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    Elementos de Máquinas

    2014Santa Maria - RS

     Alessandro de Franceschi Miguel Guilherme Antonello

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    Presidência da República Federativa do Brasil

    Ministério da Educação

    Secretaria de Educação Profissional e Tecnológica

    Equipe de Acompanhamento e Validação

    Colégio Técnico Industrial de Santa Maria – CTISM

    Coordenação Institucional

    Paulo Roberto Colusso/CTISM

    Professor-autor

    Alessandro de Franceschi/CTISM

    Miguel Guilherme Antonello/CTISM

     

    Coordenação de Design

    Erika Goellner/CTISM

    Revisão Pedagógica

    Elisiane Bortoluzzi Scrimini/CTISM

    Jaqueline Müller/CTISM

    Revisão Textual

    Milene Vania Kloss/CTISM

    Revisão Técnica

    Alexsandra Matos Romio/CTISM

    Ilustração

    Marcel Santos Jacques/CTISM

    Rafael Cavalli Viapiana/CTISMRicardo Antunes Machado/CTISM

    Diagramação

    Cássio Fernandes Lemos/CTISM

    Leandro Felipe Aguilar Freitas/CTISM

    © Colégio Técnico Industrial de Santa Maria

    Este caderno foi elaborado pelo Colégio Técnico Industrial da Universidade Federalde Santa Maria para a Rede e-Tec Brasil.

    F815e Franceschi, Alessandro deElementos de máquinas / Alessandro de Franceschi,

    Miguel Guilherme Antonello. – Santa Maria, RS : UniversidadeFederal de Santa Maria, Colégio Técnico Industrial de SantaMaria : Rede e-Tec Brasil, 2014.

    152 p. : il. ; 28 cmISBN 978-85-63573-61-2

     1. Engenharia mecânica 2. Elementos de máquinas3. Máquinas, Engrenagens e roscas I. Antonello, MiguelGuilherme I. Título.

    CDU 621.81

    Ficha catalográfica elaborada por Alenir I. Goularte – CRB 10/990Biblioteca Central da UFSM

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    e-Tec Brasil3

    Apresentação e-Tec Brasil

    Prezado estudante,

    Bem-vindo a Rede e-Tec Brasil!

    Você faz parte de uma rede nacional de ensino, que por sua vez constitui uma

    das ações do Pronatec – Programa Nacional de Acesso ao Ensino Técnico e

    Emprego. O Pronatec, instituído pela Lei nº 12.513/2011, tem como objetivo

    principal expandir, interiorizar e democratizar a oferta de cursos de Educação

    Profissional e Tecnológica (EPT) para a população brasileira propiciando cami-

    nho de o acesso mais rápido ao emprego.

    É neste âmbito que as ações da Rede e-Tec Brasil promovem a parceria entre

    a Secretaria de Educação Profissional e Tecnológica (SETEC) e as instâncias

    promotoras de ensino técnico como os Institutos Federais, as Secretarias de

    Educação dos Estados, as Universidades, as Escolas e Colégios Tecnológicos

    e o Sistema S.

    A educação a distância no nosso país, de dimensões continentais e grande

    diversidade regional e cultural, longe de distanciar, aproxima as pessoas ao

    garantir acesso à educação de qualidade, e promover o fortalecimento da

    formação de jovens moradores de regiões distantes, geograficamente ou

    economicamente, dos grandes centros.

    A Rede e-Tec Brasil leva diversos cursos técnicos a todas as regiões do país,

    incentivando os estudantes a concluir o ensino médio e realizar uma formação

    e atualização contínuas. Os cursos são ofertados pelas instituições de educação

    profissional e o atendimento ao estudante é realizado tanto nas sedes das

    instituições quanto em suas unidades remotas, os polos.

    Os parceiros da Rede e-Tec Brasil acreditam em uma educação profissional

    qualificada – integradora do ensino médio e educação técnica, – é capaz

    de promover o cidadão com capacidades para produzir, mas também com

    autonomia diante das diferentes dimensões da realidade: cultural, social,

    familiar, esportiva, política e ética.

    Nós acreditamos em você!

    Desejamos sucesso na sua formação profissional!

    Ministério da Educação

    Agosto de 2014

    Nosso contato

    [email protected]

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    Indicação de ícones

    Os ícones são elementos gráficos utilizados para ampliar as formas de

    linguagem e facilitar a organização e a leitura hipertextual.

    Atenção: indica pontos de maior relevância no texto.

    Saiba mais: oferece novas informações que enriquecem o

    assunto ou “curiosidades” e notícias recentes relacionadas ao

    tema estudado.

    Glossário: indica a definição de um termo, palavra ou expressão

    utilizada no texto.

    Mídias integradas: sempre que se desejar que os estudantes

    desenvolvam atividades empregando diferentes mídias: vídeos,

    filmes, jornais, ambiente AVEA e outras.

    Atividades de aprendizagem: apresenta atividades em diferentes

    níveis de aprendizagem para que o estudante possa realizá-las e

    conferir o seu domínio do tema estudado.

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    e-Tec Brasil

    Sumário

    Palavra do professor-autor 9

    Apresentação da disciplina 11

    Projeto instrucional 13

    Aula 1 – Elementos de fixação 151.1 Elementos de fixação móveis e permanentes 15

    1.2 Roscas 24

    Aula 2 – Elementos de apoio de fixação 432.1 Elementos de apoio – mancais, buchas e guias 43

    2.2 Mancal 43

    2.3 Buchas 47

    2.4 Guias 50

    Aula 3 – Elementos flexíveis elásticos – molas 573.1 Elementos flexíveis elásticos 57

    3.2 Tipos de molas 59

    Aula 4 – Elementos de transmissão flexíveis 674.1 Elementos de transmissão 67

    4.2 Transmissão por correias 67

    4.3 Transmissão por polias 72

    4.4 Transmissão por correntes 78

    4.5 Transmissão por cabos 79

    4.6 Transmissão por eixos 85

    Aula 5 – Elementos de transmissão – engrenagens 91

    5.1 Engrenagens 915.2 Classificação das engrenagens 92

    5.3 Obtenção de engrenagens 98

    5.4 Cálculo de engrenagens de dentes retos ou frontais 99

    5.5 Engrenagens helicoidais 105

    5.6 Engrenagens cônicas 107

    5.7 Parafuso com rosca sem-fim 108

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    Aula 6 – Elementos de acoplamento 1136.1 Acoplamento 113

    6.2 Classificação e tipos de acoplamentos 114

    Aula 7 – Elementos de vedação 1237.1 Vedação 123

    7.2 Materiais de vedação 123

    7.3 Juntas e anéis 124

    7.4 Retentores 126

    7.5 Gaxetas 129

    7.6 Selo mecânico 130

    Aula 8 – Máquinas de elevação e transporte 1358.1 Movimentação de cargas 135

    8.2 Dispositivos destinados a manuseio de carga 137

    8.3 Elevadores e guindastes 138

    8.4 Pontes rolantes 140

    8.5 Correias transportadoras 141

    8.6 Transportadores pneumáticos 142

    8.7 Empilhadeiras 143

    Referências 150

    Currículo do professor-autor 151

    e-Tec Brasil

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    e-Tec Brasil9

    Palavra do professor-autor

    A disciplina de Elementos de Máquinas trata de diversos componentes mecâ-

    nicos empregados em 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.

    Nesse sentido, é muito importante que o conhecimento destes componentes

    mecânicos, seja adquirido em cada aula, pois posteriormente podem ser

    utilizados de forma sistemática nas mais variadas situações de trabalho,

    envolvendo como, por exemplo, montagens e desmontagens de máquinas

    e equipamentos.

    A cada aula você deverá aprimorar seu conhecimento a respeito do tema

    abordado, através das atividades de aprendizagem, por meio da resolução

    de questões teóricas e práticas.

    Portanto, bom estudo e que o conhecimento seja uma constante em suas

    metas.

    Alessandro de Franceschi

    Miguel Guilherme Antonello

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    e-Tec Brasil11

    Apresentação da disciplina

    A disciplina de Elementos de Máquinas tem como objetivo apresentar os

    diferentes conjuntos mecânicos e seus componentes, permitindo a execução

    e a interpretação de desenhos técnicos e seus respectivos dimensionamentos.

    Da mesma forma, possibilitará conhecer os diversos elementos de apoio

    empregados sob as mais variadas formas, assim como os vários tipos de ele-

    mentos flexíveis. O mesmo será realizado com aos diversos tipos de elementos

    de acoplamento e vedação.

    Também, serão abordados os elementos de transmissão, ou seja, as molas eos elementos de transmissão flexíveis, denominados de correias, correntes,

    cabos e eixos. Por fim, serão estudadas as máquinas de elevação e trans-

    porte, envolvendo guindastes, correias transportadoras, guinchos, elevadores

    e pontes rolantes.

    Seja bem-vindo!

    Bons estudos!

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    e-Tec Brasil

    Disciplina: Elementos de Máquinas (carga horária: 60h).

    Ementa: Conhecer os componentes de máquinas utilizados para fixação, apoio

    e transmissão de potência. Identificar os diferentes elementos de fixação e

    apoio. Identificar e classificar os elementos flexíveis. Identificar e classificar os

    elementos de transmissão. Conhecer os componentes de máquinas utilizados

    na transmissão e na vedação. Conhecer os tipos de acoplamentos e suas aplica-

    ções. Conhecer e classificar os tipos de máquinas de elevação e de transportes

    e suas respectivas aplicações.

    AULA OBJETIVOS DEAPRENDIZAGEM MATERIAISCARGA

    HORÁRIA(horas)

    1. Elementos de

    fixação

    Conhecer os diversos elementos de fixação.

    Definir o elemento de fixação adequado para

    as diferentes formas de união.Aprender a calcular as diferentes dimensões

    de rosca.

    Identificar a necessidade de se utilizar uniãofixa ou permanente.

    Ambiente virtual:

    plataforma Moodle.Apostila didática.

    Recursos de apoio: links ,

    exercícios.

    10

    2. Elementos deapoio

    Identificar os diferentes elementos de apoio.

    Conhecer os tipos de mancais.Reconhecer suas características e aplicações.

    Ambiente virtual:

    plataforma Moodle.

    Apostila didática.Recursos de apoio: links ,

    exercícios.

    08

    3. Elementos

    flexíveis elásticos– molas

    Conhecer os elementos flexíveis elásticos.

    Definir os tipos e suas aplicações.

    Identificar as várias medidas na dimensãode molas.

