida que o ___________________ menor.

e) As ligas de cobre possveis de soldar so o __________________ e o________________, pois so isentas de oxignio.

f) As ligas de alumnio so de difcil soldagem porque necessrio eliminar a camada de___________________ que recobre o material.

19. Complete o texto com as palavras listadas no quadro abaixo.

MAARICO

OPOSTO

PRESSO

CORRENTE

BRASAGEM

CHANFRO

LENTO

ARCO-ELTRICO

PONTOS

PASSAGEM

REPETIO

PONTA

CONTNUA

PONTA

RETAS

UM

ESPESSAS

NGULO

NGULOS

FUSO


SENAI-RJ 58

Vimos anteriormente vrios processos de soldagem: a soldagem por __________________, que um processo ______________________ e muito pouco utilizado; soldagem por _________________de _______________________ eltrica, que utiliza dois procedimentos diferentes a soldagem por_____________________ que utiliza eletrodos cilndricos ou a soldagem ______________________que utiliza eletrodos em forma de roletes; soldagem por _____________________ com deposio dometal, que pode tambm ter dois procedimentos a soldagem a________________________ que seaplica a todos os metais e ligas soldveis e a soldagem a __________________________, e por fima ____________________________ que pode ser ao cobre, prata, ao alumnio etc.

Em montagens com solda, os principais pontos a serem observados so: a posio das peas, podendoser uma montagem ________________________ a _________________________ ou uma mon-tagem em __________________; a preparao das bordas, que podem ser _________________para chapas finas, com ____________________ simples ou em U para chapas mdias, ou ainda comchanfro duplo ou em duplo U para chapas ____________________; e por fim a forma da solda, quepode ser com __________________________ s lado ou com ________________________ nolado ____________________ e solda em _________________________.

20. Nas afirmativas abaixo, indique com um C as corretas e com um I as incorretas.

( ) A soldagem permite a obteno de peas simples, econmicas, resistentes e de fabricaorpida.

( ) ponto crtico no processo de soldagem, a escolha da forma e dos materiais.

( ) essencial para uma boa soldagem: determinar a forma, a preparao dos elementos, a ordemde execuo, os acessos, a reduo das deformaes e dos contornos.

( ) As soldas devem ser em nmero e comprimento reduzidos, alm de estar acessveis, e noestar sujeitas a grandes esforos ou a choques.

( ) Para se reduzir os problemas das deformaes e contraes conveniente utilizar as soldassimtricas.

Mancais dedeslizamento e de

rolamento

Nesta Seo...

Guias

Descrio

Condies de funcionamento

Classificao das guias

Guias de deslizamento

Mancais de deslizamento

Mancais de rolamento

Vamos praticar?

Elementos de Mquinas Mancais de Deslizamento e de Rolamento

SENAI-RJ 2

Guias

DescrioA guia do movimento relativo de duas peas mveis, montadas em certa posio e sujeitas a

esforos, consiste na manuteno desta posio durante o movimento.

Estes so elementos dos mais comuns em todas as mquinas, e sua importncia fundamentalpara o bom funcionamento mecnico.

Analise, a seguir, os exemplos apresentados.

Guia de translao

A figura que segue representa o esquema de uma bomba de pisto. A manivela AO entra emrotao atravs de um motor e comanda a haste BC do pisto. Por intermdio da biela AB, o esforomotor transmitido para a biela no sentido de rotao anti-horrio, segundo a direo AB, portanto emuma direo oblqua em relao a BC. Isto resulta em um esforo F2, dirigido para baixo que tende afletir a haste AB do pisto. Para evitar esta flexo, coloca-se uma articulao B de maneira que seumovimento seja retilneo na direo BC, atravs da incluso das corredias D e E.

C

D E

F1

FF2

B

A


3 SENAI-RJ

A corredia ser simples se a manivela girar sempre no mesmo sentido (figura seguinte).

A corredia ser dupla se a manivela estiver sujeita a girar nos dois sentidos, pois a fora F2 mudade sentido quando o movimento de rotao inverte.

A corredia assegura o movimento de translao, guiando a articulao B.

Guia de rotao

As figuras a seguir representam o esquema de um eixo 00', sobre o qual est fixa uma manivela emrotao atravs de um motor, sendo que a manivela recebe em A a reao do esforo F da haste.Para equilibrar os esforos e manter o eixo em rotao ser necessrio prever guias ou mancaisconforme M e N para que absorvam estes esforos.

