elementos_de_maquinas.pdf

elementos de máquinasediçÃo nº 1 - 2009

marcelo machado dos santos

2 Elementos de Máquinas

SOCIESC - Sociedade Educacional de Santa Catarina

apresentação

Você está recebendo o livro-texto da disciplina de Elementos de Máquinas, construído especialmente para este curso, baseado no seu perfil e nas necessidades da sua formação.

A finalidade deste livro é disponibilizar aos alunos da EAD conhecimentos indispensáveis para quem lida com construção de máquinas e equipamentos industriais. Queremos que você se familiarize gradualmente com os elementos de máquinas.

Para sua melhor compreensão, o livro está estruturado em aulas, nas quais são apresentados os conceitos e as especificações básicas de cada elemento de máquina.

Estamos constantemente atualizando e melhorando este material, e você pode nos auxiliar, encaminhando sugestões e apontando melhorias, via monitor, tutor ou professor. Desde já agradecemos a sua ajuda. Entre sempre em contato conosco, quando surgir alguma dúvida ou dificuldade. Lembre-se de que a sua passagem por esta disciplina será também acompanhada pelo Sistema de Ensino EaD Tupy, seja por correio postal, fax, telefone, e-mail ou Ambiente Virtual de Aprendizagem.

Entre sempre em contato conosco quando surgir alguma dúvida ou dificuldade. Participe dos bate-papos (chats) marcados e envie suas dúvidas pelo Tira-Dúvidas. Toda equipe está à disposição para atendê-lo(a). Seu desenvolvimento intelectual e profissional é o nosso maior objetivo.

Acredite no seu sucesso e tenha bons momentos de estudo!

equipe ead tupy



sumário

cronoGrama de estudos ..............................................................................................04

Plano de estudos ............................................................................................................. 05

aula 1 - ELEMENTOS DE FIXAÇÃO I .................................................................................... 06

aula 2 - ELEMENTOS DE FIXAÇÃO II ...................................................................................38

aula 3 - ELEMENTOS DE MÁQUINAS I .................................................................................56

aula 4 - ELEMENTOS DE MÁQUINAS II ...............................................................................79

reFerÊncias .........................................................................................................................92



cronograma de estudos

Acompanhe, no cronograma abaixo, os conteúdos das aulas e atualize as possíveis datas de realização de aprendizagem e avaliações.

semanacarga

horáriaaula data/ avaliação

1 15 Elementos de Fixação I _/_ a _/_

2 15 Elementos de Fixação II _/_ a _/_

3 15 Elementos de Máquinas I _/_ a _/_

4 15 Elementos de Máquinas II _/_ a _/_



Plano de estudos

Bases tecnológicas

Normas técnicas para componentes e órgãos de máquinas. Tecnologia e propriedades dos materiais.

competências

• Conhecer normas técnicas e especificações de catálogos, manuais e nomenclaturas aplicadas no desenho de componentes de máquinas;• Avaliar materiais, insumos e elementos de máquinas e seus fundamentos matemáticos, físicos para a aplicação em projetos mecânicos.

habilidades

• Aplicar normas e tabelas para obtenção de dados dimensionais nas etapas de projeto de componentes mecânicos.• Selecionar materiais para construção e dimensionar elementos de máquinas empregando cálculos matemáticos e conhecimentos geométricos.

carga horária: 60 horas



ELEMENTOS DE FIXAÇÃO I

Olá pessoal, tudo bom com vocês?Sejam bem–vindos (as) a nossa primeira aula. A partir de hoje estudaremos os principais elementos existentes na montagem de um equipamento e/ou máquina.Bons Estudos!

objetivos da aula

Ao final desta aula, você estará apto(a) para:• Identificar alguns elementos de fixação;• Explicar as vantagens e desvantagens desses elementos;• Descrever as características e finalidades desses elementos;• Apontar os principais materiais usados na fabricação desses elementos;• Listar os principais modelos e tipos, assim como suasaplicações.

conteúdos da aula

Acompanhe os conteúdos desta aula. Se preferir,assinale-os à medida que for estudando. • Introdução a elementos de fixação e elementos de máquinas;• Montagem móvel e permanente;• Rosca;• Parafuso; • Porca;• Arruela;• Exercícios Propostos.



1 elementos de máquinas ou de FiXaçÃo

Em projetos e desenvolvimentos mecânicos, é muito comum unir componentes, tais como: barras, chapas e perfis, entre outros.

Conforme a utilização, as peças a serem fixadas (unidas) exigem elementos próprios de união, denominados elementos de máquinas ou elementos de fixação. De forma geral, os principais elementos são: parafusos, porcas, arruelas, rebites, pinos, cavilhas, chavetas, polias, engrenagens, entre outros.

Para estudarmos esses elementos, temos que, primeiro, identificar os tipos de uniões que podemos encontrar numa montagem mecânica.

Há dois tipos de montagem (união) de peças: montagem móvel ou montagem permanente.

Na montagem móvel (assunto desta aula), os elementos de fixação (parafusos, porcas e arruelas) são inseridos ou retirados do conjunto mecânico, sem causar danificações às peças.

Na montagem permanente (assunto da aula 2), os elementos de fixação (rebites, peças soldadas) não podem ser retirados, depois de instalados, sem danificar o conjunto montado ou sem inutilizar as peças. Peças com rebites ou soldadas.



Uma vez identificado o tipo de montagem (móvel ou permanente), devemos ter cuidado no momento da utilização, pois os elementos de fixação, geralmente, são os componentes mais frágeis da máquina.

Assim, é necessário especificar o elemento de máquina ou de fixação mais adequado ao tipo de montagem (união), pois uma especificação mal feita pode danificar todo conjunto de uma máquina.

Denominamos Conjunto de máquina a união de várias peças que formam um grupo, e a união de vários grupos, que formam uma máquina.

Numa máquina enfardadeira, temos: um grupo chamado estrutura, um de periféricos, um de acionamentos, um de pneumático, entre outros.

Para conhecer melhor cada um dos elementos, vamos identificar: caracte-rísticas, material de que é construído (fabricado), aplicações (finalidades), representação (simbologia) e cálculos necessários para dimensionamento.

2 roscas

Roscas são do um conjunto de ranhuras (filetes) feitas em volta de uma superfície cilíndrica. Há dois tipos de roscas: internas e externas.



Para identificar uma rosca interna, devemos encontrar os filetes no interior da peça (porca).

Identificamos uma rosca externa observando os filetes localizados no corpo das peças (parafusos).

2.1 aPlicações das roscas

A principal finalidade das roscas é permitir a montagem (união) e desmontagem de um conjunto de peças.

As roscas também podem ser utilizadas para movimentação em partes de um conjunto.

A rosca localizada no interior da peça móvel, uma vez movimentada, faz com que haja movimento entre as partes (peças).



De acordo com o tipo de aplicação, podemos obter variações nos tipos de filetes de rosca (perfil de rosca).

Observe, no quadro a seguir, os principais tipos de rosca e suas aplicações:

2.2 sentido da rosca

Uma vez especificado o tipo de movimentação, a peça que contém a rosca irá determinar o sentido desse movimento, através da inclinação dos filetes (perfil de rosca) em relação ao eixo. Desse modo, temos as roscas: direita (mais comum) e esquerda.

Na rosca com sentido direito, o filete é construído de tal forma que a inclinação sobe da direita para a esquerda.

Na rosca com sentido esquerdo, o filete é construído de tal forma que a inclinação sobe da esquerda para direita.



2.3 nomeclatura

Independentemente do tipo de aplicação e sentido, as roscas possuem as mesmas nomenclaturas para todas as suas variáveis de construção.

Onde: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;a = ângulo do filete; h1 = altura do filete da porca;f = fundo do filete; h = altura do filete do parafuso.

rosca trianGular

No quadro da página 12, apresentamos os tipos de rosca. Agora, vamos nos ater à rosca triangular, a mais comum delas.

Classificamos a rosca triangular, de acordo com o seu perfil, em:• rosca métrica;• rosca whitworth.



