Trabalho de Elementos de Maquinas

8/17/2019 Trabalho de Elementos de Maquinas

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1. INTRODUÇÃO

Os elementos de máquinas tratam-se de diversos componentes mecânicos empregadosem máquinas e equipamentos, sendo que de acordo com as suas funções ou aplicações, podem

ser denominados de elementos de fixação, apoio, transmissão, acoplamentos, vedação,

flexíveis, etc.

O intuito deste trabalo ! apresentar alguns elementos de maquinas, conecer os

materiais utili"ados e algumas de suas aplicações.


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2. OBJETIVO

#ste trabalo teve como ob$etivo principal o estudo para agregar o conecimento sobre

alguns elementos de maquinas, conecer os materiais utili"ados e algumas de suas aplicações.

3. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

%.&. 'O()*#+O


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O rolamento ! um dispositivo utili"ado nos maquinários para permitir o movimento

relativo controlado entre duas ou mais partes, substituindo a fricção de desli"amento entre as

superfícies do eixo e da cumaceira por uma fricção de roladura. Os corpos rolantes são

caracteri"ados como bolas, rodí"ios e principalmente os an!is, pois estes constituem os trilos

de roladura e a caixa interposta entre os an!is.

%.&.&. /O

#xistem in0meros tipos de rolamentos que são pro$etados para lidar com a carga radial,

a carga de empuxo, ou alguma combinação dos dois. )s aplicações diferentes exigemrolamentos que são pro$etados para lidar com tipos específicos de carga e quantidades

diferentes de peso, as diferenças entre tipos de rolamentos referem-se ao tipo e 1 capacidade

de lidar com o peso.

Os principais tipos de rolamentos são2

• 'olamento de esfera•

'olamento de rolo• 'olamentos especiais

•

%.&.3. )/(4)56#

%.&.3.&. 'O()*#+O 7# #8#')

Os rolamentos rígidos de esferas são os mais amplamente utili"ados devido a um

con$unto de fatores que passamos a enunciar2

• 9oa capacidade para suportar cargas radiais:

• )ptidão para operar a elevadas rotações:

• ;rande versatilidade:


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• 9aixo custo.

+o entanto, estes rolamentos possuem pouca capacidade para absorver

desalinamentos. O desalinamento angular admissível que um rolamento pode suportar, semque se$am introdu"idos esforços inadmissíveis entre o anel externo e interno, ! função da

folga radial interna quando em funcionamento, da dimensão do rolamento, da construção

interna e das forças que nele atuam.

/ara rolamentos de duas carreiras de esferas, o desalinamento máximo admissível ! de

3 minutos angulares. 7esalinamentos superiores aos referidos submetem as esferas e as

pistas a esforços adicionais inadmissíveis, redu"indo, por isso, a vida do rolamento.

Figura 1- 'olamento de #sfera

Font2 http://images.fg.com.br/les/small/6672760.jpg

%.&.3.3. 'O()*#+O 7# 'O(O

'olamentos são pro$etados para transportar cargas pesadas, o rolo principal ! umcilindro, o que significa que a carga ! distribuída por uma área maior, permitindo que o

rolamento lide com grandes quantidades de peso. #ssa estrutura, no entanto, significa que o

rolamento pode suportar cargas radiais, principalmente, mas não ! adequado para cargas

axiais. /ara aplicações onde o espaço ! um problema, um rolamento de agulas pode ser

utili"ado. Os rolamentos de agula trabalam com cilindros de pequeno diâmetro, por isso são

mais fáceis de encaixar em aplicações menores.


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Figura 2 < 'olamento de rolo c=nico

Font! ttp2>>omicrom.com.br>?p-content>uploads>3@&A>@B>scaeffler.$pg

%.&.3.3. 'O()*#+O #/#4)

#xistem vários tipos de rolamentos que são fabricados para aplicações específicas, taiscomo rolamentos magn!ticos e rolamentos de rolos gigantes. O rolamento magn!tico !

encontrado em dispositivos de alta velocidade, como não tem partes mCveis, mant!m uma

estabilidade que le permite oferecer suporte a dispositivos que se movam rapidamente. Os

rolamentos de rolos gigantes são usados para mover cargas extremamente grandes e pesadas,

tais como construções e grandes componentes estruturais.

