UNIÕES MÓVEIS PARA ELEMENTOS - Engenharia Industrial ... · Parafusos, porcas, arruelas, cavilhas, contrapinos, anéis e chavetas. 4 ... Os materiais para a confecção de rebites

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ELEMENTOS ORGÂNICOS DE MÁQUINAS IELEMENTOS ORGÂNICOS DE MÁQUINAS IATAT--096096

Universidade Federal do ParanáUniversidade Federal do ParanáCurso de Engenharia Industrial MadeireiraCurso de Engenharia Industrial Madeireira

M.Sc. Alan Sulato de Andrade M.Sc. Alan Sulato de Andrade

[email protected]@ufpr.br

UNIÕES MÓVEIS PARA ELEMENTOSUNIÕES MÓVEIS PARA ELEMENTOS

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UNIÕES MÓVEIS:

� Uniões moveis são aquelas que se caracterizam pelapossibilidade de separar as peças previamenteunidas sem danificar o conjunto.

B

A

União de dois elementosTentativa de separação

B

A


UNIÕES MÓVEIS:

Junção de peças por rebite

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UNIÕES MÓVEIS:

Junção de peças por parafusos, porca e arruela.


UNIÕES MÓVEIS:

� Os elementos que são mais utilizados e quemerecem destaque são:

� Rebite,

� Parafusos, porcas, arruelas,� cavilhas, contrapinos, anéis e chavetas.

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UNIÕES MÓVEIS:REBITES

� A união por rebites é um dos primeiros sistemas deunião mecânica de materiais metálicos utilizado pelaindustria de manufatura.Processo de execução simples, barato e que resultaem peças extremamente resistentes sãocaracterísticas desse tipo de procedimento.



� A escolha adequada do rebite se dará pela análisedos seguintes fatores:

� Material do qual é feito;� Tipo construtivo:

� Maciço ou oco;� o tipo de sua cabeça;

� Suas dimensões:� o diâmetro do seu corpo;� o seu comprimento útil.

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� Os rebites podem ser maciços ou ocos:

Rebites maciços e ocos – Cortesia N.P.N - PARAFUSOS .



� Maciços:

Rebite maciço

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� Rebites ocos:

Rebite oco



� Principais tipos:

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� Principais tipos:



� Tipos de processo de Rebitagem:

� Processo Manual,� Processo Mecânico.

� Martelo Pneumático,� Rebitadeiras Hidráulicas,� Rebitadeiras Pneumáticas.

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� Tipos de processo de Rebitagem:� Processo Manual

Utilizado para rebitar em locais de difícil acesso oupeças pequenas.

� Processo MecânicoPermite rebitamento mais resistente e contínuo.



� Instalação:

Golpeamento manual ou automático

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� Tipos de processo de Rebitagem – Processo a Quente:

Na rebitagem a quente o rebite é aquecido por fornosa gás, elétricos ou maçarico. O rebite é martelado àmão ou à máquina até adquirir o formato. Os fornospossibilitam um controle da temperatura necessáriapara aquecer o rebite. Já o maçarico apresenta avantagem de permitir o deslocamento da fonte decalor. A rebitagem a quente é indicada para rebitescom diâmetro superior a 6,35 mm. Aplicada,especialmente, em rebites de aço.

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� Tipos de processo de Rebitagem – Processo a Frio:A rebitagem a frio é feita por martelamento, semutilizar qualquer fonte de calor. Indicada para rebitescom diâmetro de até 6,3 mm, se o trabalho for à mão,e de 10 mm, se for à máquina. Usa-se na rebitagem afrio rebites de aço, alumínio etc.



� Instalação:

Processo a quente e a frio

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� Tipos de ligação:Podemos classificar as ligações por rebites de trêsformas distintas:

� Ligações Resistentes,� Ligações Estanques,� Ligações Resistentes e Estanques.



� Ligações Resistentes:O objetivo é conseguir que as duas peças ligadastransmitam os esforços e lhes resistam como sefossem uma única, ex: nas estruturas metálicas deedifícios, pontes etc.