Para confeccionar roscas métricas, devemos seguir as seguintes especificações das fórmulas:

• a = 60º - (ângulo do perfil da rosca)• d1 = d - 1,2268P – (diâmetro menor do parafuso (ø do núcleo)• d2 = D2 = d - 0,6495P – (diâmetro efetivo do parafuso (ø médio)• f = 0,045P – (Folga entre a raiz do filete da porca e a crista do filete do parafuso) • D = d + 2f – (diâmetro maior da porca)• D1 = d - 1,0825P – (Diâmetro menor da porca (furo))• D2 = d2 – (Diâmetro efetivo da porca (Æ médio)• he = 0,61343P (Altura do filete do parafuso)• rre = 0,14434P – (Raio de arredondamento da raiz do filete do parafuso)• rri = 0,063P – (Raio de arredondamento da raiz do filete da porca).

Veja como fica na prática:

Quando vamos confeccionar as roscas Whitworth devemos obedecer às especificações contidas nas fórmulas:



3 ParaFusos

Agora que já identificamos características, aplicações, representação (simbologia) e cálculos necessários para dimensionamento com relação às roscas, podemos falar dos parafusos,

outro tipo de elementos de máquinas ou elementos de fixação.

A principal função do parafuso é unir peças, não-permanentes (montar e desmontar sem causar dano ao conjunto), bastando girar no sentido horário ou anti-horário, apertando-o ou desapertando-o. Como diferenciar parafusos?Pela:

• forma da rosca, • tipo de cabeça, • tipo de haste (corpo) • tipo de acionamento.

O tipo de acionamento se relaciona ao tipo de cabeça do parafuso.

Um parafuso de cabeça sextavada é acionado (apertado ou desapertado) por uma chave de estria ou de boca.

De maneira geral, um parafuso se compõe de duas partes:



O corpo do parafuso pode ser:• cilíndrico ou cônico;• totalmente roscado ou parcialmente roscado.

3.1classiFicaçÃo dos ParaFusos

Os parafusos podem ser classificados em: passantes; não-passantes; de pressão e prisioneiros. Veremos, a seguir, as características desses tipos de parafusos.

PARAFUSOS PASSANTES

O parafuso passante atravessa livremente a peça a ser fixada, de um lado ao outro, através de orifício (furo) já existente na peça. Apresenta-se com ou sem cabeça. Dependendo da função a que se prestam, esses parafusos utilizam porcas, arruelas (lisas ou de pressão) e contraporcas, como acessórios.

PARAFUSOS NÃO-PASSANTES

São parafusos que não utilizam porcas para unir as peças, pois o furo roscado, feito numa das peças a ser unida, desempenha o papel da porca.



PARAFUSOS DE PRESSÃO

São assim chamados, porque exercem pressão na ponta no parafuso contra a peça a ser fixada. Podemos encontrar parafusos de pressão com cabeça ou sem cabeça.

PARAFUSOS PRISIONEIROS

Esse tipo de parafuso apresenta roscas, nas extremidades, e não tem cabeça. Deve ser utilizado em situações que exigem montagens e desmontagens constantes.

Uma característica interessante dos parafusos prisioneiros está relacionada aos diferentes passos de rosca ou sentidos de rosca – um é horário e o outro, anti-horário.

Para montar o prisioneiro no conjunto, introduz-se uma das pontas no furo roscado da peça e, com o auxílio de uma ferramenta especial, aperta-se essa peça.

Seguidos esses procedimentos, aperta-se a segunda peça, com uma porca e arruelas presas à extremidade livre do prisioneiro, que permanece no lugar, quando as peças são desmontadas.



Observe, no quadro a seguir, as principais características apresentadas por um parafuso: a cabeça, o corpo, as pontas e as indicações dos dispositivos de atarraxamento.



O próximo quadro mostra as principais ilustrações dos tipos de parafusos:



3.2 esPeciFicações: Peça - ParaFuso

Para unir peças e parafusos, precisamos considerar algumas especificações:

• Profundidade do furo broqueado;• Profundidade do furo roscado;• Comprimento útil de penetração do parafuso;• Diâmetro do furo passante.

Visualize as especificações mencionadas nas figuras a seguir:

Agora, observe a nomenclatura que deve ser utilizada. A seguir, visualize na tabela, as especificações relacionadas à nomenclatura.

• ø - diâmetro do furo broqueado;• d - diâmetro da rosca;• A - profundidade do furo broqueado;• B - profundidade da parte roscada;• C - comprimento de penetração do parafuso;• d1 - diâmetro do furo passante.

Tabela: Fatores a considerar ao unir peças com parafusos

materialProfundidade

do furo broqueado

a

Profundidade da parte roscada

B

comprimento de penetração do

parafusoc

diâmetro dofuro passante

d1

aço 2 d 1,5 d 1 d

1,06 dferro fundido 2,5 d 2 d 1,5 dbronze, latão 2,5 d 2 d 1,5 dalumínio 3 d 2,5 d 2 d



Praticando

Duas peças de alumínio devem ser unidas com um parafuso de 6mm de diâmetro. • Qual deve ser a profundidade do furo broqueado? • Qual deve ser a profundidade do furo roscado? • Quanto o parafuso deverá penetrar?• Qual é o diâmetro do furo passante?

solução:

a) Procura-se na tabela o material a ser parafusado: alumínio;

b) Busca-se, na coluna profundidade do furo broqueado, a relação a ser usada para o alumínio: valor 3d;Significa que a profundidade do furo broqueado deverá ser três vezes o diâmetro do parafuso, ou seja: 3 x 6mm = 18mm.

c) Busca-se, na coluna profundidade do furo roscado, a relação a ser usada para o alumínio: valor 2,5d. Logo, a profundidade da parte roscada deverá ser: 2,5 x 6mm = 15mm.

d) Consulta-se a coluna comprimento de penetração do parafuso, encontra-se a relação 2d para o alumínio.Portanto, o comprimento de penetração do parafuso deverá ser: 2 x 6mm = 12 mm.

e) Finalmente, determina-se o diâmetro do furo passante: 1,06d. Portanto, o diâmetro do furo passante deverá ser: 1,06 x 6mm = 6,36mm.

Se a união por parafusos for feita entre materiais diferentes, os cálculos deve-rão ser efetuados em função do material que receberá a rosca.



3.3 denominaçÃo dos ParaFusos

O formato da cabeça dos parafusos determina o nome que eles recebem. Vamos estudá-los um a um.

a) PARAFUSO DE CABEÇA SEXTAVADA

De forma geral, esse tipo de parafuso deve ser utilizado em junções que necessitam de torque maior para aperto. Para tanto, utiliza-se uma chave de boca ou chave estria.

As dimensões das partes são proporcionais ao diâmetro do corpo.

Observe a representação em desenho técnico do parafuso de cabeça sextavada:

Onde:* d = diâmetro do parafuso* k = altura da cabeça (0,7)s = medida entre as faces paralelas do sextavado (1,7 d)e = distância entre os vértices do sextavado (2 d)L = comprimento útil (medidas padronizadas);b = comprimento da rosca (medidas padronizadas);R = raio de arredondamento da extremidade do corpo do parafuso



Esse tipo de parafuso pode ser usado com ou sem porca. Se usado sem porca, deve ser rosqueado direto na peça da montagem.

Parafuso com sextavado interno

Usamos esse tipo de parafuso em locais de difícil acesso para as ferramentas ou para a mão do próprio montador.

Geralmente, são fabricados em aço carbono e sofrem tratamento térmico para aumentar a resistência à torção.

Parafusos de cabeça cilíndrica com sextavado interno também podem ser chamados Allen e são representados da seguinte forma em desenho técnico:

Onde:• A = d = altura da cabeça do parafuso;• e = 1,5 d = diâmetro da cabeça;• t = 0,6 d = profundidade do encaixe da chave;• s = 0,8 d = medida do sextavado interno;• d = diâmetro do parafuso.



Onde:• d = diâmetro do parafuso;• t = 0,5 d = profundidade do encaixe da chave;• s1 = 0,5 d = medida do sextavado interno.

Por ser utilizado para travar elementos de máquinas, esse tipo de parafuso, conforme sua aplicação (utilização), é fabricado com os mais diversos tipos de pontas:

b) PARAFUSO COM CABEÇA DE FENDA

Parafusos com cabeça de fenda ou escareada podem ser fabricados em aço carbono, aço inox, cobre, latão, entre outros. Permitem fazer montagens que não sofram grandes esforços e possibilita rebaixá-los até ficarem à face da superfície da peça.