Figura 3 < 'olamento *agn!tico


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Font2 ttp2>>???.sDf.com>binarE>F3-3GF@3F>?idt&A@>*agnetic-bearings.$pg

%.&.%. *)#')(

Os rolamentos são peças de aço aliado com cromo, manganHs e molibdHnio, para

facilitar a execução de rigorosos tratamentos t!rmicos e obter peças de grande resistHncia ao

desgaste e 1 fadiga. +a seleção dos materiais, devem ser tomadas em consideração as

temperaturas de operação e uma adequada resistHncia 1 corrosão.

O material para as $aulas evoluiu em forma importante atualmente utili"am-se aços,

metais de baixo roce e poliamida.

Outra caraterística dos rolamentos ! a exatidão de suas dimensões a cada parte de ter

tolerâncias muito estreitas para um satisfatCrio funcionamento do con$unto.

%.3. )4O/()*#+O

)s máquinas geralmente são movidas por motores el!tricos. eria impossível fabricar

uma máquina que tivesse seus eixos todos construídos em uma 0nica peça. O motor el!trico, por exemplo, não poderia ser substituído com facilidade. )ssim, existe um elemento de

máquina muito importante que ! o responsável por fa"er ligações os eixos de uma máquina, o

acoplamento.

Os acoplamentos são formados, de maneira geral, por dois flanges, que são discos de

metais nos quais são fixados os eixos. O furo onde os eixos são encaixados ! camado de

cubo. #xiste ainda o elemento que fa" a ligação entre os dois flanges, que podem ser pinos,

parafusos ou elementos de borraca, entre outros. Os eixos geralmente são montados dentro

dos cubos por interferHncia, mas muitas ve"es tHm o auxílio de uma caveta ou parafuso.


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%.3.&. /O

#xistem vários tipos de acoplamentos e eles recebem uma classificação de acordo com a

forma que trabalam, assim, podem ser camados de2

• 8ixos• #lásticos• *Cveis• Iidráulicos

%.3.3. )/(4)56#

%.3.3.&. 8JO

+ão absorver qualquer tipo de desalinamento, tampouco, os coques ou vibrações

provenientes do funcionamento da maquina ou da partida do motor, são geralmente

destinados 1s aplicações com necessidade de sincronismo torcional ou com constantes

reversões de carga. /or não admitirem qualquer tipo de desalinamento tais acoplamentos

necessitam que se faça um alinamento perfeito dos dois eixos acoplados, antes da partida do

equipamento. /or motivo de segurança esses acoplamentos devem ser construídos sem

nenuma saliHncia, pois provocaria um desbalanceamento no con$unto mecânico quando este

entrar em rotação.

ão recomendados para transmissão de alta potencia em baixas rotações KLG@@rpmM e

para o acoplamento de eixos longos.

Figura " < )coplamento 8ixo


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Font2 ttp2>>s%.ama"ona?s.com>magoo>)9)))fo4D)8-&.$pg

%.3.3.3. #(N4O

#sses elementos tornam mais suave 1 transmissão do movimento em árvores que

tenam movimentos bruscos, e permitem o funcionamento do con$unto com desalinamento

paralelo, angular e axial entre as árvores.

Os acoplamentos elásticos são construídos em forma articulada, elástica ou articulada e

elástica. /ermitem a compensação de at! B graus de ângulo de torção e deslocamento angular

axial.

)coplamentos elásticos do tipo elastom!trico incorporam um componente de borraca pr!-comprimido, que fornece mais força e vida longa. #stes acoplamentos se adaptam a todos

os tipos de desalinamento. Os cubos são feitos de liga de alumínio de alta força, fa"endo

com que o acoplamento se$a leve e resistente 1 corrosão. O componente de borraca abate

coques e fornece transmissão suave e silenciosa de potHncia, protegendo a condução e

máquinas motoras.

) montagem ! muito simples. 4omo o componente de borraca ! uma inserção partida,

pode ser montado, apCs os eixos estarem alinados.


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Figura # < )coplamento #lástico

Font2 ttp2>>s%.ama"ona?s.com>magoo>)9)))f9g)8-%.$pg

%.3.3.%. *P#

ão empregados para permitir o $ogo longitudinal das árvores. #sses acoplamentos

transmitem força e movimento somente quando acionados, isto !, obedecem a um comando.