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Pontes mais antigas utilizamrebites como elementos de união



� Ligações Estanques:Quando se pretende que as juntas da ligaçãoimpeçam a passagem de gases ou líquidos, ex:depósitos de gases.

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Depósitos de gás e combustíveismais antigas utilizam

rebites como elementos de união



� Ligações Resistentes e Estanques:Quando se pretende que tenham simultaneamente ascaracterísticas dos dois tipos anteriores. ex:construção naval, caldeiras, etc.

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Caldeirasmais antigas utilizam

rebites como elementos de união



� Materiais empregados para construção de Rebites:Os rebites devem ser construídos com materialresistente e dúctil. Os materiais mais utilizados nosrebites são o aço, cobre, alumínio e latão.

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� Tipos de ligação:

A B C

A - superposição, B - cobertura simples e C - cobertura dupla



� Os rebites podem ser empregados em uniões comelevada resistência para estruturas de aço; junçõesestanques de elevada resistência para caldeiraria;junções estanques em recipientes de pequena alturacomo: chaminés, tubos de descarga e tubulaçõessujeitas à baixas pressões; junções deresponsabilidade de chapas de revestimento: aviões,navios ou equipamentos.

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� Vantagens e desvantagens:� As junções rebitadas são mais simples e baratas

que as soldadas;� Possibilitam um controle de qualidade mais

simples que as soldadas;� As junções rebitadas são mais pesadas e seu

campo de aplicação não é tão vasto quanto o dasjunções por solda;

� Acarretam uma redução da resistência do materialda ordem de 13 a 42%, devido à redução de áreapela furacão para os rebites, contra uma reduçãode 10 a 40% para as junções soldadas;



� Solicitações e dimensionamento de junçõesrebitadas:Quando uma força de tração é aplicada na junção deum par de chapas unidas por rebites ocorre umaforça de atrito até que ocorra o deslizamento entre asduas chapas; após o deslizamento, ocorre o contatoentre a superfície cilíndrica do furo e a haste dorebite solicitando: o rebite por cisalhamento ecompressão; o furo que aloja o rebite porcompressão. Esses esforços pode levar a união aapresentar diversos tipos de falhas.

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� Solicitações e dimensionamento de junçõesrebitadas:

Solicitação



� Falhas em uniões rebitadas:

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� Cisalhamento dos rebites:O fator cisalhamento nos rebites previne o corte dasseções dos rebites entre duas chapas. Estas seriamas seções chamadas de seções de corte ou seçõesresistentes.Considerando:n - número de rebites que resiste à carga Pm - número de seções resistentes por rebite.d - diâmetro dos rebites



� Cisalhamento dos rebites:A força P é resistida por "n" rebites com "m" seçõesresistentes cada um. Então a área resistente total noscasos de uma ligação rebitada é:

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� Cisalhamento dos rebites:Sendo τreb a tensão admissível ao cisalhamento domaterial do rebite, a tensão tangencial desenvolvidanão pode ultrapassar a admitida. A condição desegurança para o cisalhamento nos rebites expressade uma forma analítica seria:



� Compressão nas paredes dos furos:A força exercida nas chapas, e estando a ligação emequilíbrio estático, cria uma zona comprimida entre asparedes dos furos dos rebites e o próprio rebite. Estacompressão pode ser tão grande a ponto de esmagaras paredes dos furos e colocar em risco toda aligação rebitada. Deve-se portanto descartar estapossibilidade.

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� Compressão nas paredes dos furos:Sejam duas chapas ligadas entre si por um rebite dediâmetro "d",conforme figura:



� Compressão nas paredes dos furos:Observam-se zonas comprimidas nas duas chapasdevido à ação do rebite sobre elas, sendo na vista decima, representada a ação do rebite na chapasuperior. À fim de facilitar-se o cálculo destascompressões substitui-se a área semi cilíndrica, daparede do furo, por sua projeção, que seria uma áreaequivalente ou simplificada ficando:

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� Compressão nas paredes dos furos:



� Compressão nas paredes dos furos:Como nos casos de ligações rebitadas existem nrebites, podemos generalizar a expressão:

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� Compressão nas paredes dos furos:Sendo σchapa a tensão de compressão admissívelpara o material da chapa ou dos cobre juntas, entãopara que o projeto funcione com segurança, acondição expressa analiticamente ficaria:

As tensões de compressão não se distribuem demaneira exatamente uniforme, entretanto assim seadmite.



