EELLEEMMEENNTTOOSS DDEE MMQQUUIINNAASS
Centro de Formao Profissional Afonso Greco
Nova Lima 2005
Presidente da FIEMG
Robson Braga de Andrade
Gestor do SENAI
Petrnio Machado Zica
Diretor Regional do SENAI e
Superintendente de Conhecimento e Tecnologia
Alexandre Magno Leo dos Santos
Gerente de Educao e Tecnologia
Edmar Fernando de Alcntara
Elaborao
Equipe Tcnica - Ncleo Metalmecnica
Unidade Operacional Centro de Formao Profissional Afonso Greco
Sumrio
APRESENTAO ..............................................................................................................................6
1. REBITES.........................................................................................................................................7
1.1. INTRODUO..............................................................................................................................7
1.2. TIPOS DE REBITE E SUAS PROPORES .......................................................................................7
1.3. PROCESSOS DE REBITAGEM........................................................................................................9
2. PINOS E CAVILHAS ....................................................................................................................14
2.1. PINOS......................................................................................................................................16
2.2. CAVILHA ..................................................................................................................................16
2.3. CUPILHA OU CONTRAPINO .........................................................................................................17
2.4. EXERCCIOS .............................................................................................................................19
3. PARAFUSOS................................................................................................................................20
4. CLCULOS DE ROSCAS............................................................................................................37
5. PORCAS.......................................................................................................................................47
5.1. MATERIAL DE FABRICAO........................................................................................................47
5.2. TIPOS DE ROSCA ......................................................................................................................47
5.3. TIPOS DE PORCA ......................................................................................................................48
5.4. EXERCCIOS .............................................................................................................................51
6. ARRUELAS ..................................................................................................................................52
6.1. TIPOS DE ARRUELA...................................................................................................................52
7. ANIS ELSTICOS......................................................................................................................56
7.1. MATERIAL DE FABRICAO E FORMA..........................................................................................56
8. CHAVETAS ..................................................................................................................................60
8.1. CLASSIFICAO........................................................................................................................60
8.2. TOLERNCIAS PARA CHAVETAS .................................................................................................64
9. INTRODUO AOS ELEMENTOS DE APOIO...........................................................................65
9.1. BUCHAS...................................................................................................................................65
9.2. GUIAS......................................................................................................................................65
9.3. ROLAMENTOS E MANCAIS..........................................................................................................66
10. BUCHAS.....................................................................................................................................68
10.1. CLASSIFICAO......................................................................................................................68
10.2. EXERCCIOS ...........................................................................................................................72
11. GUIAS.........................................................................................................................................74
11.1. TIPOS ....................................................................................................................................74
11.2. CLASSIFICAO......................................................................................................................75
11.3. RGUAS DE AJUSTE................................................................................................................76
11.4. MATERIAL DE FABRICAO......................................................................................................77
11.5. LUBRIFICAO .......................................................................................................................77
12. MANCAIS ...................................................................................................................................79
12.1. MANCAIS DE DESLIZAMENTO ...................................................................................................79
12.2. MANCAIS DE ROLAMENTO .......................................................................................................80
13. ROLAMENTOS...........................................................................................................................85
13.1. TIPOS E FINALIDADES..............................................................................................................85
13.2. CUIDADOS COM OS ROLAMENTOS............................................................................................90
13.3. DEFEITOS COMUNS DOS ROLAMENTOS ....................................................................................90