No desenho técnico, O parafuso com cabeça fenda ou escareada é representado da seguinte forma:

• diâmetro da cabeça do parafuso = 2 d;• largura da fenda = 0,18 d;• profundidade da fenda = 0,29 d;• medida do ângulo do escareado = 90º.



Parafuso com cabeça de fenda redonda

Parafusos muito empregados em montagens que não sofrem grandes esforços e são fabricados em aço carbono, cobre e ligas, como latão.O parafuso com cabeça de fenda redonda é representado da seguinte forma em desenho técnico:

• diâmetro da cabeça do parafuso = 1,9 d;• raio da circunferência da cabeça = d;• largura da fenda = 0,18 d;• profundidade da fenda = 0,36 d.

PARAFUSO COM CABEÇA CILÍNDRICA BOLEADA COM FENDA

Utilizado quando precisamos obter acabamento na superfície dos componentes a serem montados. Trata-se de um tipo de parafuso com cabeça mais resistente, se comparado aos outros de sua classe. São fabricados em aço, cobre e ligas.Observe a representação em desenho técnico desse parafuso:

• diâmetro da cabeça do parafuso = 1,7 d;• raio da cabeça = 1,4 d;• comprimento da parte cilíndrica da cabeça = 0,66 d;• largura da fenda = 0,18 d;• profundidade da fenda = 0,44 d.

PARAFUSO COM CABEÇA ESCAREADA BOLEADA COM FENDA

Normalmente utilizado quando fazemos uniões de pequenas espessuras e queremos que a cabeça do parafuso fique embutida na montagem, produzindo bom acabamento na superfície do conjunto. Encontramos esse tipo de parafuso fabricado em: aço carbono, cobre e ligas como o latão.



As dimensões para desenho técnico são:• diâmetro da cabeça do parafuso = 2 d;• raio da cabeça do parafuso = 2 d;• largura da fenda = 0,18 d;• profundidade da fenda = 0,5 d.

c) PARAFUSO COM ROSCA SOBERBA PARA MADEIRA

Parafuso muito utilizado na construção civil (alvenaria ou tijolos) para fixar elementos nas paredes. É fabricado em aço carbono e sofre tratamento térmico superficial para evitar a oxidação.

É geralmente utilizado com buchas plásticas que auxiliam na montagem. Observe, na figura a seguir, alguns cálculos para o dimensionamento da cabeça do parafuso.



3 Porcas

O elemento de fixação denominado porca apresenta um furo com filete de rosca, para receber um parafuso ou uma barra roscada. Apresenta-se na forma de prisma ou de cilindro.

As porcas podem ser hexagonais, sextavadas, quadradas ou redondas e servem para apertar uniões de peças. Também podem auxiliar na regulagem dessas peças.

Os materiais utilizados para a fabricação das porcas são comumente: aço carbono, bronze, latão, alumínio e plástico.

Assim como nos parafusos, o perfil (filete) da rosca varia de acordo com a necessidade ou o tipo de aplicação do conjunto. Numa montagem de fixação comum, geralmente as roscas têm perfil triangular.

Roscas com perfil (filete): quadrado, trapezoidal, redondo e dente de serra são utilizadas para transmissão de movimento.

A porca é útil tanto como elemento de fixação quanto elemento de transmissão.



3.1 tiPos de Porcas

As porcas recebem denominações de acordo com a aplicabilidade.Podem ser:

• Borboleta;• Cega;• Castelo;• Contraporcas.

a) Porca borboleta

Quando necessitamos fazer um aperto manual as mais usadas são as porcas: borboleta recartilhada alta e borboleta recartilhada baixa.



Para fixar a serra, devemos apertar uma porca borboleta.

b) Porca Cega Denomina-se porca cega ou de remate aquela cujas extremidades do furo rosqueado oculta a ponta do parafuso. As porcas cegas ainda recebem a denominação: cega baixa e cega alta.

Para a porca cega, o material usado é o aço ou o latão. É, geralmente, cromada para que o acabamento cause boa aparência.



c) Porca Castelo

É uma porca hexagonal, apresenta seis entalhes radiais, que coincidem dois a dois e se alinham com um furo no parafuso.

d) Contraporca

Usamos contraporcas, quando as porcas ficam sujeitas a cargas de impacto e vibração, tendendo a afrouxar e podendo causar danos à máquina.

Quando necessitamos fazer ajustes axiais (eixos de máquinas), ainda podemos usar porcas redondas, com as características demonstradas no quadro a seguir.



Alguns tipos de porcas apresentam ranhuras, cuja função é alojar uma cupilha – utilizada para evitar que a porca venha a frouxar com a vibração do equipamento.



Ainda é interessante mencionar a porca rápida ou porca rápida dobrada, usada em montagem cujos espaços são de difícil acesso e fixação.



4 arruelas

Arruelas são peças cilíndricas, apresentam pouca espessura e um orifício central, por onde passa o corpo do parafuso.

Nas montagens mecânicas, é muito comum acontecer o afrouxamento das porcas, devido à vibração durante o funcionamento. Para que isso não aconteça, devemos usar arruelas, cuja função é absorver as vibrações, reduzindo o nível de afrouxamento entre porcas e parafusos. Em alguns casos, as arruelas também podem ser utilizadas como elementos de trava.

A maioria das arruelas é fabricada em aço ou latão (com porcas e parafusos de latão). Arruelas de cobre, alumínio, fibra e couro são usadas para vedação de fluidos.

4.1 tiPos de arruelas

Dentro das variações encontradas, os principais tipos de arruela são: lisa, de pressão, dentada, serrilhada, ondulada, de travamento, com orelha e para perfilados.



arruela lisa - utilizada em equipamentos que sofrem pequenas vibrações, pois não é utilizada como trava no conjunto a ser montado. Geralmente é fabricada em aço. Esse tipo de arruela melhora o aspecto do conjunto.

arruela de PressÃo – consiste em uma ou mais espiras de mola. Assim que a porca é apertada, a arruela se comprime, produzindo grande força de atrito entre a porca e a superfície. É utilizada em equipamentos que sofrem grandes esforços e vibrações, pois são utilizadas como trava no conjunto a ser montado, evitando o afrouxamento do parafuso e da porca.

arruela dentada - Utilizada em equipamentos que sofrem grandes vibrações e pequenos esforços. Caracteriza-se pelo perfil inclinado que forma uma mola e, quando pressionada, se encrava na cabeça do parafuso, provocando o travamento entre o conjunto parafuso e porca.



arruela serrilhada - possui as mesmas características da arruela dentada, mas suportam esforços maiores.

arruela ondulada - utilizada em superfícies com algum tratamento superficial, que não pode sofrer danificações (arranhões em superfícies pintadas). Não apresentam cantos vivos, por isso são indicadas para equipamentos com acabamento externo.

arruela de traVamento com orelha - utilizada quando queremos garantir que não haverá afrouxamento da porca em relação ao parafuso, pois essa arruela possibilita a dobra de uma orelha sobre a peça e outra dobra sobre a porca do conjunto.



arruela Para PerFilados – usada devido ao ângulo de inclinação, que compensa a diferença apresentada por algumas cantoneiras ou perfis em ângulo.

Além das arruelas acima apresentadas, ainda podemos encontrar no mercado (comércio) outros tipos como:





sintese da aula

Nesta primeira aula você estudou os elementos de fixação existentes, que auxiliam na construção de uma máquina; os tipos de montagens usados na construção de máquina; características, tipos, finalidades, aplicabilidade, vantagens e desvantagens dos seguintes elementos de fixação: Parafuso; Porca e Arruela.

exercícios Propostos

1) Defina e exemplifique montagem móvel.

2) Defina e exemplifique montagem permanente.

3) o que caracteriza uma rosca interna?

4) o que caracteriza uma rosca externa?

5) quantos e quais são os tipos de movimentação de sentido de rosca possíveis que podemos usar na montagem de uma peça?

6) há quantos tipos de rosca e qual a principal característica de cada uma delas?

7) Como podemos classificar os parafusos?



8) com quais fatores devemos ter cuidado quando utilizamos parafusos?

9) que tipo de parafuso devemos usar quando necessitamos de torque num aperto?

10) Que tipo de parafuso usamos quando queremos realizar fixação em pequenas espessuras e, além disso, embutir a cabeça do parafuso?

11) qual a principal característica e uma porca?Apresentar os filetes de rosca na parte interna da peça.