� Tração nas chapas enfraquecidas:Quando se perfura as chapas para a colocação derebites elas são enfraquecidas em sua seçãotransversal. Quanto maior for o número de furos emuma mesma seção transversal, mais enfraquecidaficará a chapa nesta seção, pois sua área resistente àtração fica reduzida.

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� Tração nas chapas enfraquecidas:Antes da furação a seção transversal da chapa queresistia à tração era:



� Tração nas chapas enfraquecidas:Supondo que se façam dois furos em uma mesmaseção transversal de chapa para a colocação derebites. A nova área resistente será:

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� Tração nas chapas enfraquecidas:A nova tensão de tração desenvolvida será:



� Tração nas chapas enfraquecidas:Para generalizar criamos uma grandeza, n1 quereapresenta o número de rebites colocados em umamesma seção transversal.

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� Tração nas chapas enfraquecidas:A condição de segurança expressa analiticamenteserá:

Onde σT representa a tensão de tração admissívelpara o material das chapas ou coberturas



� Considerações práticas:� Material.

Os materiais para a confecção de rebites são normalizados;De um modo geral, os rebites que são utilizados na fabricaçãode estruturas de aço, de reservatórios e na caldeiraria, utilizam-se de aço mais tenaz;Os componentes básicos dos materiais dos rebites e da chapasdevem ser idênticos a fim de evitar dilatações térmicasdiferentes e o surgimento de pilhas galvânicas, que provocarespectivamente afrouxamento das uniões e corrosão;Desta forma, no processo de rebitagem de chapas de alumíniousa-se rebites de alumínio, de chapas de aço rebites de aço;

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� Considerações práticas:� Nas estruturas de aço:

Não devem ocorrer maiores deformações das chapas nemescoamentos das junções rebitadas;Os valores experimentais das tensões dos rebites se encontramtabelados em normas;

� Nas construções de caldeiras:Não devem ser ultrapassados os limites de deslizamento entreas chapas;Os valores das tensões são também tabelados;

� Para solicitações dinâmicas:Não se devem ultrapassar o limite de deslizamento da junçãorebitada nem o de resistência permanente da chapa;



� Considerações práticas:� Superfície da chapa rebitada:

Quanto mais áspera for a superfície da chapa rebitada tantomaiores serão a resistência ao deslizamento e o limite deresistência permanente.Experiência mostra que chapas de aço pintadas com zarcãoapresentaram uma resistência ao deslocamento 50% inferioràquelas que foram limpas com gasolina;

� Nas junções rebitadas de chapas sobrepostas:Essas junções são solicitadas também por flexão pois sofremefeitos do momento fletor;As forças aplicadas às chapas sobrepostas não agem integralmente para gerar o momento fletor, sendo parte da força transmitida de uma chapa a outra;

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� Considerações práticas:� Nas junções rebitadas:

Quando se utiliza um par de laias de junção, a resistência aodeslizamento é menor pois, se as espessuras das duas chapasnão forem exatamente iguais, se aplicará menor pressão àchapa de menor espessura;

� Havendo várias fileiras sucessivas de rebites:O limite de deslizamento é atingido nas fileiras externas antes deo ser na internas, de modo que, para três fileiras de rebites,tensão dever ser reduzido;



� Considerações práticas:� Comprimento do rebite:

Quanto maior a soma das espessuras das chapas rebitadasuma a outra, tanto maior o comprimento das hastes dos rebitesutilizados e, portanto, tanto maiores as respectivas contraçõesde resfriamento, o que resulta em maior resistência aodeslizamento;

� Execução:A rebitagem feita à máquina apresenta um limite dedeslizamento maior e mais uniforme entre as chapas rebitadasque o obtido na rebitagem feita à mão;Entre as propriedades dos dois tipos de rebitagem acima citadosse situam as propriedades da rebitagem feita com martelo de arcomprimido.