13.4. EXERCCIOS ...........................................................................................................................92
13.5. O QUE VERIFICAR DURANTE O FUNCIONAMENTO.......................................................................94
13.6. LUBRIFICANTES ......................................................................................................................95
13.7. MANUTENO NA MQUINA PARADA ........................................................................................96
13.8. REPRESENTAO DE ROLAMENTOS NOS DESENHOS TCNICOS .................................................97
14. MOLAS .......................................................................................................................................99
14.1. FORMAS DE USO ....................................................................................................................99
14.2. TIPOS DE MOLA ....................................................................................................................101
14.3. MATERIAL DE FABRICAO....................................................................................................110
14.4. APLICAO ..........................................................................................................................110
15. ENGRENAGENS ......................................................................................................................112
15.1. TIPOS DE ENGRENAGEM .......................................................................................................113
16. ACOPLAMENTOS....................................................................................................................115
16.1. CLASSIFICAO....................................................................................................................115
17. VEDAO ................................................................................................................................118
17.1. ELEMENTOS DE VEDAO .....................................................................................................118
18. GAXETAS.................................................................................................................................122
18.1. SELEO DA GAXETA............................................................................................................122
19. SELO MECNICO....................................................................................................................124
19.1. VEDAO PRINCIPAL ............................................................................................................124
19.2. USO DO SELO MECNICO ......................................................................................................124
19.3. VANTAGENS DO SELO MECNICO...........................................................................................125
REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS ..............................................................................................126
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AApprreesseennttaaoo
Muda a forma de trabalhar, agir, sentir, pensar na chamada sociedade do conhecimento. Peter Drucker O ingresso na sociedade da informao exige mudanas profundas em todos os perfis profissionais, especialmente naqueles diretamente envolvidos na produo, coleta, disseminao e uso da informao. O SENAI, maior rede privada de educao profissional do pas, sabe disso, e, consciente do seu papel formativo, educa o trabalhador sob a gide do conceito da competncia: formar o profissional com responsabilidade no processo produtivo, com iniciativa na resoluo de problemas, com conhecimentos tcnicos aprofundados, flexibilidade e criatividade, empreendedorismo e conscincia da necessidade de educao continuada. Vivemos numa sociedade da informao. O conhecimento, na sua rea tecnolgica, amplia-se e se multiplica a cada dia. Uma constante atualizao se faz necessria. Para o SENAI, cuidar do seu acervo bibliogrfico, da sua infovia, da conexo de suas escolas rede mundial de informaes - Internet - to importante quanto zelar pela produo de material didtico. Isto porque, nos embates dirios, instrutores e alunos, nas diversas oficinas e laboratrios do SENAI, fazem com que as informaes, contidas nos materiais didticos, tomem sentido e se concretizem em mltiplos conhecimentos. O SENAI deseja, por meio dos diversos materiais didticos, aguar a sua curiosidade, responder s suas demandas de informaes e construir links entre os diversos conhecimentos, to importantes para sua formao continuada!
Gerncia de Educao e Tecnologia
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11.. RReebbiitteess
1.1. Introduo Um rebite compe-se de um corpo em forma de eixo cilndrico e de uma cabea. A cabea pode Ter vrios formatos. Os rebites so peas fabricadas em ao, alumnio, cobre ou lato. Unem rigidamente pelas ou chapas, principalmente, em estruturas metlicas, de reservatrios, caldeiras, mquinas, navios, avies, veculos de transporte e trelias. A fixao das pontas da lona de frico do disco de embreagem de automvel feita por rebites.
Disco de embreagem de automvel
1.2. Tipos de rebite e suas propores O quadro a seguir mostra a classificao dos rebites em funo do formato da cabea e de seu emprego em geral.
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A fabricao de rebites padronizada, ou seja, segue normas tcnicas que indicam medidas da cabea, do corpo e do comprimento til dos rebites. No quadro a seguir apresentamos as propores padronizadas para os rebites. Os valores que aparecem nas ilustraes so constantes, ou seja, nunca mudam. Alm desses rebites, destaca-se, pela sua importncia, o rebite de repuxo, conhecido por rebite pop. um elemento especial de unio, empregado para fixar peas com rapidez, economia e simplicidade. Abaixo mostramos a nomenclatura de um rebite de repuxo.
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Os rebites de repuxo podem ser fabricados com os seguintes materiais metlicos: ao-carbono; ao inoxidvel; alumnio; cobre; monel (liga de nquel e cobre).
1.3. Processos de rebitagem A segunda cabea do rebite por ser feita por meio de dois processos: manual e mecnico. Processo manual Esse tipo de processo feito mo, com pancadas de martelo. Antes de iniciar o processo, preciso comprimir as duas superfcies metlicas a serem unidas, com o auxlio de duas ferramentas: o contra-estampo, que uma pea de ao com furo interno, no qual introduzida a ponta saliente do rebite.