    Ambiente virtual:plataforma Moodle.

    Apostila didática.Recursos de apoio: links ,

    exercícios.

    08

    4. Elementos

    de transmissão

    flexíveis

    Conhecer os diferentes tipos e aplicações na

    transmissão por correias, polias e correntes.Identificar as formas de calcular o

    comprimento de correias.Conhecer os diferentes tipos e aplicações na

    transmissão por cabos e eixos.

    Ambiente virtual:plataforma Moodle.

    Apostila didática.

    Recursos de apoio: links ,exercícios.

    08

    5. Elementos detransmissão –

    engrenagens

    Conhecer e classificar os diferentes tipos de

    engrenagens.Definir as diferentes formas de obtenção de

    engrenagens.

    Realizar cálculos referentes às engrenagensde dentes retos e helicoidais.

    Ambiente virtual:

    plataforma Moodle.Apostila didática.

    Recursos de apoio: links ,exercícios.

    10

    Projeto instrucional

    e-Tec Brasil13

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    AULA OBJETIVOS DEAPRENDIZAGEM MATERIAISCARGA

    HORÁRIA(horas)

    6. Elementos

    de acoplamento

    Definir os principais elementos de

    acoplamento.

    Identificar os tipos e as diversas aplicações

    dos acoplamentos.Conhecer as formas de desalinhamento dosacoplamentos.

    Ambiente virtual:

    plataforma Moodle.Apostila didática.

    Recursos de apoio: links ,

    exercícios.

    05

    7. Elementos

    de vedação

    Definir os diferentes tipos de elementos de

    vedação.

    Classificar os elementos de vedaçãoconforme suas aplicações.

    Conhecer as vantagens, modos de falhas,

    seleção e armazenagem de determinadoselementos de vedação.

    Ambiente virtual:

    plataforma Moodle.Apostila didática.

    Recursos de apoio: links ,

    exercícios.

    05

    8. Máquinasde elevação

    e transporte

    Conhecer os diferentes tipos de máquinas de

    elevação de transporte.Definir o tipo de equipamento a ser utilizado

    na elevação ou transporte.

    Identificar os tipos de aplicações e respectivascapacidades de carga.

    Ambiente virtual:

    plataforma Moodle.Apostila didática.

    Recursos de apoio: links ,exercícios.

    06

    e-Tec Brasil   14

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    e-Tec Brasil

    Aula 1 – Elementos de fixação

    Objetivos

    Conhecer os diversos elementos de fixação.

    Definir o elemento de fixação adequado para as diferentes formas

    de união.

    Aprender a calcular as diferentes dimensões de rosca.

    Identificar a necessidade de se utilizar união fixa ou permanente.

    1.1 Elementos de fixação móveis e permanentesSão considerados como meios de união possíveis de serem empregados nos

    mais diversos tipos de equipamentos, máquinas e construções mecânicas,

    unindo peças produzidas com diferentes materiais por meio de uma fixação

    que pode ser móvel ou permanente. Estas diferentes formas de fixação são

    comprovadas por meio dos diversos elementos empregados, ou seja, em

    fixações permanentes, através da utilização de diversos tipos de rebites e

    soldas, assim como dos parafusos, porcas e arruelas usadas em fixações móveis.

    Nesse sentido, os distintos tipos de fixação, também podem ser identificados

    quando há a necessidade de desmontagem devido a manutenção, ou para

    a troca de peças.

    Os elementos de fixação móveis podem ser colocados ou retirados do con-

     junto sem causar qualquer dano às peças que foram unidas, ao contrário dos

    elementos de fixação permanente. Normalmente estes elementos exigem

    muita habilidade e cuidado por serem os componentes mais frágeis e sensíveis

    em uma união mecânica. Dessa forma, ao projetar um conjunto mecânico, éimportante que seja definido o elemento de fixação apropriado em relação

    às peças que devem ser unidas ou fixadas.

    Este procedimento minimizará possíveis problemas relacionados à concentração

    de tensões que podem causar rupturas nas peças por fadiga do material.fadiga de materialQueda da resistência ouenfraquecimento do materialdevido a tensões e constantesesforços.

    e-Tec BrasilAula 1 - Elementos de fixação   15

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    Observe que o material referente a Figura 1.1 (a) apresenta suas extremidades

    fixas, com uma área inicial S0 em todo o comprimento inicial L0.

    Após uma determinada solicitação do material e devido às tensões e cons-

    tantes esforços (material está submetido a tração) conforme verificado pelasforças (F), aplicadas em sentidos opostos. Dessa forma, o material começa a

    apresentar uma variação na sua área inicial com consequente aumento de seu

    comprimento inicial, conforme verificado em delta L (Figura 1.1 (b)).

    Devido às tensões aplicadas e aos esforços constantes inicia-se o enfraque-

    cimento da resistência do material, motivando a sua ruptura conforme a

    Figura 1.1 (c).

    Figura 1.1: Peça com extremidades fixas não sujeita a tensões (a), aumento do com-primento inicial devido à diminuição da sua área inicial (b) e ruptura do materialdevido à tensões e constantes esforçosFonte: CTISM

    1.1.1 Anéis elásticosEste tipo de elemento de fixação é utilizado, principalmente como trava,

    sendo empregado na retenção e segurança em eixos ou furos, impedindo o

    deslocamento axial de peças ou componentes e posicionando ou limitando

    o curso de uma peça deslizante sobre um eixo. São fabricados de aço mola

    sob forma de anéis incompletos, apresentando assim uma determinada elas-ticidade. O anel pode ser alojado em um canal circular ou ranhura. Quando

    o anel é instalado sobre um eixo, é denominado de anel externo, e quando

    é instalado dentro de um furo, é denominado de anel interno, como pode

    ser visualizado na Figura 1.2.

    eixoA peça de uma máquina

    ou mecanismo que é capaz

    de desenvolver, ao redorde si própria e durante omovimento de rotação,

    seções de um processo oumecanismo, fazendo com quea estrutura gire, transmitindo

    energia ou potência, ousustentando a estrutura.

    Elementos de Máquinase-Tec Brasil   16

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    Figura 1.2: Anéis elásticosFonte: CTISM

    O anel elástico é um elemento de fixação que apresenta as seguintes funções:

    • Impedir os deslocamentos axiais de peças ou componentes.

    • Posicionar ou limitar o curso de uma peça ou conjunto deslizante sobre

    um eixo.

    1.1.2 ArruelasSão peças geralmente cilíndricas, de pouca espessura apresentando um furo

    central, pelo qual cruza o corpo do parafuso, sendo utilizadas principalmente para:

    • Proteger a superfície das peças.

    • Evitar deformações nas superfícies de contato.

    • Evitar que a porca afrouxe.

    • Suprimir folgas axiais (isto é, no sentido do eixo) na montagem das peças.

    • Evitar desgaste da cabeça do parafuso ou da porca.

    • Distribuir a carga sobre a superfície das peças unidas.

    As arruelas, na sua grande maioria, são fabricadas em aço, sendo que o latão

    também pode ser empregado. Já as arruelas de cobre, fibra, couro e alumínio,

    em particular são extensivamente utilizadas na vedação de fluidos.

    e-Tec BrasilAula 1 - Elementos de fixação   17

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    1.1.3 ChavetasEstes elementos de máquinas apresentam um corpo de forma prismática ou

    cilíndrica, sendo utilizados para unir elementos mecânicos, tais como: eixo/ 

    polia. É considerado um tipo de união desmontável, permitindo a transmissão

    de movimentos a outros órgãos, tais como engrenagens e polias. Podemapresentar faces paralelas ou inclinadas (Figura 1.5), variando de acordo

    com a grandeza do esforço solicitado e do tipo de movimento que deve ser

    transmitido. São colocadas em rasgos ou cavidades de peças, por isso também

    são consideradas elementos de transmissão.

    Podem ser classificadas como elementos de transmissão móvel, pois ao serem

    desmontadas do conjunto, não são danificadas.

    Figura 1.5: ChavetasFonte: CTISM

    1.1.3.1 Tipos e características

    a) Chaveta de cunha – este tipo de chaveta é utilizada para unir elemen-

    tos de máquinas que devem girar. O princípio da transmissão é realizado

    através da força de atrito entre as faces da chaveta e o fundo do rasgo dos

    elementos, sendo importante que haja uma pequena folga nas laterais.

    Como pode ocorrer folga entre os diâmetros da árvore e do elemento

    movido, a inclinação da chaveta poderá gerar certa excentricidade namontagem, não sendo comum a sua utilização em montagens que neces-

    sitem precisão ou alta rotação.

    b) Chaveta encaixada – é considerado o tipo mais comum e sua forma

    refere-se a mais simples chaveta de cunha. Apresenta o rasgo da árvore

    sempre mais comprido que a chaveta para facilitar o seu uso.

    e-Tec BrasilAula 1 - Elementos de fixação   19

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    c) Chaveta meia-cana – apresenta a base côncava (mesmo raio do eixo).

    Não necessitando de rasgo na árvore, pois transmite o movimento por

    efeito do atrito, de forma que o deslizamento da chaveta ocorre sobre a

    árvore, caso o esforço no elemento que é conduzido seja elevado.

    d) Chaveta plana – é idêntica à chaveta encaixada, apresentando entre-

    tanto um rebaixo plano no lugar de um rasgo na árvore. Sua utilização é

    reduzida, pois é utilizada somente para a transmissão de forças reduzidas.

    e) Chaveta tangencial – devido ao seu posicionamento em relação ao eixo re-

    cebe a denominação tangencial, sendo seu emprego muito comum na trans-

    missão de forças elevadas e, em casos de alternância, no sentido de rotação.

    f) Chaveta transversal – empregada em uniões de órgãos que imprimem

    movimentos rotativos e retilíneos alternativos.

    g) Chaveta paralela – este tipo de chaveta normalmente é embutida, sendo

    suas faces paralelas, não apresentando conexidade. Uma particularidade das

    chavetas paralelas é que elas não apresentam cabeça, a precisão de ajuste

    ocorre nas laterais. A forma destas chavetas varia de acordo com seus extre-

    mos e de acordo com a quantidade de elementos de fixação na árvore.

    h) Chaveta de disco ou meia-lua tipo woodruff  – é semelhante à chave-

    ta paralela, recebendo esta denominação devido à sua forma, correspon-

    dente a um segmento circular. Normalmente utilizada em eixos cônicos

    pela facilidade de montagem e facilidade de adaptação à conicidade no

    fundo do rasgo do elemento externo.