Os acoplamentos mCveis podem ser2 de garras ou dentes, e a rotação ! transmitida por meio

do encaixe das garras ou de dentes. ;eralmente, esses acoplamentos são usados em aventais e

caixas de engrenagens de máquinas-ferramenta convencionais.

Figura $ < )coplamento *Cvel


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Font2 ttp2>>cp.com.br>site>?p-content>gallerE>parDer-da>acoplamento-da.png

%.3.3.G. I7'NQ(4O

R um acoplamento idrodinâmico cu$os componentes principais são constituídos de dois

rotores de pás < o rotor da bomba e o rotor da turbina < assim como uma carcaça envolvente.

Os dois rotores estão montados relativamente um ao outro. ) transferHncia da força ocorre

com um mínimo de desgaste, uma ve" que não á nenum contato mecânico entre as peças

que transmitem a força.

Figura % < )coplamento Iidráulico

Font2 ttp2>>???.manutencaoesuprimentos.com.br>acoplamentos-idraulicos.$pg

%.%. *)+4)


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Os mancais são elementos de máquinas que servem de apoios fixos aos elementos

dotados de movimentos giratCrios KeixosM. O mancal ! composto de uma estrutura geralmente

de ferro fundido e bipartida Kbase tampaM, que encerra o casquilo, no interior do qual gira o

eixo.

) maioria das máquinas e equipamentos possuem mancais. R sua função posicionar um

elemento de máquina que gira em relação a outro. #m outras palavras, os mancais são

componentes de máquinas destinados a assegurar movimentação rotativa entre duas

superfícies, com baixo nível de atrito. ão con$untos destinados a suportar as solicitações de

pesoe rotação de eixos e árvores

%.%.&. /OOs principais tipos de mancais são2

• *ancais de desli"amento• *ancais de rolamento

%.%.3. )/(4)56#

%.%.3.&. *)+4) 7# 7#(S)*#+O

ão todos os mancais cu$o trabalo se baseia no desli"amento dos elementos

envolvidos.

Os mancais de desli"amento são muito encontrados em máquinas onde um eixo

qualquer sofre forças e o mancal serve de aparo e de guia para este eixo. *ancais de fricção,

lubrificantes adequados para cada aplicação. Outro fator importante ! a escola do

lubrificante e sua frequHncia de relubrificação.

) principal função dos mancais de desli"amento, existentes em máquinas e

equipamentos, ! servir de apoio e guia para os eixos girantes.

Os mancais de desli"amento são elementos de máquinas su$eitos 1s forças de atrito. ais

forças surgem devido 1 rotação dos eixos que exercem cargas nos alo$amentos dos mancais

que os contHm.

) vida 0til dos mancais de desli"amento poderá ser prolongada se alguns parâmetros de

construção forem observados2 Os materiais de construção dos mancais de desli"amento

deverão ser bem selecionados e apropriados a partir da concepção do pro$eto de fabricação. O


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pro$eto de fabricação deverá prever as facilidades para os trabalos de manutenção e

reposição, considerando as principais funções dos mancais de desli"amento que são apoiar e

guiar os eixos. endo elementos de máquinas su$eitos 1s forças de atrito, os mancais de

desli"amento deverão apresentar um sistema de lubrificação eficiente. (embremos que as

forças de atrito geram desgastes e calor e, no caso dos mancais de desli"amento, opõem-se,

tamb!m, ao deslocamento dos eixos.

Figura & < *ancal de desli"amento.

Font2 ttp2>>omicrom.com.br>?p-content>uploads>3@&G>&&>plain-bearings.$pg

%.%.3.3. *)+4)( 7# 'O()*#+O

#ste tipo de mancal ! utili"ado quando ! necessário maior velocidade e menor atrito.

Tuando o eixo gira dentro do furo ! produ"ido o atrito denominado de escorregamento.

/ara redu"ir esse atrito utili"a-se o rolamento2 que ! um elemento de máquina que permite o

movimento relativo controlado entre duas ou mais partes. #les limitam as perdas de energia

produ"idas pelo atrito.

O comportamento do mancal de rolamento pode ser verificado atrav!s do tato e da

audição. +o entanto, para fa"er a avaliação do processo de giro, ! necessário girar o

rolamento lentamente atrav!s do tato, isso permite constatar se o movimento está tendo

dificuldades para girar ou não. Uá na avaliação pela audição ! necessário que o rolamento gire

atrav!s de rotações redu"idas, levando em consideração o ruído emitido que se classificam

como2 raspantes, estrepitoso ou metálico: se isto ocorrer ! porque as pistas estão su$as,

descascadas, com folgas ou com falta de lubrificação.