Aps as chapas serem prensadas, o rebite martelado at encorpar, isto , dilatar e preencher totalmente o furo. Depois, com o martelo de bola, o rebite boleado, ou seja, martelado at comear a se arredondar. A ilustrao mostra o boleamento.
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Em seguida, o formato da segunda cabea feito por meio de outra ferramenta chamada estampo, em cuja ponta existe uma cavidade que ser usada como matriz para a cabea redonda.
Processo mecnico O processo mecnico feito por meio de martelo pneumtico ou de rebitadeiras pneumticas e hidrulicas. O martelo pneumtico ligado a um compressor de ar por tubos flexveis e trabalha sob uma presso entre 5Pa 7Pa, controlada pela alavanca do cabo. O martelo funciona por meio de um pisto ou mbolo que impulsiona a ferramenta existente na sua extremidade. Essa ferramenta o estampo, que d a forma cabea do rebite e pode ser trocado, dependendo da necessidade. Abaixo ilustramos, em corte, um tipo de martelo pneumtico para rebitagem.
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A rebitadeira pneumtica ou hidrulica funciona por meio de presso contnua. Essa mquina tem a forma de C e constituda de duas garras, uma fixa e outra mvel com estampos nas extremidades.
Se compararmos o sistema manual com o mecnico, veremos que o sistema manual utilizado para rebitar em locais de difcil acesso ou peas pequenas. A rebitagem por processo mecnico apresenta vantagens, principalmente quando usada a rebitadeira pneumtica ou hidrulica. Essa mquina silenciosa, trabalha com rapidez e permite rebitamento mais resistente, pois o rebite preenche totalmente o furo, sem deixar espao. Entretanto, as rebitadeiras so mquinas grandes e fixas e no trabalham em qualquer posio. Nos casos em que necessrio o deslocamento da pessoa e da mquina, prefervel o uso do martelo pneumtico. Rebitagem a quente e a frio Tanto a rebitagem manual como a mecnica podem ser feitas a quente ou a frio. Na rebitagem a quente o rebite aquecido por meio de fornos a gs, eltricos ou maarico at atingir a cor vermelho-brilhante. Depois o rebite martelado mo ou mquina at adquirir o formato. Os fornos possibilitam um controle perfeito da temperatura necessria para aquecer o rebite. J o maarico apresenta a vantagem de permitir o deslocamento da fonte de calor para qualquer lugar. A rebitagem a quente indicada para rebites com dimetro superior a 6,35 mm, sendo aplicada, especialmente, em rebites de ao. A rebitagem a frio feita por martelamento simples, sem utilizar qualquer fonte de calor. indicada para rebites com dimetro de at 6,3 mm, se o trabalho for mo, e de 10 mm, se for mquina. Tipos de rebitagem Os tipos de rebitagem variam de acordo com a largura das chapas que sero rebitadas e o esforo a que sero submetidas. Assim, temos a rebitagem de recobrimento, de recobrimento simples e de recobrimento duplo.
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Rebitagem de recobrimento Na rebitagem de recobrimento, as chapas so apenas sobrepostas e rebitadas. Esse tipo destina-se somente a suportar esforos e empregado na fabricao de vigas e de estruturas metlicas.
Rebitagem de recobrimento simples destinada a suportar esforos e permitir fechamento ou vedao. empregada na construo de caldeiras a vapor e recipientes de ar comprimido. Nessa rebitagem as chapas se justapem e sobre elas estende-se uma outra chapa para cobri-las.
Rebitagem de recobrimento duplo empregada na construo de chamins e recipientes de gs para iluminao. As chapas so justapostas e envolvidas por duas outras chapas que as recobrem dos dois lados. Quanto ao nmero de rebites que devem ser colocados, pode-se ver que, dependendo da largura das chapas ou do nmero de chapas que recobrem a junta, necessrio colocar uma, duas ou mais fileiras de rebites.
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Quanto distribuio dos rebites, existem vrios fatores a considerar: o comprimento da chapa, a distncia entre a borda e o rebite mais prximo, o dimetro do rebite e o passo. No caso de junes que exijam boa vedao, o passo deve ser equivalente a duas vezes e meia ou trs vezes o dimetro do corpo do rebite. A distncia entre os rebites e a borda das chapas deve ser igual a pelo menos uma vez e meia o dimetro do corpo dos rebites mais prximos a essa borda.