    1.1.4 Contrapino ou cupilhasOs contrapinos ou cupilhas (Figura 1.6) são fabricados com um arame semi

    circular que, ao ser dobrado, deixa-se as extremidades com diferentes compri-

    mentos possibilitando sua dobra. É um elemento de fácil manuseio que pode

    ser inserido em um furo na ponta de eixos ou em furos na ponta de parafusos,

    principalmente quando se usa porcas castelo. Possibilita o travamento daporca sobre o parafuso ou o travamento de pinos em orifícios.

    Elementos de Máquinase-Tec Brasil   20

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    Figura 1.6: Contrapino ou cupilhaFonte: CTISM

    1.1.5 ParafusosDentre os elementos de fixação, pode-se dizer que os parafusos são os mais

    utilizados. São elementos de corpo cilíndrico e comprimento de corpo variável,

    onde, sobre este corpo, há filetes de roscas. Estas roscas podem ser de dife-

    rentes especificações e trabalham em conjunto com porcas, com as mesmas

    características de roscas.

    Os parafusos diferenciam-se por seu tipo de cabeça, corpo, rosca, diâmetro

    e comprimento da área roscada. Com relação à cabeça os parafusos podem

    ter cabeça sextavada, quadrada, abaulada, cilíndrica, cônica, com fenda,

    fenda cruzada, etc.

    O corpo do parafuso pode ser com rosca inteira ou rosca parcial, sendo que

    as roscas podem ser do tipo whitworth, métrica e americana. Os parafusos

    podem ser utilizados pra diversas aplicações, como unir ou fixar aços, madeira,

    borracha, alvenaria e polímeros. O graus ou classe do parafuso indicam o

    quanto este suporta de carga antes de seu rompimento, por isso quanto

    maior o grau, maior a tensão suportada.

    1.1.6 PinosPinos são elementos de fixação móveis de corpo cilíndrico que servem para

    unir duas ou mais peças e alinhar furos concêntricos. Podem ter cabeça ou

    não, serem cônicos, fixos com rosca ou fixos com contra pinos e podem ser

    colocados com ajuste por interferência ou ajuste com folga, dependendo do

    tipo de aplicação.

    Existe um tipo diferenciado de pino que não são utilizados para ajuste com

    interferência, os chamados pinos elásticos, os quais são feitos em aço mola

    com uma ranhura na lateral e são ocos. Este tipo de pino, ao ser colocado

    no furo, exerce uma pressão em sua própria parede.

    e-Tec BrasilAula 1 - Elementos de fixação   21

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    1.1.7 PorcasA porca é uma peça cuja forma pode ser hexagonal, sextavada, quadrada

    ou cilíndrica, geralmente metálica, com um furo roscado, no qual pode ser

    encaixado um parafuso, ou uma barra roscada. Em conjunto com o parafuso,

    a porca é um acessório amplamente utilizado na união de peças, ou, emalguns casos, para auxiliar na regulagem. A sua parte externa apresenta vários

    formatos, visando atender aos inúmeros tipos de emprego, fazendo com que

    porcas sejam utilizadas como elementos de fixação e/ou como de transmissão.

    1.1.7.1 Tipos de porcas

    Existem diversos e variados tipos de porcas, conforme citados a seguir:

    a) Porca castelo – é a uma porca hexagonal com seis entalhes radiais, coin-

    cidentes dois a dois, os quais se alinham com um furo no parafuso, pos-

    sibilitando a passagem de uma cupilha para travar a porca.

    b) Porca cega (ou remate) – esse tipo de porca apresenta uma das extre-

    midades do furo rosqueado encoberta, ocultando a ponta do parafuso,

    pode ser feita de aço ou latão, geralmente é cromada, possibilitando um

    acabamento de boa aparência.

    c) Porca borboleta – a porca borboleta apresenta saliências que proporcionam

    o aperto manual. Geralmente fabricada em aço ou latão, é utilizada quando

    são necessárias e frequentes a montagem e a desmontagem das peças.

    d) Contraporcas – de uma forma geral, as porcas sujeitas a cargas de im-

    pacto e vibração apresentam tendência a afrouxar, o que pode originar

    agravos às máquinas e equipamentos. Dessa forma, utiliza-se como for-

    ma de travamento, outra porca, denominada contraporca. Para a opera-

    ção de travamento utilizam-se duas chaves de boca.

    1.1.8 RebiteÉ um elemento de fixação empregado em uniões permanentes, sendo formado

    por um corpo cilíndrico e uma cabeça, fabricado em alumínio, cobre ou latão.Usado para fixação permanente de duas ou mais peças com larga escala de

    emprego na fabricação de aviões, união de chapas, navios e fabricação de

    utensílios de alumínio.

    Em relação aos tipos de cabeças, os rebites podem ser classificados como:

    Elementos de Máquinase-Tec Brasil   22

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    • Rebite de cabeça redonda larga.

    • Rebite de cabeça redonda estreita.

    Rebite de cabeça escareada chata.

    • Rebite de cabeça escareada estreita.

    • Rebite de cabeça cilíndrica escareada – geralmente utilizado em superfícies

    de chapas de até 7 mm.

    Em relação às especificações, os rebites podem ser determinados conforme o:

    • Tipo de material.

    • Tipo de cabeça.

    • Diâmetro do corpo em mm.

    • Comprimento útil do rebite.

    1.1.8.1 Formas de rebitagem

    A rebitagem pode ser realizada de três formas distintas. Em função da largura

    e do esforço das chapas, às quais são submetidas podendo ser assim descritas.

    a) Rebitagem de recobrimento – exemplo: utilizadas em vigas e estruturas

    metálicas.

    Figura 1.7: Rebitagem de recobrimentoFonte: CTISM

    e-Tec BrasilAula 1 - Elementos de fixação   23

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    b) Rebitagem de recobrimento simples – exemplo: empregadas em caldeiras.

    c) Rebitagem de recobrimento duplo – exemplo: usadas para vedação perfeita.

    Já, em relação ao número de rebites que devem ser empregados, existe umarelação que depende da largura das chapas ou do número de chapas que

    recobrem a junta, sendo que, às vezes, é necessário colocar uma, duas ou

    mais fileiras de rebites.

    Figura 1.8: Rebitagem de recobrimento duploFonte: CTISM

    Quanto à distribuição dos rebites, vários fatores devem ser avaliados, tais como,

    comprimento da chapa, a distância entre a borda e o rebite mais próximo, o

    diâmetro do rebite e o passo.

    1.1.8.2 Processos de rebitagem

    a) Processo manual – este processo é feito a mão, utilizando como auxílio

    o martelo, estampo, contra estampo e repuxador.

    b) Processo mecânico  – realizado por meio de um martelo pneumático

    ou de rebitadeiras pneumáticas e hidráulicas. Neste processo, o martelo

    pneumático é ligado a um compressor de ar, por meio de tubos flexíveis,

    e opera sob pressão que varia de 5 Pa a 7 Pa.

    1.2 RoscasPode ser considerada como um conjunto de filetes, assim como uma saliênciahelicoidal, de perfil constante, que se desenvolve uniformemente, externa

    ou internamente, em volta de uma superfície cilíndrica ou cônica. O tipo de

    rosca é definido em função do tipo de perfil (Figura 1.9).

    passoÉ a distância entre os eixos dos

    rebites de uma mesma fileira,devendo ser calculado para nãoocasionar o empenamento das

    chapas.

    PaÉ o símbolo do pascal, ou seja,a unidade padrão de pressão e

    tensão no SI. Equivale a forçade 1 N aplicada sobre uma

    superfície de 1 m2.

    Assista a um vídeo sobre rebites– rebitagem manual em:

    https://www.youtube.com/watch?v=xVcAwltKJ5I

    Elementos de Máquinase-Tec Brasil   24

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    Figura 1.9: Tipos de roscasFonte: CTISM

    Quando há um cilindro que gira uniformemente, e um ponto que se move

    também uniformemente, no sentido longitudinal, a cada volta completa do

    cilindro, o avanço (distância percorrida pelo ponto) é chamado de passo e o

    percurso descrito no cilindro por esse ponto é denominado de hélice (Figura 1.10).

    O desenvolvimento da hélice forma um triângulo, onde se têm:

    α – ângulo da hélice

    P (passo) – cateto oposto

    hélice – hipotenusa

    D2 (diâmetro médio) – cateto adjacente

    Figura 1.10: Trajetória do passo na roscaFonte: CTISM

    Dessa forma, com estes dados, é possível aplicar as relações trigonométricas

    em qualquer rosca, quando se deseja obter o passo, diâmetro médio ou

    ângulo da hélice.

    e-Tec BrasilAula 1 - Elementos de fixação   25

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    Em relação à aplicação do passo da rosca é necessário ter critérios, pois quanto

    maior for o ângulo da hélice, menor será a força de atrito agindo entre a

    porca e o parafuso.

    1.2.1 Elementos constituintes de uma roscaA seguir, de acordo com a Figura 1.11, são especificados os elementos cons-

    tituintes de uma rosca:

    Figura 1.11: Elementos constituintes de uma roscaFonte: CTISM

    P – passo (em mm) i – ângulo da hélice

    d – diâmetro externo c – crista

    d1 – diâmetro interno D – diâmetro do fundo da porca

    d2 – diâmetro do flanco D1 – diâmetro do furo da porca

    α – ângulo do filete h1 – altura do filete da porca

    f – fundo do filete h – altura do filete do parafuso

    Elementos de Máquinase-Tec Brasil   26

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    1.2.2 Tipos de perfis da roscaO perfil da rosca ou secção do filete varia de acordo com o tipo de aplicação

    desejada. Por exemplo, as porcas utilizadas para fixação geralmente apresentam

    roscas com perfil triangular. Portanto, é importante saber que de acordo com

    o perfil da rosca, se define o seu tipo.

    a) Triangular – é o tipo de perfil considerado o mais comum, sendo utiliza-

    do em parafusos e porcas de fixação, uniões e tubos.

    b) Trapezoidal – roscas com este perfil são empregadas em instrumentos

    de comando das máquinas operatrizes, na transmissão de movimento

    suave e uniforme, fusos e prensas de estampar.

    c) Redondo – o perfil redondo é empregado em parafusos com grandes

    diâmetros, feito para suportar grandes esforços, geralmente em compo-nentes ferroviários. Este tipo de perfil também é utilizado em lâmpadas e

    fusíveis, pela facilidade na estampagem.

    d) Dente de serra – este perfil de rosca é empregada quando a força de

    solicitação é muito grande em um único sentido, é utilizada em morsas,

    macacos, pinças para tornos e fresadoras.

    e) Quadrado – praticamente em desuso, sendo ainda utilizado em para-

    fusos e peças sujeitas a choques e grandes esforços, como é o caso das

    morsas.