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� Considerações práticas:� Montagem:

Deve-se iniciar a instalação dos rebites internos e partir para adireções periféricas.


UNIÕES MÓVEIS:PARAFUSOS

� União por parafusos consiste num tipo de união móvelmais prática que a união por rebites, sendo suamontagem e desmontagem extremamente simples.

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� Utilizado nos mais diversos campos:

Campos de aplicação



� Na antiguidade, o matemático grego Archytas deTarentum (428 - 350 AC.) foi responsável pelainvenção do parafuso. No 1° século AC., osparafusos de madeira foram usados em todo omundo Mediterrâneo em dispositivos como prensasde óleo e de vinho. Os parafusos de metal sóapareceram na Europa a partir do ano de 1400.

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� O britânico Henry Maudslay patenteou o parafuso defenda em 1797; um dispositivo similar foi patenteadopor David Wilkinson nos Estados Unidos no anoseguinte. Na atualidade o parafuso está presente empraticamente todos os aparelhos e estruturasconstruídos pelo homem.



� Porém os parafusos são utilizados tanto para manterelementos unidos, como no caso de parafusos defixação, quanto para mover cargas, como no casodos chamados parafusos de potência, ou parafusosde avanço.

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� Parafusos usados para fixação podem ser arranjadospara resistir a cargas de tração, de cisalhamento, ouambas.Desta forma, uma questão importante é levantada, ese referente ao fato que estes elementos precisam semanter juntos e apertados.



� Há diversas características que devem seranalisadas antes de responder essa questão como:� Quais as características de um bom material para

parafusos e porcas e porque?Materiais resistentes (aço, ferro fundido, outrosmetais). Materiais inoxidáveis entre outros.

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� Os parafusos são feitos em uma larga gama demateriais, com muitas variedades de aço que sãotalvez os mais comuns. Onde é necessárioresistência ao tempo e a corrosão , o aço inoxidável,o titânio , o bronze são os materiais mais utilizados.Alguns tipos de plástico, tais como o nylon ou Teflon,podem ser aplicados para uma sustentação querequer uma força moderada e grande resistência àcorrosão ou isolação elétrica. Mesmo a porcelana e ovidro podem ser moldados.



� Há diversas características que devem seranalisadas antes de responder essa questão como:� Aperta-se indefinidamente um parafuso é

adequado?(Nunca apertar indefinidamente, a tensão geradapode ser superior a tensão admissível do materialque é construído o elemento)

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� Devemos lembrar que um parafuso é construído tendocomo base um material, e este apresenta uma tensãoadmissível para cada tipo de solicitação. Cabe aosengenheiros ter informações suficientes sobre osmateriais e respeitar os limites de segurança para umcorreto dimensionamento da união.



� Os fabricantes de parafusos apresentam diversasinformações como a tensão mínima de escoamento, olimite de resistência entre outros informaçõesrelevantes.

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� Há diversas características que devem seranalisadas antes de responder essa questão como:� Qual o aperto máximo de um parafuso?

Deve ser o suficiente para fixar os elementos,normalmente se utiliza uma chave de torquereguladora)



� Em função de se conhecer as dimensões do elementoe sua tensão admissível, pode-se estimar qual a forçaa ser aplicada para não comprometer a integridadedeste. Outro ponto que deve ser observado seria oselementos que serão unidos, pois em uma situaçãohipotética, a carga gerada no ato de aperto poderiadanificar os elementos.

Zonas de deformação

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� Um torque de 1 kgf.m é o resultado de uma força de 1kgf (quilograma-força) aplicado na extremidade deuma alavanca de 1 metro. Se a alavanca ou chave fixativer apenas 10 cm, para obter o mesmo torque vocênecessita aplicar uma força de 10 kgf. Quanto maior otorque de aperto, maior a força axial ou força de apertodo parafuso. Essa proporcionalidade varia, no entanto,em função da força de atrito existente entre os filetesdas roscas.