12) associe o tipo de porca à respectiva função:

( 1) Borboleta ( ) porcas de maior utilidade( 2 ) Cega ( ) usadas em locais de difícil acesso de fixação( 3 ) Com furos e ranhuras ( ) usada para alojar cupilhas( 4 ) Sextavada ( ) Fixa uma serra manual ( 5 ) Rápida dobrada ( ) para não deixar a ponta do parafuso aparecendo

13) qual a principal característica na porca sextavada?

14) qual a função das arruelas?

15) Coloque, nos parênteses, (V), se a afirmativa estiver correta e (F), se for falsa: ( ) As arruelas lisas absorvem qualquer intensidade de vibração.( ) Arruelas de pressão evitam o afrouxamento das peças. ( ) A Arruela dentada sofre pequenos esforços e grandes vibrações.( ) A arruela serrilhada suporta esforços menores que a dentada.( ) Arruelas onduladas são usadas em superfícies que não podem ser danificadas.;( ) Arruela de travamento com orelha permite uma dobra sobre a peça e outra sobre a porca.( ) A arruela para perfilados caracteriza-se pela inclinação do ângulo.



elementos de FiXaçÃo ii

Olá! Seja bem–vindo (as) a nossa segunda aula. Vamos continuar estudando os principais elementos de máquinas que existem na montagem de um equipamento. Boa aula!

objetivos da aula

Ao final desta aula, você deverá estar apto(a) para:• Identificar mais alguns elementos de fixação;• Explicar as vantagens e desvantagens dos elementos de fixação;• Descrever as características e finalidades;• Apontar os principais materiais usados na fabricação dos elementos;• Listar os principais modelos e tipos e suas aplicações.

conteúdos da aula

Acompanhe os conteúdos desta aula. Se preferir, assinale-os à medida que for estudando:• Rebites;• Pinos e cavilhas;• Cupilha ou contrapino e pino cupilhado;• Anéis elásticos; • Exercícios Propostos.



1 reBite

Rebites ou arrebites são elementos de fixação mecânicos utilizados quando

não precisamos desmontar o conjunto a ser montado, caso contrário, danificam-se os rebites que ficarão inutilizados.

Antes de ser instalado, o rebite consiste de uma cabeça normalmente cilíndrica em uma das extremidades, parecido com um prego. Pode ser fabricado em aço carbono, alumínio, cobre ou latão.

1.1 tiPos de reBite e ProPorções

De acordo com a função, os rebites podem apresentar variações.

A fabricação dos rebites é padronizada, seguem normas técnicas que indicam medidas específicas para cabeça, corpo e comprimento útil dos rebites.

Nas tabelas a seguir são apresentadas as principais padronizações que estão relacionadas à fabricação dos rebites.



tiPos de reBite

esPeciFicaçõesFormato da

caBeçaemPreGo

cabeça redonda larga Largamente utilizados, devido à resistência que

oferecem.cabeça redonda

estreita

cabeça escareada chata larga

Empregados em uniões que não admitem

saliências.cabeça escareada

chata estreita

cabeça escareada com calota

Empregados em uniões que

admitem pequenas saliências.cabeça tipo panela

cabeça cilíndrica

Usados nas uniões de chapas com

espessura máxima de 7mm.

O rebite de repuxo, conhecido por “rebite pop”, também é muito utilizado na indústria. Comumente é fabricado nos seguintes materiais: aço carbono, aço inoxidável, alumínio e cobre.



Onde:• d = aba abaulada; • K = aba escareada;• Ø = diâmetro do rebite;• h = diâmetro da aba;• h = altura da aba; • F = altura da aba escareada;• l = comprimento do rebite.

1.2 esPeciFicações dos reBites

Uma vez identificada a necessidade de usar rebite numa montagem, precisamos atentar às seguintes especificações:

• Material de que é feita a peça para poder identificar o material do rebite;• Modelo (tipo) da cabeça do rebite;• Diâmetro do corpo do rebite;• Comprimento útil do rebite.

Denomina-se comprimento útil de um rebite a parte do corpo que fica entre as peças a serem unidas. A sobra do comprimento útil – usada para formar a outra cabeça – é chamada de sobra necessária de um rebite. Para indicar comprimento útil, usamos a letra “l” e, para indicar a sobra necessária, usamos a letra “Z”.

A título de ilustração, observe a associação (ou diferença) entre comprimento útil e sobra necessária observe:



1.3 PrinciPais Pontos de aPlicaçÃo

• Indústria Eletrônica: dobradiças, armários, e gabinetes para computadores.

• indústria de transportes: carrocerias de ônibus, quadros de janelas, tetos, canaletas, painéis e acabamento de automóveis.

• indústria náutica: fuselagem, acabamento e coberturas.



• linha Branca: fogões, fornos, refrigeradores, lavadoras e secadoras.

• linha de material de construção: serralheria, acessórios para banheiro, estruturas metálicas, dutos para condicionadores de ar e calhas metálicas.

• indústria em geral: Instrumentos dentários, móveis de metal e balcões frigoríficos.



1.4 PrinciPais VantaGens e desVantaGem

• As junções rebitadas são mais simples e baratas;• Possibilitam melhor controle de qualidade;• Acarretam redução da resistência do material na ordem de 13% a 42%, devido à redução de área pela furação para os rebites;• As junções rebitadas são mais pesadas e o campo de aplicação é reduzido.

1.5 Processo Para reBitaGem

A confecção da segunda cabeça do rebite pode ser feita por dois processos: manual ou mecânico.

Processo manual

É realizado através de pancadas (batidas) de martelo sobre uma ferramenta adequada para confecção da segunda cabeça do rebite (mais indicado) ou sobre a própria sobra necessária. As ferramentas utilizadas para confecção da segunda cabeça do rebite são:

• Contraestampo - situa-se sob as chapas a serem unidas,

• RepuxadorDepois de posicionadas as chapas a serem prensadas, o rebite é martelado até preencher totalmente o furo. Em seguida, retira-se o repuxador e martela-se, com um martelo boleado, até arredondar o excesso.

Caso a montagem necessite de um acabamento perfeito, utiliza-se uma terceira ferramenta, denominada estampo, em cuja extremidade há um rebaixo (cavidade), que será usado como matriz para a cabeça redonda.



A seguir, apresentaremos um passo-a-passo de como proceder à rebitagem:1º passo – Prepare o material a ser rebitado, eliminando as rebarbas dos furos.2º passo – Faça o alinhamento das chapas e prenda-as com grampos, alicates de pressão ou morsa, para evitar que se movimentem.3º passo – Separe os rebites a serem utilizados.4º passo – Efetue a rebitagem.5º passo – Coloque as chapas a serem rebitadas sobre uma base sólida e repuxe os rebites.

6º passo – As primeiras batidas sobre os rebites devem ser aplicadas com a face de impacto do martelo e devem ser perpendiculares em relação ao corpo do rebite.

7º passo – Martele o rebite, com a bola do martelo. A finalidade é preencher todo o escareado.



8º passo – Termine a rebitagem dando pancadas com a face do martelo. Evite dar pancadas desnecessárias sobre os rebites, pois isso os torna duros e frágeis.

Processo mecÂnico

Para esse processo, usa-se uma ferramenta chamada martelo (martelete) pneumático ou rebitadeiras pneumáticas e/ou hidráulicas.

O martelete funciona por meio de um pistão (êmbolo), que impulsiona o estampo, acoplado na extremidade. A função do estampo é dar forma à cabeça do rebite.

Usamos uma rebitadeira pneumática e/ou hidráulica, quando precisamos de pressão contínua no sistema. É essa pressão que garantirá perfeita operação de rebitagem.

Esse tipo de rebitadeira, geralmente em forma de “C”, apresenta duas garras: uma fixa e outra móvel, em cujas extremidades localizam-se os estampos.



O processo mecânico apresenta vantagens e desvantagens:• As máquinas são silenciosas;• As máquinas trabalham com rapidez e permitem rebitamento mais resistente, pois o rebite preenche totalmente o furo.• São máquinas grandes;• As rebitadeiras não possibilitam trabalhar em qualquer posição.



2 Pinos e caVilhas

São elementos de máquina, cuja finalidade é fixar ou alinhar peças mecânicas.

A diferença entre pinos e cavilhas está no uso a que se destinam, conforme o tipo de montagem:

• Pinos são usados para uniões de peças que se articulam entre si;• cavilhas são usadas para uniões de peças que não se articulam.