    O sentido de direção do filete pode ser definido de dois modos: à direita ou

    à esquerda, conforme definidos a seguir.

    a) À direita – o sentido de direção do filete será a direita quando, ao avan-

    çar, o giro no sentido dos ponteiros do relógio com sentido de aperto à

    direita (Figura 1.12).

    b) À esquerda – o sentido de direção do filete será a esquerda quando, aoavançar, o giro ocorrerá em sentido contrário ao dos ponteiros do relógio

    com sentido de aperto à esquerda (Figura 1.13).

    e-Tec BrasilAula 1 - Elementos de fixação   27

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    Figura 1.12: Direção do filete a direitaFonte: CTISM

    Figura 1.13: Direção do filete a esquerdaFonte: CTISM

    A seguir, é apresentada a simbologia utilizada para a identificação dos principais

    elementos de uma rosca.

    D – diâmetro maior da rosca interna – corresponde a nominal

    d – diâmetro maior da rosca externa – corresponde a nominal

    D1 – diâmetro menor da rosca interna

    d1 – diâmetro menor da rosca externa

    D2 – diâmetro efetivo da rosca interna

    Elementos de Máquinase-Tec Brasil   28

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    d2 – diâmetro efetivo da rosca externa

    P – passo – corresponde à distância entre uma crista e outra

    A – avanço

    N = número de voltas por polegada

    n – número de filetes (fios por polegada)

    H – altura do triângulo fundamental

    he – altura do filete da rosca externa

    hi – altura do filete da rosca interna

    i – ângulo da hélice (α)

    rre – arredondamento do fundo da rosca do parafuso

    rri – arredondamento do fundo da rosca da porca

    1.2.3 Sistemas de roscasAs roscas de perfil triangular são fabricadas segundo três sistemas normalizados:

    o sistema métrico ou internacional (ISO), o sistema inglês, ou whitworth, e

    o sistema americano.

    1.2.3.1 Sistema métrico

    No sistema métrico, as medidas das roscas são expressas em milímetros, tendo

    os filetes forma triangular, ângulo de 60º, crista plana e raiz arredondada.

    e-Tec BrasilAula 1 - Elementos de fixação   29

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    Figura 1.14: Características das roscas no sistema métricoFonte: CTISM

    a) Nomenclatura da rosca métrica triangular.

    P – passo de rosca

    d – diâmetro maior do parafuso

    d1 – diâmetro menor do parafuso

    d2 – diâmetro efetivo do parafuso

    a – ângulo do perfil da rosca

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

    D = diâmetro maior da porca

    D1 – diâmetro menor da porca

    D2 – diâmetro efetivo da porca

    he – altura do filete do parafuso

    rre = raio de arredondamento da raiz do filete do parafuso

    rri – raio de arredondamento da raiz do filete da porca

    Elementos de Máquinase-Tec Brasil   30

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    Figura 1.15: Rosca métrica triangularFonte: CTISM

    Pode-se observar neste tipo de rosca, conforme Figura 1.15, o ângulo de 60˚

    entre os filetes da rosca.

    b) Fórmulas utilizadas para obter a rosca métrica triangular.

    Ângulo do perfil da rosca

    Diâmetro menor do parafuso

    Diâmetro efetivo do parafuso

    e-Tec BrasilAula 1 - Elementos de fixação   31

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    Folga entre a raiz do filete da porca e a crista do filete do parafuso

    Diâmetro maior da porca

    Diâmetro menor da porca

    Diâmetro efetivo da porca

    Altura do filete do parafuso

    Raio de arredondamento da raiz do filete do parafuso

    Raio de arredondamento da raiz do filete da porca

    Rosca métrica fina – para o cálculo de roscas triangulares métricas finas,

    são usadas as mesmas fórmulas das roscas triangulares métricas normais. A

    única diferença está relacionada à medida do passo.

    Elementos de Máquinase-Tec Brasil   32

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    1.2.3.2 Sistema withworth

    No sistema withworth, as medidas são expressas em polegadas. Nesse sistema

    o filete apresenta forma triangular, ângulo de 55º, crista e raiz arredondadas.

    O passo é determinado dividindo-se uma polegada (25,4 mm) pelo número

    de filetes contidos em uma polegada (Equação 1.14).

    No sistema withworth a rosca normal é caracterizada pela sigla BWS (British

    Standard Whitwort ) e a rosca fina pela sigla BSF (British Standard Fine).

    Figura 1.16: Características das roscas no sistema withworthFonte: CTISM

    a) Fórmulas utilizadas para obter a rosca withworth.

    Segue a mesma nomenclatura da rosca métrica.

    e-Tec BrasilAula 1 - Elementos de fixação   33

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    Figura 1.17: Rosca withworthFonte: CTISM

    Pode-se observar, neste tipo de rosca, conforme Figura 1.17, o ângulo de 55˚

    entre os filetes da rosca.

    1.2.3.3 Sistema americano

    Já no sistema americano, as medidas são expressas em polegadas. O filetetem forma triangular, ângulo de 60º, crista plana e raiz arredondada. O passo

    é verificado dividindo-se uma polegada pelo número de filetes contidos em

    uma polegada.

    No sistema americano a rosca normal é caracterizada pela sigla NC (National

    Coarse) e a rosca fina pela sigla NF (National Fine).

    Elementos de Máquinase-Tec Brasil   34

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    Figura 1.18: Características das roscas no sistema americanoFonte: CTISM

    A diferença entre rosca fina e rosca grossa está relacionada ao número defiletes por polegada, ou seja, a rosca fina possui maior número de filetes.

    1.2.3.4 Verificadores de rosca

    Inicialmente, para calcular as roscas, é importante que se faça a medição do

    passo da rosca. O que pode ser feito utilizando-se um pente de rosca, escala ou

    paquímetro (Figura 1.19). Esses instrumentos são definidos como verificadores

    de roscas. Eles possibilitam expressar a medida do passo em milímetro, ou em

    filetes por polegada, e também a medida do ângulo dos filetes.

    Figura 1.19: Verificadores de roscasFonte: CTISM

    e-Tec BrasilAula 1 - Elementos de fixação   35

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    1.2.4 Tipos de roscasDefinidos pelo perfil da rosca, elas podem ser do tipo triangular (métrica,

    whitworth, americana), dente de serra, redonda, quadrada e trapezoidal, etc.

    Devido à aplicação, os tipos métrica e a whitworth são consideradas as mais

    comuns, sendo normalizadas, ou seja, são predefinidas as suas dimensões,ângulo do filete, passo, forma de crista e da raiz, etc.

    A rosca do tipo métrica é descrita pela letra M maiúscula, acrescida do diâmetro

    do parafuso (em mm), dessa forma M8, refere-se a uma rosca métrica de

    8 mm de diâmetro. Quando a expressão M20 × 1,5 é usada, significa que

    estamos diante de uma rosca métrica fina, ou seja, com passo menor do que

    a normal, de 20 mm de diâmetro, e com passo de 1,5 mm.

    Em relação aos tipos de passos, podem ser classificada da seguinte forma:

    a) Rosca fina  (rosca de pequeno passo) – corresponde a uma rosca de

    pequeno passo, muito empregada na construção de automóveis e aero-

    naves, sobretudo porque nesses veículos acontecem choques e vibrações

    que tendem a afrouxar a porca. Sua utilização pode ocorrer quando há

    necessidade de uma ajustagem fina ou devido à uma maior tensão inicial

    de aperto. Ela também é empregada em chapas de pouca espessura e

    em tubos, por não diminuir sua secção. Estas roscas são largamente uti-

    lizadas em parafusos feitos de aços-liga, tratados termicamente.

    b) Rosca média (normal) – este tipo de rosca é empregada normalmente

    em construções mecânicas e em parafusos de modo geral, por propor-

    cionar uma boa tensão inicial de aperto. Sua utilização em montagens

    sujeitas a vibrações exige, como segurança, o uso de arruelas de pressão.

    c) Rosca de transporte ou movimento – caracteriza-se por possuir pas-

    so longo transformando o movimento giratório em um deslocamento

    longitudinal maior do que os tipos de roscas já citadas anteriormente.

    Destacam-se por serem utilizadas normalmente em máquinas, tais como,

    tornos, prensas, morsa, etc., ou em casos em que ocorram montagens edesmontagens frequentes.

    Elementos de Máquinase-Tec Brasil   36

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    ResumoNesta aula conhecemos os diferentes tipos de elementos de fixação, móveis e

    permanentes, suas características e aplicações. Também aprendemos a calcular

    as diferentes dimensões de roscas, envolvendo o perfil métrico, whitworth 

    e americano.

    Atividades de aprendizagem1. Complete corretamente a frase abaixo de acordo com as alternativas

    propostas.

    Normalmente os elementos de fixação exigem muita habilidade e cuidado devido

    ao fato de serem os componentes mais ______________ e ______________

    em uma união mecânica.

    a) frágeis, sensíveis

    b) frágeis, maleáveis

    c) resistentes, sensíveis

    d) frágeis, corrosivos

    e) resistentes, maleáveis

    2. Assinale (V) para verdadeiro e (F) para falso nas alternativas a seguir.

      )( Quando o anel é alojado sobre um eixo, ele é chamado de anel interno.

      )( Quando o anel é alojado dentro de um furo, ele é chamado de anel

    externo.

      )( As arruelas são utilizadas para acoplar a carga sobre a superfície das

    peças unidas.

      )( Ao projetar um conjunto mecânico, é importante que seja definido o

    elemento de fixação apropriado em relação às peças que devem ser

    unidas ou retiradas.

      )( As arruelas de cobre, fibra, couro e alumínio, em particular, são extensi-

    vamente utilizadas na vedação de fluidos.

    e-Tec BrasilAula 1 - Elementos de fixação   37

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    3. Assinale a alternativa incorreta em relação ao elemento de fixação de-

    nominado chaveta.

    a) Apresentam um corpo de forma prismática ou cilíndrica.

    b) Utilizados para unir elementos mecânicos, tais como: eixo/polia.

    c) É considerado um tipo de união desmontável, permitindo a transmissão

    de movimentos a outros órgãos, tais como engrenagens e polias.

    d) Podem apresentar faces paralelas ou inclinadas, variando de acordo com

    a grandeza do esforço solicitado e com o tipo de movimento que deve

    ser transmitido.

    e) São colocadas em rasgos ou cavidades de peças podendo ser denomina-das como elementos de apoio.