Os mancais sero dispostos do mesmo lado, no caso da manivela (primeira figura ), ou dispostos dedois lados, no caso de um virabrequim (segunda figura).

As duas guias ou mancais asseguram o movimento de rotao do eixo, guiando-o.

Condies de funcionamentoNas condies de funcionamento, trs aspectos so relevantes.

O movimento deve ser possvel

A escolha da forma e das dimenses da pea mvel e de suas guias deve ser feita de forma apermitir o movimento considerado, segundo uma trajetria e uma amplitude bem definida.

D

E

D

E

motor

N M

A F

oCm

motor

NM

AF

oCm

o


SENAI-RJ 4

O movimento deve ser fcil

O movimento deve ser previsto de forma que as resistncias do movimento absorvam pequenaparte da energia do sistema motriz, cuja reduo do atrito poder ser feita atravs de lubrificao.

O movimento deve ser um s

A pea mvel e suas guias devem ser previstas de modo que impeam o movimento em outrasdirees que no sejam a do deslocamento considerado, e impeam outros esforos sobre a peamvel que no sejam os considerados para o movimento da pea.

Classificao das guiasConsiderando-se no s a definio de guias como suportes de partes mveis das mquinas, mas

tambm o tipo de partes mveis, podemos classificar as guias em:

guias de deslizamento;

mancais de deslizamento; e

mancais de rolamento.

Vejamos, a seguir, alguns exemplos de aplicao dessas guias.


Quando uma superfcie plana desliza sobre outra em translao, temos as guias que passaremos aclassificar basicamente de guias de deslizamento. o caso, por exemplo, da mesa de uma fresa quedesliza sobre as guias.

Nas figuras que seguem so mostrados alguns exemplos de aplicao das guias de deslizamento.

A A A

BBB

C D

F1F2F3

R1 R2 R3


5 SENAI-RJ


Quando a parte mvel um eixo que desliza sobre outra em rotao, e o deslizamento representao movimento relativo principal entre o eixo e o mancal, temos as guias que passaremos a classificarbasicamente de mancais de deslizamento.

o caso, por exemplo, do pino do mbolo do cilindro do motor de combusto interna, fixado biela.

Nas figuras a seguir so mostrados alguns exemplos de aplicao dos mancais de deslizamento.

Mancais de rolamento

Quando a parte mvel um eixo que desliza sobre outra em rotao, e a principal forma demovimento relativo entre o eixo e o mancal rolante, temos as guias que passaremos a classificar

A A A

A A B

B

B

B

B

C

C

B

C DBAA

C B1

B2

fenda

A

L

l l

d

A B

A B

F2

C2

z

z

x

xF3

C3

C1

F1

y y


SENAI-RJ 6

basicamente de mancais de rolamento. o caso, por exemplo, do rotor do alternador utilizado nosveculos modernos, que est apoiado em dois mancais de rolamento.

Nas figuras a seguir so mostrados alguns exemplos de aplicao dos mancais de rolamento.


Condies para um bom funcionamento

Suponhamos que a corredia mvel A se desloca por translao retilnea sobre uma corredia fixaB (figura a seguir), e se submete a solicitaes das foras F1, F2, F3 e aos torques C1, C2, C3.

Temos portanto que prever, para as duas peas, dispositivos construtivos tais que o movimento deA sobre B seja possvel, fcil e que o movimento de translao desejado seja o nico possvel.

B

B

A CD D

D D

DDE

C C

Cinterferncia

interferncia

fixo

fixo

deslizanterotativa rotativo

rotativo

deslizante

deslizante fixo

jogo axial 0,1 a 0,2 Montagem Direta Montagem Indireta

calo de regulagem

e

pea rotativarvore rotativa

e

A

B

C3 F3

F2

C2y

zC1F1

x

x

y

E F

interferncia

porca de regulagem

z


7 SENAI-RJ

Para que o movimento seja possvel, a escolha das formas construtivas das corredias deve serfeita de modo que:

permita o movimento de translao desejado e possibilite a trajetria livre da corredia mvel;

permita um movimento fcil, sem absorver muita energia do sistema. A reduo das perdas poratrito poder ser obtida pela escolha adequada do conjunto de corredia, empregando-se materiaisconstrutivos de baixo coeficiente de atrito com bom acabamento superficial e utilizando lubrificaoadequada;

oponha-se a todos os movimentos de deslizamento que no seja o previsto, prevendo superfciesde contato que impeam os movimentos de translao sob a ao das foras F2 e F3 e os movimentosde rotao solicitados pelos torques C1, C2 e C3; e

mantenha a preciso de deslocamento da corredia mvel sobre a fixa, prevendo usinagemprecisa para as corredias, com tolerncias dimensionais e geomtricas adequadas e sistemas para aregulagem de folgas para compensar o aumento do jogo de funcionamento, devido ao desgaste naturaldas corredias.