O passo a distncia entre os eixos dos rebites de uma mesma fileira. O passo deve ser bem calculado para no ocasionar
empenamento das chapas.
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22.. PPiinnooss ee ccaavviillhhaass
Os pinos e cavilhas tm a finalidade de alinhar ou fixar os elementos de mquinas, permitindo unies mecnicas, ou seja, unies em que se juntam duas ou mais peas, estabelecendo, assim, conexo entre elas. Veja os exemplos abaixo:
As cavilhas, tambm, so chamados pinos estriados, pinos entalhados, pinos ranhurados ou, ainda, rebite entalhado. A diferenciao entre pinos e cavilhas leva em conta o formato dos elementos e suas aplicaes. Por exemplo, pinos so usados para junes de peas que se articulam entre si e cavilhas so utilizadas em conjuntos sem articulaes; indicando pinos com entalhes externos na sua superfcie. Esses entalhes que fazem com que o conjunto no se movimente. A forma e o comprimento dos entalhes determinam os tipos de cavilha. Pinos e cavilhas se diferenciam pelos seguintes fatores:
utilizao forma tolerncias de medida acabamento superficial material tratamento trmico
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2.1. Pinos Os pinos so usados em junes resistentes a vibraes. H vrios tipos de pino, segundo sua funo.
Para especificar pinos e cavilhas deve-se levar em conta seu dimetro nominal, seu comprimento e funo do pino, indicada pela respectiva norma. Exemplo: Um pino de dimetro nominal de 15 mm, com comprimento de 20 mm, a ser utilizado como pino cilndrico, designado: pino cnico: 10 x 60 DIN 1.
2.2. Cavilha A cavilha uma pea cilndrica, fabricada em ao, cuja superfcie externa recebe trs entalhes que formam ressaltos. A forma e o comprimento dos entalhes determinam os tipos de cavilha. Sua fixao feita diretamente no furo aberto por broca, dispensando-se o acabamento e a preciso do furo alargado.
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Classificao de cavilhas
Segue uma tabela de classificao de cavilhas segundo tipos, normas e utilizao.
2.3. Cupilha ou contrapino Cupilha um arame de seco semi-circular, dobrado de modo a formar um corpo cilndrico e uma cabea.
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Sua funo principal a de travar outros elementos de mquinas como porcas.
Pino cupilhado Nesse caso, no entra no eixo, mas no prprio pino. O pino cupilhado utilizado como eixo curto para unies articuladas ou para suportar rodas, polias, cabos, etc.
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2.4. Exerccios Exerccio 1 - Marque com um X a resposta correta. Para alinhar ou fixar elementos de mquina, usa-se:
a) ( ) chaveta b) ( ) contrapino c) ( ) pino
Exerccio 2 A fixao do pino estriado feita em furo executado por meio de:
a) ( ) broca b) ( ) martelo c) ( ) solda
Exerccio 3 Para fixar outros elementos de mquinas como porcas, pinos, etc, usa-se:
a) ( ) pino cnico b) ( ) cavilha lisa c) ( ) cupilha
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33.. PPaarraaffuussooss
Todo parafuso tem rosca de diversos tipos. Para voc compreender melhor a noo de parafuso e as suas funes, vamos, antes, conhecer roscas. Roscas Rosca um conjunto de filetes em torno de uma superfcie cilndrica.
As roscas podem ser internas ou externas. As roscas internas encontram-se no interior das porcas. As roscas externas se localizam no corpo dos parafusos.
As roscas permitem a unio e desmontagem de peas.
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Os filetes das roscas apresentam vrios perfis. Esses perfis, sempre uniformes, do nome s roscas e condicionam sua aplicao.
Sentido de direo da rosca Dependendo da inclinao dos filetes em relao ao eixo do parafuso, as roscas ainda podem ser direita ou esquerda. Portanto, as roscas podem ter dois sentidos: direita e esquerda. Na rosca direita, o filete sobe da direita para a esquerda, e na rosca esquerda, o filete sobe da esquerda para a direita, conforme as figuras.
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Nomenclatura da rosca Independentemente da sua aplicao, as roscas tm os mesmos elementos, variando apenas os formatos e dimenses.