    4. Em relação ao tipo de porca, relacione as colunas e assinale a alternativa

    correta.

    (A) Porca castelo

    (B) Porca cega

    (C) Porca borboleta

    a) A – B

    b) B – A

    c) A – C

    d) B – C

    e) C – B

      )( Porca hexagonal com seis entalhes

    radiais, coincidentes dois a dois.

    )( Porca que apresenta uma das extremida-

    des do furo rosqueado encoberta.

    Elementos de Máquinase-Tec Brasil   38

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    5. Em relação ao tipo de perfil de rosca, relacione as colunas e assinale a

    alternativa correta.

    (A) Triangular

    (B) Redondo

    (C) Trapezoidal

    (D) Quadrado

    a) C – B – A – D

    b) A – C – D – B

    c) C – B – D – A

    d) A – C – B – D

    e) C – A – B – D

    6. As roscas de perfil triangular são fabricadas segundo três sistemas norma-

    lizados, desta forma, relacione as colunas e assinale a alternativa correta.

    (A) Sistema métrico

    (B) Sistema withworth

    (C) Sistema americano

      )( É o tipo de perfil considerado como o

    mais comum, sendo utilizado em parafu-sos e porcas de fixação, uniões e tubos.

    )( É empregado em parafusos com grandes

    diâmetros e suporta grandes esforços,

    geralmente em componentes ferroviários.

      )( Roscas com este perfil são emprega-

    das em instrumentos de comando das

    máquinas operatrizes, na transmissão de

    movimento suave e uniforme, fusos eprensas de estampar.

      )( Utilizado em parafusos e peças sujeitas

    a choques e grandes esforços.

      )( Medidas das roscas são expressas emmilímetros, ângulo de 60º, crista plana

    e raiz arredondada.

      )( Medidas são expressas em polegadas.

    Nesse sistema, o filete tem ângulo de 55º,

    com crista e raiz arredondadas. O passo

    e-Tec BrasilAula 1 - Elementos de fixação   39

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    a) B – A – C

    b) A – C – B

    c) B – C – A

    d) A – B – C

    e) C – A – B

    7. Resolva os exercícios a seguir, envolvendo as dimensões da rosca métrica

    triangular.

    a) Calcular o valor do diâmetro menor de um parafuso (d1) para uma rosca

    métrica normal, cujo diâmetro externo é de 6 mm e o passo igual a 1 mm.

    b) Calcular o valor do diâmetro menor de um parafuso (d1) para uma rosca

    cujo diâmetro externo (d) é de 10 mm e o passo (p) igual a 1,5 mm.

    c) Calcule o valor do diâmetro menor de um parafuso (d1), sabendo que o

    diâmetro maior é de 12 mm e o passo é de 1 mm.

    d) Calcular o valor do diâmetro efetivo (d2) de um parafuso (Ø médio), comrosca métrica normal, cujo diâmetro é de 12 mm e o passo é de 1,75 mm.

    e) Calcule o valor do diâmetro médio de um parafuso com rosca métrica

    normal, de diâmetro externo 8 mm e passo 1,25 mm.

    f) Calcular o valor do diâmetro menor de uma porca com rosca métrica nor-

    mal, cujo diâmetro maior do parafuso é de 6 mm e o passo é de 1 mm.

    é determinado dividindo-se uma pole-

    gada pelo número de filetes contidos

    em uma polegada.

      )( Medidas são expressas em polegadas.O filete tem ângulo de 60º, com crista

    plana e raiz arredondada. O passo é

    determinado dividindo-se uma pole-

    gada pelo número de filetes contidos

    em uma polegada.

    Elementos de Máquinase-Tec Brasil   40

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    g) Calcule o valor do diâmetro maior de uma porca com rosca métrica nor-

    mal, cujo diâmetro maior do parafuso é de 8 mm e o passo é de 1,25 mm.

    h) Calcule a folga (f) de uma rosca métrica normal de um parafuso, cujo

    diâmetro maior (d) é de 10 mm e o passo (p) é de 1,5 mm.

    i) Calcule a folga (f) de uma rosca métrica normal de um parafuso, cujo

    diâmetro maior (d) é de 14 mm e o passo (p) é de 2 mm.

     j) Calcular a altura do filete de um parafuso com rosca métrica normal,

    com diâmetro maior de 4 mm e o passo de 0,7 mm.

    k) Calcule a altura do filete de um parafuso com rosca métrica normal, com

    diâmetro maior de 20 mm e passo de 2,5 mm.

    8. Resolva os exercícios a seguir, envolvendo as dimensões da rosca withworth.

    a) Calcular o diâmetro efetivo do parafuso (Ø médio) com rosca whitworth,

    cujo diâmetro externo é de 5/16” (7,9375 mm), tendo 18 fios por polegada.

    b) Calcular o diâmetro menor de um parafuso com rosca whitworth, cujo

    diâmetro é de 1/2 polegada (12,7 mm) e que tem 12 fios por polegada.

    c) Calcular o passo em mm de um parafuso com rosca whitworth, saben-

    do-se que a rosca tem 32 fios por polegada.

    d) Calcular a altura de filete (he) de uma rosca whitworth, sabendo-se que

    o passo é de 0,793 mm.

    e) Calcular o raio de arredondamento da raiz do filete do parafuso de uma

    rosca whitworth com 10 fios por polegada.

    e-Tec BrasilAula 1 - Elementos de fixação   41

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    e-Tec Brasil

    Aula 2 – Elementos de apoio de fixação

    Objetivos

    Identificar os diferentes elementos de apoio.

    Conhecer os tipos de mancais.

    Reconhecer suas características e aplicações.

    2.1 Elementos de apoio – mancais, buchase guias

    Os elementos de apoio, utilizados na área da mecânica e abordados nesta

    aula, referem-se aos mancais, buchas e guias.

    2.2 MancalEste elemento é um suporte de apoio de eixos e rolamentos que são elementos

    girantes de máquinas, os quais classificam-se em duas categorias: mancais

    de deslizamento e mancais de rolamento. A função dos mancais é minimizar

    o atrito e, portanto, aumentar o rendimento do sistema mecânico, entre

    partes que se movem entre si. A aplicação dos mancais pode ser observada

    na relação entre eixos e carcaças de redutores e entre carros e barramentos

    de máquinas-ferramentas.

    2.2.1 Mancais de deslizamentosEstes mancais referem-se a concavidades nas quais as pontas de um eixo

    se apóiam. A principal função dos mancais de deslizamento, existentes em

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

    Eles são considerados como elementos de máquinas sujeitos às forças deatrito. Estas forças surgem devido à rotação dos eixos, exercendo cargas nos

    alojamentos dos mancais que os contêm. A vida útil dos mancais de desliza-

    mento pode ser prolongada, desde que, alguns parâmetros de construção

    sejam observados. Os materiais de construção dos mancais de deslizamento

    devem ser bem selecionados e apropriados a partir da concepção do projeto

    de fabricação. Geralmente, os mancais de deslizamento são constituídos por

    Assista a um vídeo sobremontagem de mancal em:http://www.youtube.com/watch?v=0JjIgeezQz4

    e-Tec BrasilAula 2 - Elementos de apoio de fixação   43

  • 8/20/2019 Elementos Maquina

    44/152

    uma bucha, fixada num suporte. Esses mancais são usados em máquinas

    pesadas ou em equipamentos de baixa rotação, porque a baixa velocidade

    evita o superaquecimento dos componentes expostos ao atrito.

    Neste caso, o uso de buchas e de lubrificantes permite reduzir esse atrito,melhorando a rotação do eixo.

    2.2.2 Mancais de rolamentoEstes tipos de mancais são empregados para comportar esferas ou rolos nos

    quais o eixo se apoia, de forma que quando o eixo gira as esferas ou rolos,

    também giram confinados dentro do mancal. Em geral, um mancal de rola-

    mento é um tipo de mancal, em que a carga principal é transferida por meio

    de elementos de contato, por rolamento em vez de deslizamento.

    Os mancais de rolamento, fabricados para suportar cargas que atuam per-pendicularmente ao eixo, tais como os rolamentos dos cubos de rodas, são

    chamados de rolamentos radiais. Já os projetados para suportar cargas que

    atuam na direção do eixo são chamados de rolamentos axiais. Um rolamento

    axial, por exemplo, pode ser utilizado para suportar o empuxo da hélice

    propulsora de um navio. Alguns tipos de rolamento radiais são capazes de

    suportar, cargas combinadas, isto é, cargas radiais e axiais. Para casos em que

    se deseja um mancal com maior velocidade e menos atrito, o de rolamento é o

    mais adequado. Em relação à classificação dos rolamentos, esta é estabelecida

    em função dos seus elementos rolantes. De forma que o mancal de rolamento

    trabalha com atrito de rolamento, sendo esta a principal causa de seu menor

    atrito, em relação ao mancal de deslizamento.

    Os mancais de rolamento limitam, ao máximo, as perdas de energia em con-

    sequência do atrito. São geralmente constituídos de dois anéis concêntricos,

    entre os quais são colocados elementos rolantes como esferas, roletes e agulhas.

    A poeira, sobrecarga, umidade, corrosão, defeito de montagem, temperatura

    elevadas e lubrificação deficiente são fatores que podem influenciar na vida

    do rolamento.

    2.2.2.1 Vantagens e desvantagens dos rolamentos• Menor atrito e aquecimento.

    • Maior sensibilidade aos choques.

    Elementos de Máquinase-Tec Brasil   44

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    • Baixa exigência de lubrificação.

    • Maiores custos de fabricação.

    Intercambiabilidade internacional.

    • Tolerância pequena para carcaça e alojamento do eixo.

    • Não há desgaste do eixo.

    • Pequeno aumento da folga.

    • Não suporta cargas tão elevadas durante a vida útil, como os mancais de

    deslizamento.

    • Ocupa maior espaço radial.

    2.2.2.2 Tipos e seleção

    Os rolamentos são selecionados conforme:

    • As medidas do eixo.

    • O diâmetro interno (d).

    • O diâmetro externo (D).

    • A largura (L).

    • O tipo de solicitação.

    • O tipo de carga.

    • O número de rotação.

    As funções requeridas para os rolamentos diferem de acordo com a aplicação,

    e devem ser mantidas necessariamente por um período além do determinado.