Formas de superfcies de guias

As formas construtivas das corredias devem permitir um movimento relativo de translao.

As formas construtivas que respondem a esta condio so: o conjunto de plano sobre plano, oconjunto cilndrico e o conjunto prismtico.

necessrio que a translao seja o nico movimento possvel. Apenas a seo prismtica respondecompletamente a esta condio; o conjunto plano sobre plano dever ser completado por obstculosque restrinjam o movimento da corredia a uma trajetria retilnea; e o conjunto cilndrico dever sercompletado por obstculos que se oponham a toda rotao da corredia.

A usinagem deve ser fcil e precisa. Sob este aspecto, o conjunto cilndrico o mais fcil de serrealizado e o conjunto prismtico o mais difcil.

A fabricao deve ser econmica, sendo necessrio, portanto, procurar o mnimo de superfcies deapoio. Em particular, se uma das foras F2 e F3 ou se um dos torques C1, C2 e C3 no existir,podemos eliminar algumas superfcies de apoio.

Guias com dois graus de liberdade

Quando a fora F3 (figura anterior) est sempre dirigida para baixo, podemos utilizar uma guiaincompleta, deixando a corredia com duas direes possveis de movimento. Alm da possibilidadede deslizamento segundo a direo XX, que a desejada, existe tambm a liberdade de deslocamentosegundo a trajetria ZZ, para cima, deixando-a assim com dois graus de liberdade.

o caso da mesa de uma plaina limadora.


SENAI-RJ 8

A seguir, apresentamos alguns exemplos de realizao.

Guias com rguas laterais

Para manter a guia mvel A sobre a sua trajetria retilnea, coloca-se lateralmente um par derguas, C e D (figura a seguir), removveis e regulveis. A utilizao destas rguas permite no suma usinagem mais fcil, mas tambm a regulagem da folga lateral das guias.

Estas rguas impedem a ao da fora F2 e do torque C3. O peso da corredia impede a rotaoda guia pela ao dos torques C1 e C2.

A usinagem das guias fcil, o posicionamento plano sobre plano correto porque as duas guias seapiam uma sobre a outra somente por duas superfcies estreitas.

O aumento das folgas devido ao desgaste natural recuperado automaticamente no sentido verticale corrigido pelo ajuste das rguas no sentido horizontal.

Guias com um plano e uma ranhura em V

J vimos que o posicionamento plano sobre plano, para girar duas peas segundo a direo de seusplanos comuns, possvel. Ento o posicionamento de um plano e uma ranhura em V (primeira figura) funcional. O equilbrio das foras F2 e F3 e dos torques C1, C2 e C3 possvel graas ao peso daguia mvel A.

Este conjunto fcil de ser fabricado porque apresenta apenas trs superfcies a serem usinadas eajustadas. A dilatao trmica ocorre livremente, e o aumento de folgas devido ao desgaste natural recuperado automaticamente. Um exemplo o barramento de um torno (segunda figura).

C A D

B

A A

BB

R2 R3

F4F3R1

F1


9 SENAI-RJ

Guia com duas ranhuras em V

A direo do deslocamento definida pelas duas ranhuras em V (figura a seguir), porm h excessode superfcies em contato.

O equilbrio das foras F2 e F3 e dos torques C1, C2 e C3 possvel graas ao peso da guia mvel A.

Este conjunto muito mais difcil de ser fabricado que os conjuntos apresentados anteriormente,pois as ranhuras em V tm que estar perfeitamente paralelas e as distncias entre as ranhuras, tantona guia mvel A como na guia mvel B, tm que ser exatamente iguais. Este conjunto permite arecuperao automtica das folgas em funo do desgaste natural, porm a dilatao trmica lateralno ocorre livremente.