T=F.d



� Para aplicações críticas de elevada tensã/força, ondeos parafusos de baixa qualidade podem falhar, tendopor resultado danos ou ferimento. Os parafusos SAE,um teste padrão distintivo do funcionamento éimprimido nas cabeças para permitir a inspeção e ovalidação da força do parafuso. Tais parafusosinferiores são um perigo à vida e à propriedadequando usados em aviões, automóveis, caminhõespesados, e aplicações críticas similares.

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� Padrões de rosca e definições:O elemento comum entre os vários fixadores é arosca. Em termos gerais, a rosca é uma hélice quefaz com que o parafuso avance sobre o material ouporca quando rotacionado.


UNIÕES MÓVEIS:

� As roscas podem ser externas (parafusosatarrachantes) ou internas (porcas ou furosrosqueados)

B

A

B

A

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� Padrões de rosca e definições:As formas de roscas originalmente eram diferentes paracada um dos países fabricantes, porém, após a SegundaGuerra Mundial, foram padronizadas na Inglaterra,Canadá e nos Estados Unidos no que é conhecido hojecomo Unified National Standard (UNS). Na Europa, opadrão é definido pela ISO. Ambas possuemessencialmente a mesma forma, porem não sãointercambiáveis.

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� Padrões de rosca e definições:Sendo os parafusos normalizados, estes apresentamuma nomenclatura própria:� passo (pitch): representa a distância entre pontos

correspondentes de filetes adjacentes, medidosparalelamente ao eixo da rosca

� o diâmetro maior ou nominal (major), médio(mean) e menor ou da raiz (minor), representam omaior diâmetro, a média entre o diâmetro maior eo da raiz, e o menor diâmetro, respectivamente;



� Padrões de rosca e definições:Sendo os parafusos normalizados, estes apresentamuma nomenclatura própria:� o diâmetro médio também é conhecido como

diâmetro primitivo.� a raiz (root) e a crista (crest) correspondem ao

ponto mais baixo e o mais alto do filete da rosca,respectivamente;

� o ângulo da rosca (thread angle) é o anguloformado entre duas faces da rosca. (60º ISO e UNS)

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� Padrões de rosca e definições:ddpdr



� Padrões de rosca e definições:� o avanço (l), é a distância que a porca avança

paralelamente ao eixo da rosca quando é giradauma volta,

� rosca simples (ou de uma entrada): o avanço éigual ao passo;

� roscas de múltiplas entradas: possuem mais deum filete cortado um ao lado do outro; têm avançoproporcionais ao passo e ao número de entradas.

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� Padrões de rosca e definições:



� Padrões de rosca e definições:As geometrias das roscas apresentam três padrõesprincipais, sendo elas:� Padrão unificado: apresenta um ângulo da rosca

de 60º e apresenta suas dimensões empolegadas (EUA e Inglaterra) e milímetros para oresto do mundo; possuí padronização própria.

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� Padrões de rosca e definições:� rosca quadrada e rosca Acme: são utilizados em

roscas de potência; cada aplicação é um casoespecial; não há uma necessidade depadronização.




ISO e UNS

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Rosca quadrada




Rosca ACME

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� Padrões de rosca e definições:São padronizadas em função dos diâmetrosnominais e do passo ou número de filetes de cadarosca;Na literatura especializada há tabelas queapresentam o diâmetro padronizado e o passo paraas roscas;Quando se especifica parafusos para um sistema,deve-se ficar restrito a estas roscas.



� Padrões de rosca e definições:A especificação das roscas unificadas (EUA e aInglaterra) é feita pelo diâmetro nominal, o númerode filetes por polegada a série e a classe:UNC (passo grosso), UNF (passo fino) e UNEF(passo ultrafino)Classe 1 (tolerância mais larga – comercial) , 2(tolerância estreita) e 3 (precisão).