Pinos e cavilhas apresentam diferenças quanto aos seguintes fatores: Utilização; Forma; Tolerância de medidas; Acabamento superficial; Material; Tratamento térmico.



2.1 Pinos

Geralmente, são peças cilíndricas ou cônicas, ocas ou maciças, utilizadas para alinhamento, fixação e transmissão de potência.

Há vários tipos de pinos, usados em junções resistentes a vibrações. Veja, no quadro a seguir, a denominação desses pinos e a função de cada um deles.

tiPo FunçÃo1. Pino cônico Ação de centragem.2. Pino cônico com

haste roscadaAção de retirada do pino de furos cegos é facilitada por um simples aperto da porca.

3. Pino cilíndricoRequer um furo de tolerâncias rigorosas, é utilizado quando são aplicadas forças cortantes.

4. Pino elástico ou pino tubular partido

Apresenta elevada resistência ao corte e pode ser assentado em furos, com variação e diâmetro considerável.

5 . Pinos de guiaServe para alinhar resistência ao corte e pode ser assentado em furos, com variação de diâmetro considerável.



2.2 caVilha

Cavilhas são peças cilíndricas, fabricadas em aço carbono, cuja superfície externa recebe alguns entalhes que formam ressaltos.

As cavilhas são classificadas segundo o tipo, a norma e a utilização, como mostra o quadro.

tiPo norma utiliZaçÃoKS 1 DIN 1471 Fixação e junção.KS 2 DIN 1472 Ajuste e articulação.

KS 3 DIN 1473 Fixação e junção em casos de aplicação de forças variáveis e simétricas, bordas.

KS 4 DIN 1474 Encosto e ajustagem.KS 6 e 7 - Ajustagem e fixação de molas e correntes.

KS 9 - Utilizado nos casos em que se tem necessidade de puxar a cavilha do furo.

KS 10 - Fixação de eixos de roletes e manivelas.KS 8 DIN 1475 Articulação de peças.KS 11 e 12 - Fixação de eixos de roletes e manivelas.KN 4 DIN 1476

Fixação de blindagens, chapas e dobradiças sobre metal.KN 5 DIN 1477

KN 7 - Eixo de articulação de barras de estruturas, taramelas, ganchos, roletes e polias.



3 cuPilha ou contraPino

Cupilha ou contrapino é uma haste ou arame no formato semicilíndrico, dobrado, de modo a formar uma cabeça circular com duas pernas desiguais.

Cupilhas ou contrapinos são elementos de fixação, geralmente usados com porcas. O parafuso possui um furo, através do qual se introduz a cupilha. Após atravessar o parafuso, abrem-se as duas pontas da cupilha e a porca fica impedida de se movimentar.

Veja, na figura a seguir, exemplos de travamento de porcas.

4 Pino cuPilhado

Quando não há espaço físico para colocar um pino mais uma cupilha, é possível usar um pino cupilhado. Nesse caso, a cupilha não entra no eixo, mas no próprio pino.

O pino cupilhado é utilizado como eixo curto para uniões articuladas ou para suportar rodas, polias, cabos, etc.



5 anÉis elásticos

Anel elástico, também denominado: anel de retenção, anel trava ou anel de segurança, é um elemento de máquina utilizado em eixos ou furos, cujas principais funções são:

• Evitar deslocamento axial de peças ou componentes;• Posicionar ou limitar o curso de uma peça ou conjunto deslizante sobre o eixo.

Deslocamento axial é o movimento no sentido longitudinal do eixo, formando um ângulo de 180º entre a força e o eixo.



Para a utilização de anéis elásticos, devemos observar alguns pontos:• A dureza do anel elástico deve ser compatível (adequada) com os elementos montados no conjunto.• Se o anel elástico apresentar alguma falha, deve-se verificar se o defeito é de fabricação ou das condições de operação.• As condições de operação podem variar, de acordo com o meio onde estão sendo montados, sofrendo vibrações, impacto, flexão, alta temperatura ou atrito excessivo.• Um erro de projeto (material mal especificado).• Igualdade de pressão na montagem em volta da canaleta, ou seja o anel elástico nunca pode estar solto (livre), mas alojado no fundo da canaleta com uma pressão considerável.• O anel elástico deve estar livre de rebarbas, fissuras e oxidações.• Nos casos de anéis elásticos com secção circular, utilizá-los somente uma vez.• Para montagem e desmontagem, utilizar sempre ferramentas adequadas, evitando que o anel elástico fique torto ou receba grandes esforços.

A seguir, mostramos alguns tipos de alicate, úteis para o manuseio de anéis elásticos.



síntese da aula

Nesta segunda aula, estudamos mais alguns elementos de fixação, quais sejam: Rebites, Pinos, Cavilhas, Cupilhas ou Contrapinos, Pino cupilhado e Anéis elásticos.

De cada um deles estudamos características, tipos e funções.


1) em que tipo de montagem podemos enquadrar os rebites, por quê?

2) quais as vantagens e desvantagens do rebites?

3) onde podemos aplicar os rebites?

4) Quais as principais especificações de um rebite?

5) quantos e quais são os processos de rebitagem?

6) quais as vantagens e desvantagens de se fazer uma rebitagem pelo processo mecânico?

7) qual a diferença entre pinos e cavilhas?



8) que fatores determinam as diferenças entre pinos e cavilhas?

9) qual a principal característica de uma cupilha ou contrapino?

10) quando usamos um pino cupilhado?

11) Quais as principais funções dos anéis elásticos?

12) quais os cuidados que devemos ter quando vamos utilizar anéis elásticos?



elementos demáquinas i

Olá! Seja bem–vindo(as) a nossa terceira aula. Vamos estudar os principais elementos de máquinas existentes na montagem de um equipamento. Boa aula!

objetivos da aula

Ao final desta aula, você deverá estar apto(a) para:• Identificar alguns elementos de máquinas; • Explicar as vantagens e desvantagens dos elementos de máquinas;• Descrever características e finalidades;• Apontar os principais materiais usados na fabricação desses elementos;• Listar os principais modelos e tipos assim como suas aplicações.

conteúdos da aula

Acompanhe os conteúdos desta aula. Se preferir, assinale-os à medida que for estudando. • Chavetas;• Guias;• Eixos- árvore e eixos;• Buchas;• Retentores;• Molas; • Exercícios Propostos.



1 chaVetas

São elementos de máquinas, fabricados em aço, cuja forma, na maioria das vezes, é retangular ou

semicircular. As chavetas têm por finalidade ligar dois elementos mecânicos, interpondo-se na cavidade de um eixo e de uma peça, por exemplo, de tal modo a criar vínculos entre engrenagens, polias ou volantes e um eixo motor.

Para que esse vínculo aconteça, é necessário fazer um entalhe nos dois elementos, no sentido longitudinal, que serão acoplados. Os rasgos são alinhados entre si e, em seguida, coloca-se a chaveta que os manterá firmemente unidos, impedindo o deslizamento (escorregamento) entre ambos.

A chaveta também pode ser considerada um elemento de segurança. Geralmente possui tamanho pequeno e se esconde entre o eixo e o cubo da montagem. Pode ser confeccionada em aço carbono SAE 1045, aço inox ANSI 304, inox ANSI 316, inox ANSI 420, tratada ou não termicamente.



1.1 classiFicaçÃo das chaVetas

As chavetas classificam-se em: de cunha; paralelas; de disco.

chaVetas de cunha – Possuem esse nome porque lembram uma cunha e uma das faces é inclinada, facilitando a união de peças do conjunto a ser montado.

As chavetas de cunha se subdividem em dois grupos: longitudinais e transversais.

• chavetas longitudinais - São colocadas na extensão do eixo para unir roldanas, rodas, volantes entre outros elementos de máquina. Podem ou não apresentar cabeça, facilitando a montagem e a desmontagem do conjunto.

as chavetas longitudinais em cunha devem possui uma inclinação de 1:100.

Para definir esse tipo de chaveta é preciso conhecer as seguintes medidas:• Altura (h);• Comprimento (L);• Largura (b).



• Chavetas Transversais - São aplicadas em uniões de peças que transmitem movimentos rotativos e/ou movimentos retilíneos alternativos.