    O rolamento, mesmo que utilizado corretamente, com o passar do tempo

    deixa de desempenhar de forma satisfatória a sua função. Isso deve-se a vários

    fatores, o aumento de ruído e vibração, a redução da precisão pelo desgaste,

    a deterioração da graxa lubrificante, e pelo escamamento que ocorre por

    fadiga e que pode surgir na superfície do rolamento.

    e-Tec BrasilAula 2 - Elementos de apoio de fixação   45

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    46/152

    2.2.2.3 Limite de rotação

    Corresponde à velocidade máxima permissível obtida empiricamente, que

    permite a operação contínua do rolamento, sem que ocorra o travamento

    por superaquecimento ou a geração de calor acima de determinado limite.

    Rolamentos autocompensadores   são componentes de duas carreiras,

    autossustentáveis, compostos por anéis externos maciços, cuja pista é oca,

    tendo, em seu interior, anéis internos maciços, assim como rolamento de

    rolos com gaiolas. Os anéis internos têm perfurações cilíndricas ou cônicas.

    Os rolamentos classificam-se de acordo com as forças que eles suportam e

    podem ser radiais, axiais e mistos.

    • Radiais – não suportam cargas axiais e impedem o deslocamento no

    sentido transversal ao eixo.

    • Axiais – não podem ser submetidos a cargas radiais e impedem o deslo-

    camento no sentido axial, isto é, longitudinal ao eixo.

    • Mistas – suportam tanto carga radial, como axial. Impedem o desloca-

    mento tanto no sentido transversal, quanto no axial.

    Conforme a solicitação, os mancais apresentam uma infinidade de tipos

    empregados em aplicações específicas, tais como: máquinas agrícolas, motores

    elétricos, máquinas ferramentas, compressores, construção naval, etc.

    Quanto aos elementos rolantes, os rolamentos podem ser:

    a) De esferas – neste caso, os corpos rolantes são esferas, considerados

    mais apropriados para rotações mais elevadas.

    b) De rolos – quando os corpos rolantes são formados de rolos cilíndricos,

    cônicos ou barriletes, suportam cargas maiores e devem ser usados em

    velocidades menores.

    Os rolamentos de rolos cilíndricos tem um contato linear com as pistas, e

    podem acomodar altas cargas radiais. Os rolos são guiados pelas bordas,

    através do anel interno ou externo, sendo adequados para aplicações com

    altas rotações. Além disso, os rolamentos de rolos cilíndricos são separáveis

    e relativamente de fácil montagem e desmontagem, mesmo quando são

    necessários ajustes por interferência.

    Assista a um vídeo sobre comofuncionam os rolamentos

    autocompensadores de esferasem:

    www.youtube.com/watch?v=wvd8OuHH1AU

    Elementos de Máquinase-Tec Brasil   46

  • 8/20/2019 Elementos Maquina

    47/152

    Os rolamentos de rolos cônicos são construídos de tal forma que as linhas

    centrais das pistas e dos rolos convergem para um ponto.

    c) De agulhas – apresentam corpos rolantes de pequeno diâmetro e gran-

    de comprimento, sendo recomendados para mecanismos oscilantes,onde a carga não é constante e o espaço radial é limitado.

    Algumas vantagens e desvantagens existentes entre os mancais de deslizamento

    e rolamento podem ser definidas de acordo com determinadas ocorrências.

    • Em relação ao nível de ruído – neste caso, o mancal de deslizamento

    apresenta um nível de ruído menor do que o de rolamento.

    • Vida útil – o mancal de deslizamento apresenta uma vida ilimitada recupe-

    rável, enquanto a vida útil do mancal de rolamento é limitada pela fadiga.

    • Consumo de lubrificante – maior no caso do mancal de deslizamento,

    quando comparado com o de deslizamento.

    • Quanto às combinações de cargas radiais e axiais – em relação ao

    mancal de deslizamento é mais difícil do que em comparação ao mancal

    de rolamento.

    2.3 BuchasSão elementos de máquinas que servem de apoio para a realização de outras

    funções, cuja forma pode ser cilíndrica ou cônica, servindo de apoio para

    eixos, assim como para guiar brocas e alargadores. As buchas de fixação são

    utilizadas para obter uma fixação segura e de fácil montagem e desmontagem

    em volantes, polias, engrenagens, conjuntos de freios-embreagem, manivelas,

    em eixos ou pinos, sem a necessidade de rasgos e chavetas. Em situações em

    que o eixo desliza dentro da bucha, deve haver lubrificação.

    As buchas podem ser fabricadas de metal antifricção ou de materiais plásticos.Normalmente, a bucha deve ser fabricada com material que apresente uma

    dureza inferior ao material do eixo, como por exemplo, feitas de materiais

    macios, como o bronze e ligas de metais leves. As buchas podem ser classifi-

    cadas quanto ao tipo de solicitação e podem ser de fricção radial para esforços

    radiais, de fricção axial para esforços axiais e cônicos para os esforços que

    ocorrem nos dois sentidos.

    metal antifricçãoÉ uma liga de cobre, zinco,estanho, chumbo e antimônio.É conhecido também por metalpatente ou metal branco.

    e-Tec BrasilAula 2 - Elementos de apoio de fixação   47

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    Estes elementos de máquinas estão sujeitos às forças de atrito. Portanto,

    devem apresentar um sistema de lubrificação eficiente.

    As forças de atrito geram desgastes e calor e opõem-se, também, ao deslo-

    camento dos eixos.

    Figura 2.1: Bucha acoplada a peça e ao eixoFonte: CTISM

    2.3.1 Tipos de buchasAs buchas divergem em relação à suas formas e aplicações.

    • Buchas de fricção radial – apresentam várias formas e as mais comuns

    são feitas de um corpo cilíndrico furado, sendo que o furo possibilita a

    entrada de lubrificantes.

    Essas buchas são empregadas em peças utilizadas para cargas pequenas

    e em lugares de fácil manutenção. Em alguns casos, essas buchas são

    cilíndricas na parte interior e cônicas na parte externa. Os extremos são

    roscados e possuem três rasgos longitudinais, que permitem o reajuste

    das buchas nas peças.

    • Bucha de fricção axial – esse tipo de bucha é usada para suportar o

    esforço de um eixo em posição vertical.

    • Bucha cônica – utilizada para suportar um eixo onde esforços radiais e

    axiais são exigidos, em que normalmente são requeridos dispositivos de

    fixação, sendo por isso, pouco empregadas.

    Assista a um vídeo sobre buchasde fixação e suas aplicações em:

    http://www.youtube.com/watch?v=aQzCpA4Z16c

    Elementos de Máquinase-Tec Brasil   48

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    • Bucha-guia para furação e alargamento – nos dispositivos para fura-

    ção, o tipo de bucha-guia orienta e possibilita o autoposicionamento da

    ferramenta que atua na peça, permitindo obter a posição correta das

    superfícies usinadas. São consideradas elementos de precisão, sujeitas ao

    desgaste por causa do atrito. Por essa razão, são produzidas em aço duro,com superfícies bem lisas, de preferência retificadas.

    As buchas pequenas com até 20 mm de diâmetro são produzidas em aço-car-

    bono, temperado ou nitretado, já, as maiores, em aço cementado.

    A nitretação de metais é um processo que possibilita alterar as propriedades de

    dureza superficial, resistência térmica, corrosão e de dureza superficial do material.

    A distância existente entre a bucha-guia e a peça baseia-se em dois parâmetros:

    • Quando o cavaco tiver que passar pelo interior da bucha-guia, a distância

    será de 0,2 mm (Figura 2.2).

    Figura 2.2: Bucha guia com distância de 0,2 mmFonte: CTISM

    • Quando o cavaco tiver que sair por baixo da bucha-guia, a distância será

    igual ou maior que 0,5 mm, multiplicado pelo diâmetro do furo da bucha

    (Figura 2.3).

    e-Tec BrasilAula 2 - Elementos de apoio de fixação   49

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    Figura 2.3: Bucha guia com distância de 0,5 mmFonte: CTISM

    A principal finalidade da bucha-guia é a de manter um eixo comum (coaxilidade)entre ela e o furo, fazendo com que as buchas-guia apresentem tipos variados.

    Quando a distância entre a peça e a base de sustentação da bucha-guia é

    grande, usam-se buchas-guia longas com as seguintes características:

    • Distância (e) com saída por baixo do cavaco.

    • Bucha com borda para limitação da descida.

    • Diâmetro (d) conforme a ferramenta rotativa.

    • Diâmetro (D) maior que a ferramenta rotativa.

    2.4 GuiasElemento de máquina que sustenta, com certo rigor, a trajetória de determi-

    nadas peças. Neste caso, temos como exemplo o trilho, que serve como guia

    da porta corrediça, conforme Figura 2.4.

    Elementos de Máquinase-Tec Brasil   50

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    Figura 2.4: Guia de porta corrediçaFonte: CTISM

    No caso de se desejar movimento retilíneo, geralmente utiliza-se guias consti-

    tuídas de peças cilíndricas ou prismáticas. De forma que essas peças deslizem

    dentro de outra peça, com forma geométrica semelhante. As guias podemser abertas ou fechadas, como pode ser visto nas Figuras 2.5 e 2.6.

    Figura 2.5: Guia fechada tipo rabo de andorinhaFonte: CTISM

    Figura 2.6: Guia abertaFonte: CTISM

    e-Tec BrasilAula 2 - Elementos de apoio de fixação   51

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    2.4.1 Classificação das guiasAs guias classificam-se em dois grupos: guias de deslizamento e de rolamento,

    sendo que as guias de deslizamento apresentam-se, geralmente, nas formas

    mostradas na Figura 2.7.

    Figura 2.7: Tipos de guias de deslizamentoFonte: CTISM

    Nas máquinas operatrizes são empregadas combinações de vários perfis de

    guias de deslizamentos, conhecidos como barramento.

    As guias de rolamento originam menor atrito se comparado com as guias de

    deslizamento, isto ocorre porque os elementos rolantes giram entre as guias.

    Estes elementos rolantes podem ser especificados através de esferas ou roletes.

    2.4.2 LubrificaçãoEm geral, as guias são lubrificadas com óleo, o qual é introduzido entre as

    superfícies em contato através de ranhuras ou canais de lubrificação. O óleo

    deve correr pelas ranhuras de forma que atinja toda a extensão da pista e

    crie uma película lubrificante.