1/4-20 UNF-1

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� Padrões de rosca e definições:Para o sistema métrico, especifica-se as roscas pelodiâmetro nominal e o passo em milímetros:

M12x1,75



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� Outros padrõesO padrão unificado não é o único, mas é o maisutilizado. Outros padrões que merecem ser citadossão:� Whitworth: esse era o padrão utilizado nos EUA e

na Inglaterra antes da adoção do padrãounificado; o que difere este padrão do unificado éo fato do ângulo da rosca ser de 55°ao invés dos60°.



� Outros padrõesNPT: a rosca NPT possui a mesma inclinação dosistema unificado, diferindo por possuir umainclinação de 1º47'27" na direção axial da rosca; arosca NPT é considerada uma rosca cônica o que atorna recomendável para: tubulações de arcomprimido, gás. vapor, água e similares. A suaespecificação é feita de forma similar a do padrãounificado utilizado nos EUA e Inglaterra.

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� Tensão de traçãoSe um parafuso ou uma barra rosqueada é submetidaa uma carga de tração pura, é de se esperar que a suaresistência seja limitada pela área do seu diâmetromenor (dr).

F F

F F



� Tensão de traçãoA tensão devida a uma carga de tração F é definidacomo:

At

Ft =σ

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� Tensão de Cisalhamento

B

AF



� Tensão de CisalhamentoA tensão devida a uma carga cisalhante F é definidacomo:

At

Fc =σ

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� Área sob traçãoAssim área sob tração At é definida como:

4

.2

drAt

π=



� Principais falhas:

Cortesia - Curso de Engenharia Civil da FEAR - UPF

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� Seqüência de aperto:Deve-se respeitar uma seqüência lógica para o apertoda união sendo esta realizada em uma chapa ou emuma determinada tampa.

3 4

1 2

5 6

5 1 8

3 4

7 2 6


UNIÕES MÓVEIS:PARAFUSOS DE POTÊNCIA

� O parafuso de potência é um dispositivo utilizado emmáquinas para transformar o movimento angular emovimento linear e, usualmente, para transmitirpotência.Estes parafusos são usualmente utilizados emtornos, prensas, macacos entre outras aplicações.Aplicando-se um torque à extremidade do parafuso,movimentando-se a outra extremidade que realizatrabalho;

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� Análise de força e torque em parafusos de potênciaUma rosca de parafuso é essencialmente um planoinclinado enrolado ao redor de um cilindro de forma acriar uma hélice. Se desenrolássemos uma volta dahélice, esta pareceria como um plano inclinado.

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� Análise de força e torque em parafusos de potênciaA próxima figura apresenta uma parafuso de potência com:� rosca quadrada;� uma entrada;� características geométricas: - diâmetro médio dm,

passo p e ângulo de hélice λ;� carregado por uma força axial de compressão F.



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� Análise de força e torque em parafusos de potênciaPara o caso de levantamento do peso, as forças nasdireções x e y:ΣFx=0 e ΣFy=0



� Análise de força e torque em parafusos de potênciaA força atrito é claro sempre se opõe ao movimento( µ - coef. de atrito)Assim:

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� Análise de força e torque em parafusos de potênciaTorque em função de λ:

Torque em função de l

s

s



� Análise de força e torque em parafusos de potênciaTorque requerido para girar o colar:

Onde: dc é o diâmetro médio do colar, µc é ocoeficiente de atrito no rolamento

c

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� Análise de força e torque em parafusos de potênciaA mesma análise pode ser feita para o caso de abaixara carga. Os sinais das forças aplicada e do atritomudam.



� Análise de força e torque em parafusos de potênciaO torque para a baixar a carga é:

d

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� Análise de força e torque em parafusos de potênciaDeseja-se encontrar o torque necessário para levantare abaixar a carga.Deve-se então analisar as forças atuantes na porca,podendo estas ser mostradas como um diagrama decorpo livre.