Devem ser empregadas em uniões permanentes, na montagem do conjunto.

as chavetas transversais devem ter uma inclinação que varie entre 1:25 e 1:50 (união permanente), mas quando temos uma união que se submete a montagem e desmontagem, a inclinação deve variar entre 1:6 e 1:15.

chaVetas Paralelas - Também chamadas linguetas, apresentam faces paralelas, ou seja, em inclinação.

Para que haja movimento na montagem, é preciso ajustar as faces laterais da chaveta às faces laterais do rasgo da chaveta.



devemos ter o cuidado de deixar uma pequena folga entre o ponto mais alto da chaveta e o fundo do rasgo do elemento conduzido, para fazer a montagem e desmontagem quando necessário.

chaVetas de disco - Também chamadas meia–lua, pois a forma construtiva corresponde a um semicírculo. São empregadas em eixos cônicos, porque facilitam a montagem do conjunto e se adaptam à conicidade do eixo ao cubo.

1.2 PrinciPais VantaGens e desVantaGens das chaVetas

• Apresentam boa confiabilidade por serem peças pequenas e não deixarem folga na montagem.• Podem ser esmagadas (deformadas), conforme a rotação e a força exercida sobre ela, ocasionando danos à máquina.



2 Guias

Guias são elementos de máquinas que permitem o deslizamento de um componente, ao longo de

outro, num mesmo padrão. Estão ligadas diretamente na projeção de sentido e direção do conjunto a ser montado.

Em sua forma construtiva, as guias apresentam alguns princípios, avaliados de acordo com a utilização, quais sejam:

• Custo;• Capacidade de carga;• Facilidade de fabricação;• Rigidez;• Precisão de deslocamento (englobando suavidade de movimento);• Desgaste quanto ao uso (define a frequência com que a guia deve sofrer manutenção para operar corretamente).

Há dois grupos de guias:• de deslizamento;• de rolamento.

Quanto à forma, as guias podem ser: cilíndricas ou prismáticas; abertas ou fechadas. As guias cilíndricas se destacam devido à simplicidade de sua forma construtiva.



No conjunto montado e orientado pelas guias, o atrito gera desgaste entre as partes em movimento. Para amenizar esse atrito, deve-se utilizar um lubrificante apropriado, tanto nas guias de deslizamento, quanto nas guias de rolamentos.

Os lubrificantes devem ser aplicados manualmente, de forma homogênea, por toda extensão da guia, evitando o desgaste em pequenas partes isoladas.

Mesmo usando lubrificantes, para evitar que a folga prejudique a precisão do movimento, é preciso compensá-la por meio de réguas de ajuste. As réguas têm perfil variado, conforme a dimensão da folga.

Observe, na ilustração a seguir, como ocorre o uso das réguas de ajuste e os tipos de barramentos, com as devidas réguas de ajuste.



2.1 Guias de desliZamento

Em máquinas operatrizes, empregam-se combinações de vários perfis de guias de deslizamentos, denominados barramento.

A seguir, apresentamos representações de guias de deslizamento. Barramentos e guias são normalmente fabricados em ferro fundido, mas, dependendo da aplicação em que irão atuar, poderão receber tratamento térmico superficial, visando ao aumento da dureza. O quadro abaixo destaca algumas guias e barramentos, bem como forma e aplicação.



denominaçÃo aPlicaçÃo Forma

Rabo de andorinha Carro porta-ferramenta

Via plana Torno-revólver

Via prismática dupla Carro longitudinal

Via em forma de telhado Guia de mesa

Via dupla em V Guia de mesa

Vias prismáticas e planas Tornos mecânicos

Vias plana e em V Guia de mesa

2.2 Guias de rolamento

As guias de rolamento são construídas com elementos rotativos (esferas e roletas) que apresentam maior precisão de posicionamento e maior velocidade de avanço, permitindo aumento de produtividade (eficiência) de 20 a 30% em relação às guias de deslizamento. Essa vantagem deve-se às forças elásticas produzidas por deformação elástica em contato com as esferas.

As guias de rolamento têm um campo de utilização limitado, devido à rigidez apresentada por um possível amortecimento, o que diminui a precisão no deslocamento.

Nas imagens a seguir, apresentamos alguns exemplos de guias de rolamento:



Para selecionar uma guia, devemos atentar aos seguintes pontos:• Custo;• Dimensões;• Curso da movimentação;• Tipo de carregamento;• Grau de precisão;• Tipo de movimento a ser executado;• Ambiente de operação.

Como qualquer outro elemento de máquina, devemos tomar alguns cuidados para manter seu perfeito funcionamento:

• Guias sempre lubrificadas;• Proteção das guias, quando expostas a um meio abrasivo;• Manutenção do ajuste de régua quando necessário.



3 eiXo-árVore e eiXo

eixos-árvore são elementos de máquinas giratórios, cuja função é transmitir potência submetida a esforços de tração e flexão.

eixos são elementos de máquina fixos, sujeitos a esforços de flexão.

Esforços de flexão e de torção Esforços de flexão e de torção

Os eixos-árvore são fabricados em:• aço carbono SAE 1045, cuja dureza fica entre 40 e 50RC após o tratamento térmico, denominado revenimento, • aço liga com dureza entre 28 e 35RC,• aço para cementação que pode atingir dureza entre 56 a 62RC.

Após o tratamento térmico, os eixos-árvore podem ser torneados e retificados.

Um caso particular de eixo-árvore é a de manivelas, conhecida também como girabrequim (utilizado em motores de combustão interna), que transforma movimentos circulares em movimentos retilíneos.



Outro tipo de eixo-árvore que encontramos nas montagens mecânicas são as árvores ocas, empregadas em máquinas-ferramenta.

Os eixos são fabricados em aço carbono com 500 a 600 N/mm2 de resistência à tração, ou em aço carbono com cementação.

3.1 tiPos e caracterÍsticas

Há alguns tipos de eixos-árvore, que se destacam por suportar forças radiais:

• Espigas retas

• Cônicas

• de colar



• De manivela

• De esférica

Para suporte de forças axiais, são usadas espigas de anéis ou de cabeça.

Forças axiais são aquelas que possuem direção perpendicular (90º) à seção transversal do eixo, enquanto as forças radiais possuem direção tangencial, ou seja, paralela à seção transversal do eixo.



Quanto à forma construtiva, os eixos denominam-se:

roscados ranhurados

estriados maciços



Vazados Flexíveis

Cônicos

3.2 cuidados Durante o processo de usinagem dos eixos-árvore e eixos, deve-se cuidar das tolerâncias dimensionais, que podem sofrer variações do tipo:

• Ovalização;• Conicidade;• Excentricidade;• Estado superficial;• Rebarbas;• Raios;• Posições dos furos de lubrificação.

Durante a montagem, deve-se observar o alinhamento do eixo ou do eixo-árvore, responsável pelo desgaste e/ou quebra por fadiga.

Na montagem dos retentores, deve-se cuidar com a posição e as dimensões, a fim de evitar vazamento de lubrificante.



Em gaxetas, o aperto deve ser o suficiente para não provocar superaquecimento. A limpeza é fundamental para evitar o desgaste por abrasão, provocado pela sujeira.

A lubrificação é um dos cuidados que não pode ser esquecido.

3.3 PrinciPais danos

Os eixos e os eixos-árvore podem sofrer danos durante a montagem ou a utilização como:

• quebra ou deformação por sobrecarga – causada por: Aplicação de uma força superior ao limite de resistência da peça; Engripamento (trancamento) das buchas ou rolamentos (no girabrequim o engripamento do pistão); Penetração de um elemento (corpo) estranho entre as peças montadas; Pancadas ou vibrações súbitas.

• Quebra por fadiga – aparecem porque, sobre o eixo, ocorre variação de carga que pode ser dada pelos seguintes fatores:

Cantos vivos (principalmente internos); Cantos vivos (principalmente internos); Mudança brusca de secção do eixo; Furos de lubrificação em lugares inadequados; Desalinhamento dos eixos rigidamente acoplados; Carga radial excessiva imposta pela correia ou corrente muito esticada; Um componente do conjunto desbalanceado; Falta de contrapesos; Comprimento excessivo da ponta; Recuperação mal feita; Solda mal feita (eletrodo errado por exemplo).



4 Buchas

Buchas são elementos de máquina, utilizadas para amenizar o desgaste de duas peças que se movimentam entre si. Possuem forma cilíndrica ou cônica.