    2.4.3 Conservação de guiasPara manter as guias de deslizamento e de rolamento em bom estado, sãosugeridas as seguintes medidas:

    • Manter as guias sempre lubrificadas.

    • Protegê-las quando são expostas a um meio abrasivo.

    Assista a um vídeo sobrelubrificação de guias e

    barramentos em:www.youtube.com/

    watch?v=2CtIXVBQZh4

    Elementos de Máquinase-Tec Brasil   52

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    • Protegê-las com madeira quando forem utilizadas como apoio de algum

    objeto.

    • Providenciar a manutenção do ajuste da régua, sempre que necessário.

    ResumoNesta aula aprendemos a identificar os diferentes elementos de apoio. Conhe-

    cemos os tipos de mancais e suas aplicações, assim como a utilização e

    classificação de buchas e guias.

    Atividades de aprendizagem1. Os rolamentos classificam-se de acordo com as forças que eles suportam

    e estão citados na primeira coluna. Desta forma, associe as colunas eassinale a alternativa que contém a sequência correta.

    (A) Radiais

    (B) Axiais

    (C) Mistos

    a) A – B – C

    b) A – C – B

    c) C – B – A

    d) B – A – C

    e) B – C – A

    2. Defina rolamentos autocompensadores.

      )( Não podem ser submetidos a cargas radiais.

    Impedem o deslocamento no sentido axial,

    isto é, longitudinal ao eixo.

      )( Não suportam cargas axiais e impedem o des-

    locamento no sentido transversal ao eixo.

      )( Não suportam carga radial, nem axial.

    Impedem o deslocamento tanto no sentido

    transversal, quanto no axial.

    e-Tec BrasilAula 2 - Elementos de apoio de fixação   53

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    3. Marque (V) para verdadeiro ou (F) para falso para as afirmativas a seguir

    e assinale a alternativa correta.

      )( Os mancais de rolamento limitam, ao máximo, as perdas de energia em

    consequência do atrito.

      )( Mancais de deslizamento são usados em máquinas pesadas e em equi-

    pamentos de alta rotação.

      )( A principal finalidade da bucha-guia é a de manter um eixo comum

    (coaxilidade) entre ela e o furo.

      )( Buchas de fricção radial apresentam várias formas, e as mais comuns

    são feitas de um corpo cilíndrico furado, sendo que o furo possibilita a

    entrada de lubrificantes.

      )( As buchas são elementos de máquinas cuja forma pode ser cilíndrica

    ou cônica, servindo de apoio para eixos, assim como para guiar brocas

    e alargadores.

    a) V – V – V – V – F

    b) V – F - V – V – V

    c) V – V – F – V – V

    d) F – V – V – V – V

    e) V – V – V – F – V

    4. De acordo coma as frases a seguir, assinale as alternativas corretas.

    A distância existente entre a bucha-guia e a peça baseia-se em dois parâmetros:

    (A) Quando o cavaco tiver que passar pelo interior da bucha-guia, a distância

    será de 0,4 mm.

    (B) Quando o cavaco tiver que passar pelo interior da bucha-guia, a distância

    será de 0,2 mm.

    Elementos de Máquinase-Tec Brasil   54

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    (C) Quando o cavaco tiver que passar pelo interior da bucha-guia, a distância

    será de 0,5 mm.

    (D) Quando o cavaco tiver que sair por baixo da bucha-guia, a distância será

    igual ou maior que 0,5 mm, multiplicado pelo diâmetro do furo da bucha.

    (E) Quando o cavaco tiver que sair por baixo da bucha-guia, a distância será

    igual ou maior que 0,2 mm, multiplicado pelo diâmetro do furo da bucha.

    a) A e B

    b) A e C

    c) B e D

    d) D e E

    e) C e D

    e-Tec BrasilAula 2 - Elementos de apoio de fixação   55

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    e-Tec Brasil

    Aula 3 – Elementos flexíveis elásticos  – molas

    Objetivos

    Conhecer os elementos flexíveis elásticos.

    Definir os tipos e suas aplicações.

    Identificar as várias medidas na dimensão de molas.

    3.1 Elementos flexíveis elásticosAs molas da Figura 3.1 são elementos de máquinas que tem a função de

    armazenar energia, assim como absorver ou amortecer choques e vibrações.

    Possuem também a capacidade de sofrer grandes deformações voltando ao

    seu estado inicial. Estes elementos flexíveis tem a característica de transmitir

    potência através de distâncias relativamente grandes, substituindo engrenagens,

    eixos, mancais ou dispositivos similares de transmissão de potência.

    Figura 3.1: Molas helicoidaisFonte: http://www.freeimages.com/browse.phtml?f=view&id=643414

    As molas são órgãos mecânicos usados para exercer forças, para prestar

    flexibilidade, e para armazenar energia na forma de energia mecânica de

    deformação elástica. Podem ser classificadas quanto à sua forma e natureza

    e-Tec BrasilAula 3 - Elementos flexíveis elásticos – molas   57

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    dos esforços que as solicitam. Quanto à forma geométrica, as molas podem

    ser helicoidais (forma de hélice) ou planas e, quanto ao esforço que suportam,

    as molas podem ser de tração, de compressão ou de torção (Figura 3.2).

    Figura 3.2: Tipos de esforços suportados pelas molasFonte: CTISM

    A flexibilidade (φ), de uma mola quantifica-se pelo valor constante da relação

    entre o deslocamento y do ponto de aplicação da força atuante e a intensi-

    dade P da força atuante. A rigidez de uma mola, designada por constante

    de mola k, é o inverso da flexibilidade, determinada através da relação entre

    a intensidade da força atuante e o seu respectivo deslocamento.

    Elementos de Máquinase-Tec Brasil   58

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    Figura 3.3: Flexibilidade e rigidez em uma mola

    Fonte: CTISM

    No dimensionamento de uma mola há, em geral, a necessidade de atender

    aos seguintes fatores:

    • Permitir o alojamento da mola no espaço disponível.

    • Satisfazer os requisitos de rigidez.

    • Enquadrar os valores do deslocamento e da força máximos aos valores

    impostos pelo projeto.

    Satisfazer a condição de resistência nas condições estáticas e de fadiga.

    3.2 Tipos de molasDe acordo com o tipo de aplicação e material de fabricação, as molas podem

    apresentar diferentes formas e tamanhos.

    e-Tec BrasilAula 3 - Elementos flexíveis elásticos – molas   59

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    3.2.1 Molas helicoidaisCorrespondem ao tipo de mola mais usada na área da mecânica. Em geral, elas

    são produzidas a partir de barra de aço, sendo enrolada em forma de hélice

    cilíndrica ou cônica e cuja seção pode ser retangular, circular, quadrada, etc.

    Figura 3.4: Molas helicoidaisFonte: CTISM

    Em geral, a mola helicoidal é enrolada à direita. Caso for enrolada à esquerda,

    o sentido da hélice deve ser indicado no desenho. As molas helicoidais podem

    atuar por meio de compressão, tração ou por torção.

    3.2.1.1 Classificação das molas helicoidais

    a) Mola helicoidal de compressão – formada por espirais, de forma que,

    quando comprimida por alguma força, o espaço existente entre as espi-

    ras diminui, reduzindo o comprimento da mola.

    b) Mola helicoidal de tração – esta mola, além das espiras, possui gan-

    chos nas extremidades, os quais são chamados de olhais. Para que este

    tipo de mola possa realizar a sua função, é necessário que seja esticada,

    aumentando o seu comprimento. Já, em estado de repouso, volta ao seu

    comprimento normal.

    c) Mola helicoidal de torção – além das espiras, também apresenta dois

    braços de alavancas. É através desses braços que as molas de torção são

    solicitadas, de forma que, durante o seu funcionamento, a mola apresen-

    te uma pequena deformação em seu diâmetro de enrolamento.

    Assista a um vídeo sobre oprocesso de confecção de molas

    helicoidais em:www.youtube.com/

    watch?v=VqELBYe_aA8

    Elementos de Máquinase-Tec Brasil   60

  • 8/20/2019 Elementos Maquina

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    A mola helicoidal cônica refere-se a uma construção diferente da mola helicoi-

    dal comum, tendo praticamente o mesmo funcionamento, onde a principal

    diferença ocorre devido ao seu “empacotamento”.

    3.2.1.2 Dimensão de uma mola helicoidalNo caso de uma mola helicoidal de compressão cilíndrica, temos as seguintes

    dimensões.

    Figura 3.5: Dimensões de uma mola helicoidalFonte: CTISM

    De – diâmetro externo

    Di – diâmetro interno

    H – comprimento da mola

    d – diâmetro da seção do arame

    P – passo da mola

    n° de espiras – número de espiras da mola

    Passo – corresponde à distância referente aos centros de duas espiras conse-

    cutivas, a qual é medida paralelamente ao eixo da mola.

    e-Tec BrasilAula 3 - Elementos flexíveis elásticos – molas   61

  • 8/20/2019 Elementos Maquina

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    3.2.2 Molas planasSão molas produzidas a partir de material plano ou em fita, com formato

    simples e podem ser definidas como: feixe de molas, prato e espiral.

    Figura 3.6: Representação de um feixe de molas planasFonte: CTISM

    a) O feixe de molas é obtido através de diversas peças planas cujo compri-

    mento é variável, acomodadas de forma que permaneçam retas sob a

    ação de uma dada força.

    b) As molas prato possuem a forma de um tronco de cone cujas paredes

    apresentam seção retangular. De uma forma geral, as molas prato fun-

    cionam associadas entre si, empilhadas, formando colunas, as quais de-

    pendem da necessidade que se tem em vista.

    c) A mola em espiral apresenta a forma de espiral ou caracol, sendo pro-

    duzida, em geral, sob forma de barra ou lâmina com seção retangular. A

    mola espiral é enrolada de tal forma que todas as espiras ficam concên-

    tricas e coplanares.

    ResumoNesta aula, aprendemos a conhecer os elementos flexíveis elásticos, ou seja,

    as molas, seus tipos e aplicações. Assim como a identificar as especificações

    de medidas existentes na dimensão dessas molas.

    Atividades de aprendizagem

    1. Marque (V) para verdadeiro e (F) para falso para as afirmativas a seguir eassinale a alternativa correta.

      )( As molas possuem a capacidade de sofrer grandes deformações voltando

    ao seu estado inicial.

    Elementos de Máquinase-Tec Brasil   62

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      )( A constante de mola k, é o inverso da flexibilidade, determinada atra-

    vés da relação entre a intensidade da força atuante e o seu respectivo

    deslocamento.