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� Análise de força e torque em parafusos de potênciaDesta forma o torque total para levantar a carga:

Tts= +s c



� Análise de força e torque em parafusos de potênciaDesta forma o torque total para abaixar a carga:

Ttd= +d c

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� Parafusos auto-retentorQuando o avanço é suficientemente grande ou o atritosuficientemente pequeno, a carga abaixa sem oemprego de qualquer força externa. Em tais casos, otorque T é negativo ou nulo.Quando se obtém um torque positivo dessa equação,diz-se que o parafuso é auto-retentor.



� Parafusos auto-retentorA condição de auto-retenção definida como:

Quando a rosca for do tipo quadradaα=0º, cos α=1

λµ

πµ

αλµ

απ

µ

tan

costan

cos

≥

≥

≥

≥

dp

l

dp

l

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� Eficiência dos parafusosPode-se determinar a relação entre o torquenecessário para movimentar a carga caso nãohouvesse atrito (To) e o torque necessário quando háatrito; Desta forma, a eficiência para se levantar acarga pode ser escrita como:



� Observações finaisTodas as equações precedentes foram obtidas para o caso de seconsiderar roscas quadradas: as cargas normais aos flancos sãoparalelas ao eixo do parafuso;No caso da rosca Acme ou da unificada, isso não é verdade devido aoângulo da rosca 2α;Se o ângulo de hélice for muito pequeno, sua inclinação poderá serdesprezado e somente o efeito do ângulo da rosca deverá serconsiderado;O efeito do ângulo a é aumentar a força de atrito por ação da cunha dosfiletes;

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� Tipos de parafusosHá diversas formas de se classificar os parafusos.Aqui se ficará restrito a classificação segundo a formado corpo e tipo de cabeça.



� Tipos de parafusosEm relação à forma corpo, um parafuso pode ser:

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� Tipos de parafusosEm relação as cabeças, os parafusos podem serclassificados das mais diversas formas:



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� Normalização do parafusos sextavado

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� Normalização do parafusos sextavado internos



� Roscas soberbasEste tipo de rosca é uma rosca cônica de auto fixaçãoe é muito utilizado para fixação de madeiras e, comauxílio de buchas plásticas, para a fixação deelementos em bases de alvenaria.

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� Roscas soberbas



� Tensões nos filetesUma vez determinada à força transmitida peloparafuso de rosca quadrada, pode-se determinar atensão que atua no filete da rosca. Há principalmentedois tipos de solicitações agindo nos filetes dasroscas; cisalhamento e compressão.

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� Tensões nos filetesCada carga aluará numa área específica do parafuso;A área para o cisalhamento será a área do perímetroda rosca;A área para a compressão será a área transversal darosca;



� Tensões nos filetesTensão de CisalhamentoSupondo que a carga seja uniformemente distribuídasobre a altura h da porca e que os filetes da rosca doparafuso falharão no diâmetro menor, a tensão médiade cisalhamento nos filetes da rosca será:

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� Tensões nos filetesTensão de CisalhamentoSe os filetes falharem no diâmetro maior, a tensãoserá:



� Tensões nos filetesTensão de CisalhamentoPara a determinação das tensões médias considerou-se que os filetes distribuem a carga igualmente. Emmuitos casos essa suposição pode acarretar errosgrosseiros e fatores de segurança fortes (maiores que2) devem ser usados durante o projeto.

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� Tensões nos filetesTensão de compressãoA tensão de compressão na rosca será:



� Tensões nos filetesTensão de compressãoEste também é uma tensão média, pelo fato da forçater sido considerada uniformemente distribuída sobre aface dos filetes. Realmente, pode haver alguma flexãona rosca, o que faz com que, também neste caso, seempregue um fator de segurança elevado.

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UNIÕES MÓVEIS:PORCAS

� Tipos de porcasO perfil da rosca varia de acordo com o tipo deaplicação que se deseja;As porcas usadas para fixação geralmente têm roscascom perfil triangular;As porcas para transmissão de movimentos têmroscas com perfis quadrados, trapezoidais, redondos edentes de serra.