As buchas têm por finalidade: • Apoiar eixos;• Guiar brocas;• Guiar alargadores.

Ao usar bucha em um eixo, é preciso lembrar de lubrificação.

As buchas podem ser construídas em metal antifricção ou materiais plásticos. Normalmente, as buchas são fabricadas em material com dureza menor que o material do eixo.



5 retentores

Os elementos de máquina denominados retentores têm como principal função reter (segurar) óleos, graxas e outros tipos de fluidos, que devem ser contidos no interior do

conjunto montado, evitando entrada de impurezas do meio externo, como: terra, areia, poeira, por exemplo. Retentores são facilmente encontrados em:

Virabrequim carcaça de distribuição do motor

carcaça do volante do motor Flange do câmbio e diferencial

cubo de roda Flange do cardan



5.1 Partes de um retentor

As partes destacadas no conjunto são: • mola: Tem a função de compensar as cargas radiais exercidas sobre eixo.• Vedação auxiliar: possui a função de proteger a vedação principal para sujeira e outros elementos.• diâmetro externo: Proporciona a interferência entre o alojamento (cubo / eixo) e o retentor. Destacam-se os seguintes tipos de diâmetros externos:

- diâmetro externo com revestimento de borracha liso; - diâmetro externo com revestimento de borracha ondulado;- diâmetro externo com revestimento metálico; - diâmetro externo com revestimento metade borracha e outra metade carcaça; - diâmetro externo com pintura emborrachada.

• carcaça: Possui a função de estruturar o retentor para suportar o perfil e também para a montagem do alojamento;• costas: Têm a função de apoio para dispositivos de montagem e indicador do sentido da rotação.

5.2 tiPos de Borrachas

Para definir o tipo de borracha que devemos utilizar nos retentores, é preciso conhecer-lhes a aplicação, pois o uso adequado da borracha garante a eficiência dos retentores.

tipos existentes nitrílica Poliacrílica silicone Fluorelastômero

CompatívelÓleos minerais,

graxas, óleo disel e água.

Óleos de trans-missão e motor.

Específica na vedação de

óleos do motor.

Melhor vedador de óleos combus-

tíveis.Resistência Tér-

mica de -40ºC a 100ºC de -40ºC a 150ºC

de -65ºC a 150ºC de -35ºC a 180ºC



nunca relacione a aplicação do retentor usado com a cor, pois a cor não acrescenta nenhuma propriedade ao produto.

5.3 duraBilidade dos retentores

A durabilidade dos retentores se dá pelo tipo de ambiente onde será colocado. Para isso, vamos destacar alguns materiais:

• Viton: material altamente resistente, utilizado em componentes que necessitam de alta resistência a óleos lubrificantes e que passam por variação de temperatura, oferecendo alta performance em vedação.• silicone: Ainda que seja um material bastante utilizado, possui resistência inferior ao Viton.

5.4 raZões Para usar retentor

• É possível obter medidas perfeitas, de acordo com a situação, garantindo excelente vedação entre as peças montadas;• Protegem e vedam todos os pontos de assentamento dos componentes que dependem de lubrificação;• Quando construídos em Viton, resistem a altas temperaturas e dão ao retentor maior vida útil;• Os retentores que possuem molas de pressão garantem vedação perfeita entre as peças sem prejudicar o retentor ou as peças.

6 molas

São objetos elásticos flexíveis, usados para armazenar energia mecânica, absorvendo vibrações existentes no conjunto montado.

As molas podem ser fabricadas com os seguintes materiais: • Aço carbono endurecido (mais comum);• Latão;• Cobre;• Bronze;



• Borracha;• Madeira;• Plastiprene, entre outros.

6.1 PrinciPais tiPos de molas

helicoidais: Trabalham em montagens mecânicas, onde ocorre tensão e compressão

no conjunto montado.

de lâmina: usada nos amortecedores de veículo, interruptores elétricos.

espiralmola prato: em forma de tronco de cone,

com paredes de seção retangular.



síntese da aula

Nesta terceira aula, estudamos definições, funções e tipos de: Chavetas, Guias, Eixos-árvore, Eixos, Buchas, Retentores e Molas.


1) qual o principal objetivo de uma chaveta?

2) qual a vantagem e a desvantagem de uma chaveta?

3) Como podemos classificar as chavetas?

4) qual a principal característica de uma chaveta de cunha?

5) qual a principal característica de uma chaveta de paralela?

6) onde são empregadas as chavetas de disco?

7) o que são guias?

8) o que devemos destacar quando vamos utilizar guias?

9) quais são os principais cuidados que devemos ter com as guias?

10) Defina eixo-árvore.

11) Defina eixo.



12) quais as causas encontradas para a deformação de um eixo-árvore ou eixo?

13) qual a principal característica das buchas?

14) Quais as principais finalidades das buchas?

15) qual a função do retentor?

16) quais são as partes de um retentor?

17) Quais são as razões para se utilizar um retentor?

18) o que é uma mola?

19) quais os tipos de mola que podemos encontrar?



elementos de máquinas ii

Olá!Seja bem–vindo (a) a nossa quarta aula. Vamos dar continuidade à apresentação e descrição de mais alguns elementos de máquinas existentes num equipamento. Boa aula!

objetivos da aula

Ao final desta aula, você deverá estar apto (a) para:• Identificar mais alguns elementos de máquinas; • Explicar vantagens e desvantagens desses elementos de máquinas;• Descrever características e finalidades dos elementos de máquinas;• Apontar os principais materiais usados na fabricação desses elementos;• Listar quais os principais modelos e tipos, bem como suas aplicações.

conteúdos da aula

Acompanhe os conteúdos desta aula. Se preferir, assinale-os à medida que for estudando. • Engrenagem;• Correias e Polias;• Rolamentos;• Mancais;• Lubrificação e lubrificantes; • Exercícios Propostos.



1 enGrenaGens

As engrenagens, também denominadas rodas dentadas, são ligadas a um eixo rotativo que gera movimento. São elementos

de máquinas que sempre operam em pares, encaixando os dentes de uma peça à outra.

1.1 Funções e caracterÍsticas das enGrenaGens

Durante a montagem de um conjunto de engrenagens, é preciso tomar alguns cuidados, pois o conjunto deverá transmitir movimentos uniformes e contínuos.

Os movimentos podem ser obtidos em eixos paralelos (engrenagem de dente reto) ou em eixos ortogonais (dentes helicoidais), cujas forças não apresentam deslizamento.

O funcionamento é altamente seguro, as engrenagens conseguem fazer o ajuste da direção de rotação do sistema, fornecem redução na transmissão em equipamentos motorizados, apresentam vida longa em relação a outros tipos de transmissões, resistem às sobrecargas, o custo de manutenção é reduzido e possuem bom rendimento.

1.2 FaBricaçÃo das enGrenaGens

Obtêm-se engrenagens pelos seguintes processos de fabricação:

usinagem: Esse processo subdivide-se em: • usinagem com ferramentas de corte ou processo direto: É feita com uma fresa, ferramenta devidamente dentro das normas, conformada numa fresadora universal (máquina). O processo consiste na utilização da fresa módulo, do cabeçote divisor e do trem de engrenagens, definindo-lhe os dentes. Para a execução do processo, é preciso: a) Um planejamento de trabalho descrevendo passo-a-passo todas as operações;

2 - Escolher a ferramenta mais adequada (fresa);3 - Todos os cálculos operacionais;4 - A rotação da ferramenta (fresa);



5 - O avanço da mesa da fresadora;6 - Montagem do divisor na mesa;7 - Profundidade de corte.

• Usinagem por geração ou processo indireto: É o processo mais utilizado na indústria. Efetuada na máquina (fresadora) de engrenagens, própria para fabricação desse tipo de peça (engrenagens ou rodas dentadas), através da utilização de uma fresa caracol.

• Fundição - Processo caracterizado pela fusão do aço fazendo com que o liquido fique com a forma do modelo depois de solidificado.

• Conformação - As peças, nesse processo, são obtidas por batidas sobre o material, fazendo com que adquira forma no modelo.

no processo de fundição e conformação as peças já saem praticamen-te prontas, dispensando algumas etapas no processo de usinagem.

1.3 tiPos de enGrenaGens

Há vários tipos de engrenagens:

• Engrenagens cilíndricas de dentes retos: Essa roda dentada se caracteriza por apresentar, em sua norma construtiva, dentes paralelos entre si. Serve para transmitir rotação entre eixos paralelos.