      )( Mola helicoidal corresponde a um dos tipos de molas mais usadas naárea da mecânica.

      )( Mola helicoidal de torção apresenta uma grande deformação em seu

    diâmetro de enrolamento.

    a) V – F – F – V

    b) V – V – F – F

    c) F – V – F – V

    d) F – F – V – V

    e) V – F – V – F

    2. As molas planas são molas produzidas a partir de material plano ou em

    fita, com formato simples. Relacione as colunas e assinale a alternativa

    com a sequência correta.

    (A) Espiral

    (B) Feixe de molas

    (C) Prato

    a) B – A – C

    b) A – C – B

    c) B – C – A

    )( Acomodadas de forma que permaneçam retas

    sob a ação de uma dada força.

    )( Funcionam associadas entre si, empilhadas,

    formando colunas, as quais dependem da

    necessidade que se tem em vista.

      )( Enrolada de tal forma que todas as espiras

    ficam concêntricas e coplanares.

    e-Tec BrasilAula 3 - Elementos flexíveis elásticos – molas   63

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    d) C – A – B

    e) A – B – C

    3. Complete corretamente a frase abaixo de acordo com as alternativaspropostas.

    A mola helicoidal ____________ refere-se a uma construção diferente da

    mola helicoidal comum, tendo praticamente o mesmo ____________, onde

    a principal ____________ ocorre devido ao seu ____________.

    a) cônica – dimensionamento – diferença – enrolamento

    b) de tração – funcionamento – semelhança – empacotamento

    c) de torção – dimensionamento – diferença – enrolamento

    d) cônica – funcionamento – diferença – empacotamento

    e) de tração – dimensionamento – semelhança – empacotamento

    4. De acordo com a Figura 3.7, assinale a alternativa correta.

    Figura 3.7: Dimensões de uma mola helicoidal – exercícioFonte: CTISM

    a) De – diâmetro efetivo; H – comprimento da mola; Di – diâmetro inferior.

    Elementos de Máquinase-Tec Brasil   64

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    b) De – diâmetro externo; d – diâmetro da seção do arame; Di – diâmetro

    inferior.

    c) De – diâmetro efetivo; H – altura da mola; P – passo da mola.

    d) De – diâmetro externo; d – diâmetro da mola; Di – diâmetro interno.

    e) De – diâmetro externo; H – altura da mola; P – passo da mola.

    e-Tec BrasilAula 3 - Elementos flexíveis elásticos – molas   65

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    e-Tec Brasil

    Aula 4 – Elementos de  transmissão flexíveis

    Objetivos

    Conhecer os diferentes tipos e aplicações na transmissão por correias,

    polias e correntes.

    Identificar as formas de calcular o comprimento de correias.

    Conhecer os diferentes tipos e aplicações na transmissão por cabos

    e eixos.

    4.1 Elementos de transmissãoA transmissão de potência ou movimento pode ser transmitida por elementos

    flexíveis, os quais podem ser assim relacionados: correias, polias, correntes,

    cabos e eixos. Sendo que a utilização dos mesmos, pode ser evidenciada de

    acordo com a sua respectiva aplicação, nas mais diversas situações, envolvendo

    máquinas e equipamentos.

    4.2 Transmissão por correiasCorresponde aos elementos de máquinas que transmitem movimento de

    rotação entre dois eixos (motor e movido) por intermédio de polias.

    Figura 4.1: Transmissão de correiasFonte: CTISM

    e-Tec BrasilAula 4 - Elementos de transmissão flexíveis   67

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    Polia que transmite movimento e força corresponde à polia motora ou con-

    dutora. Polia que recebe movimento e força corresponde à polia movida ou

    conduzida.

    Existem diversos tipos de correias, de forma que as mais empregadas sãoplanas e as trapezoidais. A correia em V ou trapezoidal é inteiriça, produzida

    com seção transversal em forma de trapézio, feita de borracha revestida de

    lona e constituída em seu interior por cordonéis vulcanizados utilizados para

    suportar as forças de tração.

    A escolha do emprego da correia trapezoidal ou em V, em relação a correia

    plana, é justificável porque:

    • Praticamente não apresenta deslizamento.

    • Permite a proximidade das polias.

    • Elimina choques e ruídos presentes em correias emendadas (planas).

    A seguir são visualizados os diferentes perfis padronizados de correias tra-

    pezoidais.

    Figura 4.2: Perfis de correias trapezoidaisFonte: CTISM

    Para transmitir potência de uma árvore à outra, alguns dos elementos mais

    antigos e mais usados são as correias e as polias (Figura 4.3).

    Elementos de Máquinase-Tec Brasil   68

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    Figura 4.3: Transmissão por correias e poliasFonte: CTISM

    As transmissões por correias e polias apresentam as seguintes vantagens:

    • Possuem baixo custo inicial, alto coeficiente de atrito, elevada resistência

    ao desgaste e funcionamento silencioso.

    • São flexíveis, elásticas e adequadas para grandes distâncias entre centros.

    Figura 4.4: Transmissão por correias e poliasFonte: CTISM

    e-Tec BrasilAula 4 - Elementos de transmissão flexíveis   69

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    Árvores ou eixos referem-se aos componentes mecânicos responsáveis por

    sustentarem os elementos de máquinas. Eles podem apresentar perfis lisos

    ou compostos, nos quais são montadas as engrenagens, polias, volantes,

    manípulos, rolamentos, e outros elementos de máquinas.

    4.2.1 Relação de transmissãoCorresponde à relação existente entre o número de voltas das polias (n) numa

    unidade de tempo e os seus respectivos diâmetros. De forma que a velocidade

    periférica (V) é a mesma para as duas polias.

    Partindo da ideia de que, em ambas as polias, a velocidade é a mesma, teremos:

    Onde: D1 – ∅ (diâmetro) da polia menor

      D2 – ∅ (diâmetro) da polia maior

      n1 – RPM (Rotações Por Minuto) da polia menor

      n2 – RPM (Rotações Por Minuto) da polia maior

    A correia corresponde ao elemento da máquina que, sendo movimentado

    por meio de uma polia motriz, transmite força e velocidade à polia que esta

    sendo movida. É um sistema muito utilizado no transporte de mercadorias,

    sendo considerado um dos mais eficientes já inventados, cujo emprego pode

    ser realizado em uma grande variedade de máquinas e aplicações.

    As transmissões realizadas por meio de correias podem ser analisadas sob

    dois grandes grupos.

    4.2.1.1 Correias utilizadas para transporte (transportadoras)Estes tipos de correias são geralmente largas esteiras, empregadas para trans-

    portar objetos, mercadorias, etc.

    4.2.1.2 Correias de transmissão

    São correias usadas para movimentar acionamentos que exigem força, velo-

    cidade, sincronismo de movimento e/ou ambas.

    Elementos de Máquinase-Tec Brasil   70

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    Os principais tipos de correias de transmissão podem ser determinados como:

    a) Correias em perfil “V” – possui formato que lembra a forma da letra “V”.

    b) Correias sincronizadoras (Figura 4.5) – referem-se às correias denta-das, em que os dentes da correia engrenam nos dentes das polias, utiliza-

    dos em acionamentos que solicitam sincronismo de movimentos e força.

    Figura 4.5: Correias sincronizadasFonte: CTISM

    Nestes tipos de correias, a base apresenta dentes transversais em relação

    à largura da correia, de modo que estes dentes são ajustados nos sulcos

    ou dentes das polias. Este tipo de acionamento permite que seja realizado

    um trabalho silencioso em ambas às rotações, baixa e alta sem que haja a

    necessidade de lubrificação do acionamento. Isso possibilita a realização

    de um trabalho completamente limpo, sem contaminação e silencioso.

    Passo (P) conforme Figura 4.6 corresponde à distância do centro de um

    dente até o centro de outro dente.

    e-Tec BrasilAula 4 - Elementos de transmissão flexíveis   71

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    Figura 4.6: Identificação do passo em correiaFonte: CTISM

    c) Correias micro V ou  poly   V  – são correias que apresentam em sua

    superfície pequenos frisos em V, são mais compactas que as correias em

    “V” convencionais.

    Estas correias apresentam em sua base frisos longitudinais, dispostos no

    sentido do comprimento da correia. São projetadas para combinar com a

    ampla flexibilidade das correias planas e com a eficiência das transmissões

    de correias em “V”. Essas correias são vantajosas por trabalharem compolias de diâmetros menores do que os diâmetros das correias de perfil

    em “V” convencionais, e também por trabalharem em alta velocidade.

    d) Correias variadoras de velocidade – estas correias devido ao seu for-

    mato lembram o perfil das correias em “V”, construídas de forma mais

    reforçada, devido ao fato de serem utilizadas em acionamentos que de-

    mandam por mudanças periódicas de rotações.

    Estas correias apresentam um formato semelhante ao das correias em

    “V”, devido ao seu perfil, mas com uma constituição mais reforçada,

    pois trabalham com variação de velocidade, ou seja, com o aumento ou a

    diminuição da velocidade transmitida do motor para máquina, de acordo

    com a necessidade.

    4.3 Transmissão por poliasSão definidas como peças cilíndricas, as quais são movimentadas por meio

    da rotação do eixo do motor e correias. A polia é constituída de uma coroa

    ou face, na qual se envolve a correia, sendo que a face é conectada a umcubo de roda através do disco ou braços. Podem apresentar várias formas

    em função da correia que será utilizada.

    Todas as polias (sem exceção) devem respeitar as normas técnicas de cons-

    trução, e também respeitar as normas de tolerância, sempre evitando polias

    com construção de tolerância zerada.

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    4.3.1 Polias tensoras (esticadores)Estes tipos de polias podem ser do tipo dentado ou liso, cuja característica

    é definida pela não transmissão de potência no acionamento. É empregada

    no tencionamento de correias, quando as distâncias entre centros são muito

    pequenas, ou quando a correia utilizada é muito grande. As polias tensorassão definidas como interna ou externa.

    4.3.1.1 Polia tensora interna

    Caracteriza-se por ter o diâmetro igual ou maior que a menor polia do acio-

    namento. Caso for utilizado no acionamento a correia do tipo V, o mesmo

    deve ocorrer com a polia tensora, assim como com os demais tipos de cor-

    reias. É importante que a polia tensora interna esteja disposta no meio do

    acionamento, conforme Figura 4.7, evitando dessa forma a minimização do

    ângulo de contato da polia motora com a respectiva correia. Outro importante

    procedimento está relacionado ao alinhamento correto