� Tipos de porcas

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� Tipos de porcasAs cabeças das porcas podem se apresentar nos maisvariados tipos, tanto para aperto manual quanto paraapertos com ferramentas. Usualmente as porcasmanuais possuem um dispositivo para aplicar o Iorquede aperto necessário com as mãos (borboletas,recartilhados, ets). As para aperto com ferramenta, oformato da cabeça é o requerido para fazer o encaixecom a ferramenta (sextavados, fendas, etc).



� Tipos de porcas

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� Tipos de porcas



� Tipos de porcas

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UNIÕES MÓVEIS:ARRUELAS

� As arruelas têm a finalidade de promover uma pré-tensão nos parafusos mais uniforme, evitando assimque os parafusos se afrouxem;Usualmente um sistema de fixação por parafusopossuem três componentes principais, o parafusopropriamente dito, uma porca e uma arruela



� Arruela lisaAlém de distribuir igualmente o aperto, a arruela lisatem, também, tem a função de melhorar os aspectosdo conjunto;A arruela lisa por não ter elemento de trava, é utilizadaem uniões de máquinas que sofrem pequenasvibrações.

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� Arruela lisa



� Arruela de pressãoA arruela de pressão é utilizada na montagem deconjuntos mecânicos, submetidos a grandes esforçose grandes vibrações. A arruela de pressão funciona,também, como elemento de trava, evitando oafrouxamento do parafuso e da porca. É, ainda, muitoempregada em equipamentos que sofrem variaçõesde temperatura (automóveis, prensas etc.)

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� Arruela de pressão



� Arruela dentadaMuito empregada em equipamentos sujeitos a grandesvibrações, mas com pequenos esforços, como,eletrodomésticos, painéis automotivos, equipamentosde refrigeração etc. O travamento se dá entre oconjunto parafuso/porca. Os dentes inclinados dasarruelas formam uma mola quando são pressionadose se encravam na cabeça do parafuso.

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� Arruela dentada



� Arruela serrilhadaA arruela serrilhada tem as mesmas funções daarruela dentada, mas suportam esforços maiores;É usada nos mesmos tipos de trabalho que a arrueladentada.

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� Arruela serrilhada



� Arruela onduladaA arruela ondulada não tem cantos vivos. É indicadapara superfícies pintadas, evitando danificação doacabamento;É adequada para equipamentos que possuemacabamento externo constituído de chapas finas.

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� Arruela ondulada



� Outros tipos

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� Outros tipos


UNIÕES MÓVEIS:CAVILHAS

� Uma cavilha pode ter dupla finalidade, a de transferirtorque e a de prevenir o movimento axial relativo entreas peças que se encaixam. Esse movimento tambémpode ser impedido usando-se pressão ou montagemforçada, parafusos ou anéis de retenção.

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UNIÕES MÓVEIS:CAVILHAS


UNIÕES MÓVEIS:CONTRAPINO

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UNIÕES MÓVEIS:CHAVETAS

� Normalmente chavetas, anéis de retenção e cavilhassão utilizadas para fixar elementos como engrenagensou polias, de modo que se possa transferir Iorqueentre eles;



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UNIÕES MÓVEIS:ANÉIS DE RETENÇÃO, CHAVETAS E CAVILHAS

� ChavetasO tamanho da chaveta é de um quarto do diâmetro daárvore. O comprimento da chaveta é ajustado emfunção do comprimento do cubo e a resistênciarequerida;Algumas vezes, é necessário usar duas chavetas parase obter a resistência exigida.

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� ChavetasNa determinação da resistência da chaveta, considera-se que as forças se distribuem uniformemente aolongo do comprimento;Esta suposição, provavelmente, não é verdadeira umavez que a rigidez da árvore, usualmente, é menor quea do cubo, causando grandes forças em uma dasextremidades da chaveta e pequena na outra.



� ChavetasAs chavetas são classificadas de acordo com a suaforma: chavetas de cunha; chavetas paralelas;chavetas de disco.

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� Chavetas



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UNIÕES MÓVEIS:ANÉIS

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