• Engrenagens cilíndricas de dentes helicoidais: Os dentes helicoidais são paralelos entre si, mas oblíquos em relação ao eixo de montagem da engrenagem. Esse tipo de engrenagem transmite rotação entre eixos não paralelos (reversos). O funcionamento é mais suave que as engrenagens cilíndricas de dentes retos, ocasionando menos ruído durante o movimento.Podemos utilizar esse tipo de engrenagem também em eixos paralelos.

• Engrenagens de rosca sem–fim: São usadas quando desejamos redução de velocidade na transmissão do movimento.

• Engrenagens cônicas: Esse tipo de engrenagem possui a forma de um tronco de cone e também pode ter dentes retos ou helicoidais. As engrenagens cônicas de dentes retos possuem menor custo, pois são de fácil obtenção, comparadas às de dentes helicoidais. A principal desvantagem dessa roda dentada relaciona-se aos defeitos de posição dos eixos, causado pelos contatos irregulares no comprimento dos dentes, diminuindo-lhe a vida útil.



As engrenagens cônicas de dentes helicoidais são apropriadas para cargas e para velocidades elevadas. Trabalham de modo mais suave que as de dentes retos, diminuindo o ruído entre as engrenagens.

• A cremalheira é uma barra provida de dentes, destinada a engrenar uma roda dentada, com a finalidade de transformar movimento de rotação em movimento retilíneo ou vice-versa.

2 correias e Polias

Polias são elementos de máquina cuja principal finalidade é transmitir a rotação de um motor a outro ponto do conjunto, por intermédio de correias. São constituídas por uma

circunferência de material rígido, cujo principal produto de fabricação é o ferro fundido, mas nada impede de usar outros materiais como: aço carbono, plásticos ou até mesmo madeira.

correias são elementos de máquinas que sempre estarão assossiadas às polias.

De acordo com a função, as correias classificam-se em:• correias usadas para transporte: servem para tranportar (movimentar) objetos e mercadorias em geral;• Correias usadas em transmissões: utilizadas para movimentar acionamentos caracterizados por velocidade, força, sincronismo de movimento.



Podemos também classificá-las, de acordo com o perfil, em: • Correias em perfil “V”, • Correias sincronizadoras, micro – V ou poly – V,• Correias variadoras de velocidade.

2.1 correia em “V”

Possui esse nome, pois seu formato lembra um “V” quando seccionada. As correias em “V” subdividem-se em:

correias em “V” lisas correias em “V” dentadas

correias em “V” “conjugadas” ou “geminadas”

correias duplo “V” ou sextavadas

2.2 correias sincroniZadas

Também denominadas correias dentadas, pois apresentam uma série de dentes transversais à largura da correia, em sua forma construtiva. Caracteriza-se por não necessitar de lubrificação no acionamento, tendo um ambiente de trabalho limpo e livre de contaminações.



2.3 correia PolY “V” ou micro – “V”

São correias que apresentam frisos longitudinais em toda extensão, fazendo com que as polias do conjunto também tenham os mesmos frisos. Essas correias se caracterizam por unir a flexibilidade das correias planas com a eficiência das correias em “V”. Apresetam como vantagem o trabalho com polias de menor diâmetro e em altas velocidades.

2.4 correia Variadores de Velocidade

Esse tipo de correia caracteriza-se pelo trabalho com polias bipartidas, aumentando ou diminuindo a velocidade transmitida pelo motor de acionamento. Sua forma construtiva é reforçada.

2.5 Polias Para correias em “V”

Na forma construtiva dessa polia, encontramos canais (canaletas).



2.6 Polias sincroniZadoras

Assim como as correias dentadas, as polias sincronizadoras possuem dentes ou sulcos na forma construtiva, que se encaixam, produzindo o sincronismo do movimento.

2.7 Polias micro – “V”

Recebem esse nome porque apresentam, na superfície, pequenos frisos, onde a correia se encaixa.

2.8 Polias tensoras

Também denominadas polias esticadoras, têm por função tensionar a correia, transmitindo maior potência no acionamento.

3 rolamentos

Servem para substituir (ou diminuir) a fricção de deslizamento entre a superfície do eixo e a superficie da peça onde o eixo se apoiará. Há vários tipos de rolamentos, cada um com propósitos pré-determinados:

• Rolamentos de esferas;• Rolamentos de rolos;• Rolamentos axiais de esferas;• Rolamentos axiais de rolos;• Rolamento de rolos cônicos.



3.1 rolamentos de esFeras

São o tipo mais comum de rolamento encontrado nos equipamentos. Podem suportar tanto cargas radiais como axiais. Nos rolamentos de esferas, as cargas são transmitidas da pista externa para a esfera e da esfera para a pista interna. Assim, a esfera é o único contato com as pistas interna e externa, permitindo um ponto de contado muito pequeno, o que proporciona

uma rotação suave entre as partes. Com essa pequena área de contato entre as esferas e as pistas, podem trazer um ponto positivo – rotação suave – ou um

ponto negativo – relacionado à quantidade de carga suportada pelos rolamentos de esfera. Significa que a área de contato é pequena e não suporta muitas cargas, de modo que as esferas podem sofrer deformações ou esmagamento, danificando o rolamento.

3.2 rolamentos de rolos

São utilizados em aplicações como correias transportadoras, para suportar cargas radiais. Nesse tipo de rolamento, o elemento deslizante tem a forma de

um cilindro, com isso o contato entre as pistas interna e externa não é um ponto, mas uma linha de contato, distribuindo a carga sobre uma área maior. A carga é um elemento limitante, pois esse tipo de rolamento não foi projetado para suportar grande quantidade de carga axial.

Uma variação desse tipo de rolamento denomina-se rolamento de agulha, que usa cilindros de diâmetro pequeno e pode se ajustar em lugares apertados.



3.3 rolamentos aXiais de esFeras

São utilizados em aplicações onde há baixa velocidade e pouca carga radial.

3.4 rolamentos aXiais de rolos

São utilizados em aplicações que podem suportar grandes cargas axiais.

3.5 rolamento de rolos cÔnicos São utilizados para suportar grandes cargas radiais e grandes cargas axiais.



4 mancais

O mancal é um elemento de máquina encontrado sob duas formas:• com diversos tipos de rolamentos acoplados nos mancais;• sem rolamento acoplado no mancal (apenas o suporte).

5 luBriFicaçÃo

Lubrificação é a redução da resistência ao atrito e desgaste ou outras formas de deterioração superficial entre duas superfícies, pela aplicação de um lubrificante.

6 luBriFicante

Lubrificantes são substâncias interpostas entre duas superfícies em movimento com o propósito de reduzir o atrito ou o desgaste entre elas, bem como protegê-las e refrigerá-las.

Os lubrificantes podem ser: • líquidos: Os óleos são baratos e oxidam pouco. São obtidos principalmente do petróleo e, em menor escala, do carvão, de pedra lignita e do xisto betuminoso.• Pastosos: As graxas, quando comparadas aos óleos, distinguem-se pela maior



consistência plástica. Normalmente, as graxas são compostas à base de sódio ou de potássio.• sólidos: Podemos encontrar lubrificantes sólidos na forma de grafita, parafina, entre outros. Apresentam maior consistência, se comparados aos líquidos e pastosos.

síntese da aula

Nesta quarta aula, estudamos mais alguns elementos de máquinas, encontrados numa montagem, quais sejam: Engrenagens, Correias, Polias, Rolamentos, Mancais, Lubrificação e Lubrificantes, com suas respectivas definições, classificações e tipos.


1) que outra denominação recebem as engrenagens?

2) quais as vantagens e desvantagens que podemos encontrar no uso das engrenagens?

3) Como são classificadas as engrenagens?

4) Qual a principal finalidade de uma cremalheira?

5) Defina correia.



6) Qual a finalidade de uma polia?

7) Como são classificadas as correias?

8) que materiais podem ser usados para confeccionar correias?

9) quais são os principais tipos de polias?

10) qual a função de um rolamento?

11) quais os principais tipos de rolamentos?

12) em quais formas podem ser encontrados os mancais?

13) O que é lubrificação?

14) O que é lubrificante?

15) Quais são os tipos de lubrificantes?



referências

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