A forma em V das guias pode ser substituda por uma forma cilndrica (figura a seguir), constitudade uma barra redonda ou de um tubo fixo por parafuso ao guia fixo B ou ao guia mvel A. A superfciede atrito bastante reduzida.

Guias com um grau de liberdade

A guia mvel s tem uma possibilidade de deslocamento segundo a direo XX, que a desejada.A guia fixa equilibra portanto os esforos F1 e F3, e os torques C1, C2 e C3. Para realizar estacondio, utilizam-se guias com seo poligonal ou circular.

Esta soluo mais completa que a precedente, mas a fabricao e a ajustagem so bem maisdifceis.

A seguir, apresentamos alguns exemplos de realizao.

A

B

F2 F1R1 R2 R3 R4

F4

B

A


SENAI-RJ 10

Guia com seo retangular

A guia de seo retangular pode ser simples ou duplo, horizontal ou vertical (observe as figuras).

A usinagem das guias relativamente fcil, mas a ajustagem difcil, sendo necessrio ajustar asquatro faces da guia.

O conjunto de guias em T (figura a seguir), que deriva do conjunto retangular, tambm de difcilajustagem, utilizado em morsas paralelas.

Guias com seo trapezoidal

A guia de seo trapezoidal, chamada de guia rabo de andorinha (figuras a seguir), tem uma formaaparentemente simples, mas na realidade muito difcil de ser ajustada. O calo C facilita a ajustageme permite regular a folga das guias e recuper-la quando h o desgaste normal de operao, sendoempregado normalmente para guiar a mesa de mquinas operatrizes.

A BA

A

B1

B2C B1 B2calos

B

C

A

B

A

B

CA


11 SENAI-RJ

Guia de seo circular

A guia de seo circular permite normalmente dois graus de liberdade, sendo necessrio preveralgum obstculo rotao da guia em funo do torque C1. Pode ser uma chaveta paralela (figura aseguir), ou um eixo estriado.

A guia de seo circular pode ser usada em alguns casos incompletos, isto , sem obstculo rotao, como num pisto de automvel (primeira figura a seguir). A guia circular pode ser dupla, poisdeixa a guia com um s grau de liberdade (figuras a seguir).

A seo circular de fcil usinagem e de fcil ajustagem.


Condies necessrias ao bom funcionamento

Consideremos um eixo que gira em duas guias A e B (figura a seguir) e submetido s solicitaesdas foras F1, F2 e F3, dirigidas nos sentidos XX, YY e ZZ, e os torques C1, C2 e C3.

O propsito dos apoios A e B de guiar o movimento de rotao do eixo, isto , tornar o movimentode rotao do eixo possvel e fcil.

cilindropisto

BA

A AAB1 B2 B2 B1

B2 B1

C1


SENAI-RJ 12

Para que o movimento seja possvel, a escolha da forma construtiva do mancal de deslizamentodeve ser feita de modo que:

permita o movimento de rotao desejado e possibilite a parte girante de descrever sua trajetria(circunferncia completa ou parcial) sem encontrar obstculo;

permita um movimento fcil, sem absorver muita energia do sistema, e a reduo, ao mnimopossvel, das foras de atrito;

oponha-se a todos os movimentos que no sejam os de rotao em torno de XX, prevendoligaes particulares que se oponham a todos os movimentos que no sejam o de rotao desejado; e

mantenha a preciso de rotao do eixo nos mancais durante o funcionamento do conjunto,escolhendo a forma adequada para as peas, que devem ser de fcil usinagem, ajustagem e manuteno.

Formas de mancais de deslizamento

A forma construtiva deve permitir um movimento relativo de rotao. As formas construtivas querespondem a esta condio so: o cilindro, o cone, a esfera e o plano perpendicular a outro em rotao.

A usinagem deve ser fcil e precisa. Deste ponto de vista, o conjunto cilndrico mais fcil de serfabricado que o conjunto plano sobre plano; o conjunto cnico de difcil fabricao; e o conjuntoesfrico dificlimo, devendo, portanto, ser excludo.

Como a fabricao deve ser econmica, deve ser previsto o mnimo necessrio de superfcie deapoio.

Uma vez que a rotao deve ser o nico movimento possvel, devem ser previstas ligaes queimpeam o movimento de translao do eixo.

A B

F2

C2

z

z

x

y

F3C3

C1

F1

x

y


13 SENAI-RJ

Mancal cilndrico

O mancal cilndrico permite dois graus de liberdade, o movimento de rotao desejado e ummovimento de translao. Portanto, deve ser complementado por obstculos que se oponham aomovimento de translao do eixo dentro dos mancais, equilibrando a fora axial F1.