O mancal de rolamento ! constituído de dois an!is concHntricos e entre esse an!is são

colocados elementos rolantes como esferas, roletes e agulas.


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Figura ' < *ancal de rolamento

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%.G. *O()

Qma mola ! um ob$eto elástico flexível usado para arma"enar a energia mecânica. )s

molas são feitas geralmente de aço endurecido.

rata-se de um elemento 0nico ou uma associação de elementos KsistemaM capa" de

assumir notáveis deformações elásticas sob a ação de forças ou momentos, e, portanto, em

condições de arma"enar uma grande quantidade de energia potencial elástica. Os elementos

característicos das molas são a fleca, a rigide" e a flexibilidade.

8leca ! a deformação sofrida pela mola sob a ação de uma determinada força, medida

na direção da prCpria força. al conceito pode estender-se tamb!m a um elemento elástico

su$eito a um binário, neste caso a força ! substituída por um momento aplicado e a

deformação retilínea pelo deslocamento angular.

'igide" /ropriedade de um material, de sofrer tensões sem se deformar

permanentemente. obtensão crescente, o material irá se deformar de forma elástica at! o

ponto em que se deforma permanentemente se$a de forma r0ptil, se$a de forma d0ctil o que

depende das propriedades reolCgicas do material e tamb!m das condições termodinâmicas e

do tempo em que a tensão ! aplicada.


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8lexibilidade ! a capacidade de um determinado material se tornar flexível, que se pode

dobrar, curvar, etc.

%.G.& /O

• *olas de feixe• *olas de flexão• *olas de torção• *ola em an!is• *olas belleville

%.G.3. )/(4)56#

%.G.3.&. *O() 7# 8#J#

8eixe de molas em lâminas são aqueles geralmente usados nos auto veículos e no

material mCvel ferroviário.

O feixe de molas tem características muito semelantes 1s do sClido de resistHncia

uniforme: al!m de reali"arem, em relação aos outros tipos de molas, o máximo auto

amortecimento, devido ao atrito notável que se manifesta entre uma fola e outra quando estas

são obrigadas a desli"ar uma sobre a outra por causa das variações de curvatura da mola. #sta

0ltima característica ! muito importante para suspensões dos auto veículos.

Figura 1( < 8eixe de molas

Font2 ttp2>>s%.ama"ona?s.com>magoo>)9))))&c?)7-%.$pg

%.G.3.3. *O() 7# 8(#JXO


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*olas de flexão em espiral são formadas por uma fita de material elástico. ) seção

retangular constante ! posta em espiral plana com uma extremidade fixa e outra presa a um

Crgão giratCrio em torno do prCprio eixo. )plicando-se ao Crgão giratCrio, um momento

torçor, a mola se enrola em volta deste tensionando-se. #ste tipo de mola ! aplicado nos

equipamentos mCveis de quase todos os aparelos el!tricos e mecânicos de medida, para obter

um momento de reação proporcional 1quele a ser medido.

*ola de flexão elicoidal ! formada por uma barra de seção circular, enrolada numa

!lice cilíndrica, com uma extremidade fixa e outra coligada a um Crgão mCvel, que gira em

torno do eixo da mola. ) mola resulta, portanto, solicitada por um binário contido em um

plano normal ao eixo da prCpria mola. O ângulo de rotação depende do diâmetro do fio e doseu comprimento e não do passo ou diâmetro do cilindro, sobre o qual ! desenvolvida a

!lice.

Outra mola de flexão ! a mola em taça, constituída por um con$unto de pares de

concas, camada mola 9elleville, posta alternadamente com a concavidade em um sentido e

no seu oposto. ) carga axial fa" acatar as concas e a fleca total, igual 1 soma das flecas

singulares, ! tanto maior quanto mais elevado ! o n0mero de pares de concas. #ste fato

oferece a possibilidade de criar molas com características muito diferentes empregandon0meros maiores de elementos elásticos.