P = passo (em mm) i = ngulo da hlice d = dimetro externo c = crista
d = dimetro interno D = dimetro do fundo da porca
d = dimetro do flanco D = dimetro do furo da porca
= ngulo do filete h = altura do filete da porca f = fundo do filete h = altura do filete do parafuso
Roscas triangulares As roscas triangulares classificam-se, segundo o seu perfil, em trs tipos:
rosca mtrica rosca whitworth rosca americana
Para nosso estudo, vamos detalhar apenas dois tipos: a mtrica e a whitworth.
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Rosca mtrica ISO normal e rosca mtrica ISO fina NBR 9527.
A rosca mtrica fina, num determinado comprimento, possui maior nmero de filetes do que a rosca normal. Permite melhor fixao da rosca, evitando afrouxamento do parafuso, em caso de vibrao de mquinas. Exemplo em veculos.
A frmula para confeco das roscas Whitworth normal e fina a mesma. Apenas variam os nmeros de filetes por polegada. Utilizando as frmulas anteriores, voc obter os valores para cada elemento da rosca. E para facilitar a obteno desses valores, apresentamos a seguir as tabelas das roscas mtricas de perfil triangular normal e fina e Whitworth normal BSW e Whitworth fina BSF.
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Em geral, o parafuso composto de duas partes: cabea e corpo.
O corpo do parafuso pode ser cilndrico ou cnico, totalmente roscado ou parcialmente roscado. A cabea pode apresentar vrios formatos; porm, h parafusos sem cabea.
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H uma enorme variedade de parafusos que podem ser diferenciados pelo formato da cabea, do corpo e da ponta. Essas diferenas, determinadas pela funo dos parafusos, permite classific-los em quatro grandes grupos: parafusos passantes, parafusos no-passantes, parafusos de presso, parafusos prisioneiros. Parafusos passantes Esses parafusos atravessam, de lado a lado, as peas a serem unidas, passando livremente nos furos. Dependendo do servio, esses parafusos, alm das porcas, utilizam arruelas e contraporcas como acessrios. Os parafusos passantes apresentam-se com cabea ou sem cabea.
Parafusos no-passantes So parafusos que no utilizam porcas. O papel de porca desempenhado pelo furo roscado, feito numa das peas a ser unida.
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Parafusos de presso Esses parafusos so fixados por meio de presso. A presso exercida pelas pontas dos parafusos contra a pea a ser fixada. Os parafusos de presso podem apresentar cabea ou no. Parafusos prisioneiros So parafusos sem cabea com rosca em ambas as extremidades, sendo recomendados nas situaes que exigem montagens e desmontagens freqentes. Em tais situaes, o uso de outros tipos de parafusos acaba danificando a rosca dos furos. As roscas dos parafusos prisioneiros podem ter passos diferentes ou sentidos opostos, isto , um horrio e o outro anti-horrio. Para fixarmos o prisioneiro no furo da mquina, utilizamos uma ferramenta especial. Caso no haja esta ferramenta, improvisa-se um apoio com duas porcas travadas numa das extremidades do prisioneiro. Aps a fixao do prisioneiro pela outra extremidade, retiram-se as porcas. A segunda pea apertada mediante uma porca e arruela, aplicadas extremidade livre do prisioneiro. O parafuso prisioneiro permanece no lugar quando as peas so desmontadas.
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Vimos uma classificao de parafusos quanto funo que eles exercem. Veremos, a seguir, alguns tipos de parafusos. Segue um quadro sntese com caractersticas da cabea, do corpo, das pontas e com indicao dos dispositivos de atarraxamento.
Ao unir peas com parafusos, o profissional precisa levar em considerao quatro fatores de extrema importncia:
profundidade do furo broqueado; profundidade do furo roscado; comprimento til de penetrao do parafuso; dimetro do furo passante.
Esses quatro fatores se relacionam conforme mostram as figura e a tabela a seguir.
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- dimetro do furo broqueado d dimetro da rosca A profundidade do furo broqueado B profundidade da parte roscada C comprimento de penetrao do parafuso
d - dimetro do furo passante
Tabela Fatores a considerar ao unir peas com parafusos
Exemplo: duas peas de alumnio devem ser unidas com um parafuso de 6
mm de dimetro. Qual deve ser a profundidade do furo broqueado? Qual deve ser a profundidade do furo roscado? Quanto o parafuso dever penetrar? Qual o dimetro do furo passante?