Utiliza-se um encosto simples se a fora axial for sempre em um mesmo sentido (primeira figura),e um encosto duplo, se a fora axial for nos dois sentidos (figuras seguintes).

Mancal cnico

O mancal cnico impede o movimento de translao em um sentido da fora axial F1 (primeirafigura).

Se a fora axial for nos dois sentidos, ser necessrio o uso de dois mancais cnicos em oposioum ao outro. Porm, o mancal cnico gera foras tangenciais de atrito que freiam o movimento derotao, podendo at mesmo causar o travamento do mancal. O emprego deste conjunto restrito acasos especiais, como a usinagem entre pontos em um torno (segunda figura).

Mancal esfrico

O mancal esfrico tem caractersticas bastante interessantes, porm a sua fabricao muito difcil.

Mancal plano sobre plano

O mancal plano sobre plano impede o movimento de translao em um sentido da fora axial F1.Ele permite o deslizamento de um plano sobre outro, porm deve ser sempre completado por umsistema que mantenha o eixo centrado e no mesmo lugar, centragem por encaixe.

2 parafusos CHc

A A

A B

B

B

C

C D

CA B

B A


SENAI-RJ 14

Fatores para um bom mancal

Preciso de usinagem

As tolerncias dimensionais do eixo e do mancal devem ter preciso mdia. Alm disso, o ajuste doconjunto deve deixar uma folga mnima de funcionamento, porm suficiente para permitir a rotao doeixo e para obter uma boa lubrificao (um valor mdio de folga de 0,0015d a 0,0020d, sendo d odimetro do eixo).

A tolerncia de retido e de cilindricidade do conjunto deve ter boa preciso.

Comprimento do mancal

Quanto maior o comprimento L do mancal, menor ser a presso mdia no mancal, e melhor sera estabilidade do eixo. Porm, muitas vezes no h muito espao para a colocao do mancal.

Anlises feitas anteriormente sugerem a adoo de L = 1,0d a 1,5d, sendo d o dimetro do eixo(primeira figura), equilibrando assim vrios prs e contras.

interessante que o comprimento das peas permita a diviso do mancal em duas partes iguais(figura seguinte).

B

A

A A

B

B


15 SENAI-RJ

Dilatao trmica

Sob o efeito do calor, o eixo se dilata, diminuindo um pouco a folga radial entre o eixo e o mancal,o que deve ser previsto no projeto. A dilatao se apresenta, principalmente, aumentando o comprimentodo eixo, no sendo necessrio se opor a esta deformao, sob pena de ocorrncia de foras decompresso e risco de flambagem. O apoio do eixo para impedir o movimento em translao deve serfeito em apenas um mancal, ficando o outro livre, o que permitir a livre dilatao do eixo. Na figuraa seguir, o mancal A est fixo e o mancal B livre.

Flexo

Sob o efeito dos esforos, o eixo tende a fletir (primeira figura), o que resulta em um mau alinhamentodo eixo em relao ao mancal, desgastando a superfcie do mancal de uma forma desigual (figuraseguinte).

Para diminuir a flexo do eixo podemos:

aproximar os mancais a fim de diminuir o comprimento do eixo;

aumentar a rigidez, aumentando o dimetro do eixo ou utilizando material de maior resistncia; e

adotar mancais autocompensadores, que permitem absorver a deformao quando o eixo longoe fortemente carregado (figura a seguir).

BA

A B

d

a

l

L

P

Fa


SENAI-RJ 16

Desgaste

Devem-se utilizar, para a confeco dos mancais, materiais duros e resistentes ao desgaste, adotandouma lubrificao hidrodinmica, e evitando o atrito direto dos materiais.

Materiais para mancais de deslizamento

Os mancais de deslizamento so fabricados de modo que as superfcies de contato do mancalestejam sujeitas a maior desgaste que as superfcies de contato do eixo.

Os mancais so passveis de substituio, total ou parcial, quando apresentam desgaste excessivo.Tal procedimento visa proteger o eixo, a pea mais cara.

As propriedades que devem ser consideradas vantajosas nos materiais que se destinam construode mancais so:

baixo mdulo de elasticidade, o que redundar em facilidade de o material tomar a forma desejada;

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