Figura 11 < *ola de 8lexão

Font2 ttp2>>s%.ama"ona?s.com>magoo>)9)))fOW*)U-@.$pg

%.G.3.%. *O() 7# O'5XO

*olas de torção são aquelas cu$a solicitação predominante ! a da torção. ) mola detorção mais simples ! camada barra de torção. R constituída por uma barra de seção circular


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de eixo retilíneo, presa por uma extremidade e su$eita na extremidade livre a um momento

que age num plano normal ao eixo da barra. )ge como mola quando coliga elasticamente dois

Crgãos mecânicos que devem submeter-se a afastamentos angulares elásticos relativos.

Outra mola de torção ! a mola de torção elicoidal, carregada axialmente: de fato, sob a

ação da carga axial a solicitação principal do material ! de torção. O fio ou a barrina de aço,

do qual a mola ! constituída pode ser em seção circular, quadrada, retangular: a !lice de

desenvolvimento pode ser com passo constante ou variável.

*ola de torção a !lice c=nica ! semelante 1 precedente, com a 0nica diferença de que

o fio ou barrina de aço são enrolados segundo uma !lice c=nica. ) mola de !lice c=nica de

seção retangular ! largamente aplicada nos pára-coques do material mCvel ferroviário.

Figura 12 < *ola de orção

Font2 ttp2>>???.$ardmolas.com.br>images>produto>imageWVYY%BAFYG3&VB.$pg

%.G.3.G. *O() #* )+R

*ola em an!is ! substancialmente solicitada 1 tração e 1 compressão. R constituída por

um con$unto de an!is de aço temperado, semi-presos, sobre as superfícies tronco-c=nicas e

dispostos alternativamente interna ou externamente. ubmetendo a mola a uma carga axial de

compressão, os an!is internos diminuem e os externos aumentam de diâmetro deformando-se

elasticamente. )contece então um acostamento recíproco dos an!is e a fleca máxima !atingida quando os seus laterais cegam a se encostar, acumulando a distância s. 7urante a


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compressão á atrito entre as superfícies de contato c=nicas: estas absorvem parte do trabalo

executado pela carga, enquanto que na fase de distensão, absorvem parte da energia elástica

acumulada. )s molas de an!is são muito usadas como amortecedores ou empurradores.

Figura 13 < *ola em aneis

Font2 ttp2>>???.vendfix.com.br>images>mola-prato-3.png

%.G.3.A. *O() 9#((#P((#

)s molas de prato são anilas c=nicas com propriedades elásticas. endo em conta o

tipo de aplicação e o uso a que se destinam, existem diferentes tipos de anila com dimensões

diferentes e processos de fabrico específicos para cada família em função do trabalo que

devem desempenar.

)s molas de prato suportam todo o tipo de cargas, tanto em trabalo estático como

dinâmico, e podem ser sobrepostas tanto em s!rie como em paralelo, para a obtenção de

forças maiores ou percursos diferentes.


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)l!m de ocupar pequenos espaços produ" grandes variedades de formas para a curva

força-deflexão. /ode-se obter uma orça maior para uma mesma deflexão montando-se as

molas em paralelo. /or outro lado, montando-se as molas em serie, obt!m-se uma deflexão

maior para o mesmo valor de força, embora, neste caso, possa aver perigo de instabilidade.

Figura 1" < *olas 9elleville

Font2 ttp2>>s%.ama"ona?s.com>magoo>)9))))&c?)7-F.$pg


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". CONC)U*ÃO

/odemos concluir que esses conecimentos são indispensáveis 1 mecânica em geral. e

vocH $á trabala numa ind0stria, ou se tem uma empresa, ou ainda se dese$a trabalar como

mecânico, precisa saber o que são #lementos de #lementos de *áquina, quais suas

características, funções e como são utili"ados na prática. 4om esse conecimento, vocH ficará

preparado, por exemplo, para operar máquinas e, possivelmente, corrigir defeitos que elasapresentem.


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#. BIB)IO+RAFIA

4O((+, U. /ro$eto *ecânico de #lementos de *aquinas. (4, 3@@B.

4Q+I), ( 9. #lementos de *aquinas. (4, 3@@A.

/Q;(#, *: 9+, #: ')9#((O, 7. olerâncias, 'olamentos e #ngrenagens. Iemus,

3@@Y.

;. +#*)++ - #lementos de *áquinas , e KPol.& - 3 exemplaresM KPol.3 - 3exemplaresM KPol.% - 3 exemplaresM.

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