Soluo:
a) Procura-se na tabela o material a ser parafusado, ou seja, o alumnio. b) A seguir, busca-se na coluna profundidade do furo broqueado a relao
a ser usada para o alumnio. Encontra-se o valor 3d. isso significa que a profundidade do furo broqueado dever ser trs vezes o dimetro do parafuso, ou seja: 3 x 6 mm = 18 mm.
c) Prosseguindo, busca-se na coluna profundidade do furo roscado a relao a ser usada para o alumnio. Encontra-se o valor 2,5d. logo, a profundidade da parte roscada dever ser: 2,5 x 6 mm = 15 mm.
d) Consultando a coluna comprimento de penetrao do parafuso, encontra-se a relao 2d para o alumnio. Portanto: 2 x 6 mm = 12 mm. O valor 12 mm dever ser o comprimento de penetrao do parafuso.
e) Finalmente, determina-se o dimetro do furo passante por meio da relao 1,06d. portanto: 1,06 x 6 mm = 6,36 mm.
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Parafuso da cabea sextavada Em desenho tcnico, esse parafuso representado da seguinte forma:
d = dimetro do parafuso; k = altura da cabea (0,7 d); s = medida entre as faces paralelas do sextavado (1,7 d); e = distncia entre os vrtices do sextavado (2 d); L = comprimento til (medidas padronizadas); b = comprimento da rosca (medidas padronizadas); R = raio de arredondamento da extremidade do corpo do parafuso. Aplicao Em geral, esse tipo de parafuso utilizado em unies em que se necessita de um forte aperto da chave de boca ou estria. Esse parafuso pode ser usado com ou sem rosca.
Quando usado sem rosca, o rosqueamento feito na pea. Parafusos com sextavado interno
Cabea cilndrica com sextavado interno (Allen). Em desenho tcinco, este tipo de parafuso representado na seguinte forma:
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onde: A = d = altura da cabea do parafuso; e = 1,5d = dimetro da cabea; t = 0,6d = profundidade do encaixe da chave; s = 0,8d = medida do sextavado interno; d = dimetro do parafuso.
Aplicao Este tipo de parafuso utilizado em unies que exigem um bom aperto, em locais onde o manuseio de ferramentas difcil devido falta de espao. Esses parafusos so fabricados em ao e tratados termicamente para aumentar sua resistncia toro.Geralmente, este tipo de parafuso alojado em um furo cujas propores esto indicadas na tabela da pgina 64.
Sem cabea com sextavado interno. Em desenho tcnico, esse tipo de parafuso representado da seguinte forma.
onde:
d = dimetro do parafuso; t = 0,5d = profundidade do encaixe da chave; s = 0,5d = medida do sextavado interno.
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Aplicao Em geral, esse tipo de parafuso utilizado para travar elementos de mquinas. Por ser um elemento utilizado para travar elementos de mquinas, esses parafusos so fabricados com diversos tipos de pontas, de acordo com sua utilizao. Veja a seguir:
Parafusos de cabea com fenda De cabea escareada chata com fenda.
onde:
dimetro da cabea do parafuso = 2d; largura da fenda = 0,18d; profundidade da fenda = 0,29d; medida do ngulo escareado = 90.
Aplicao Esse tipo de parafuso muito empregado em montagens que no sofrem grandes esforos e onde a cabea do parafuso no pode exceder a superfcie da pea.
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De cabea redonda com fenda
onde: dimetro da cabea do parafuso = 1,9d; raio da circunferncia da cabea = d; largura da fenda = 0,18d; profundidade da fenda = 0,36d.
Aplicao Esse tipo de parafuso tambm muito empregado em montagens que no sofrem grandes esforos. Possibilita melhor acabamento na superfcie. So fabricados em ao, cobre, como lato. De cabea cilndrica boleada com fenda Em desenho tcnico, a representao feita como mostra a figura.
onde: dimetro da cabea do parafuso = 1,7d; raio da cabea = 1,4d; comprimento da parte cilndrica da cabea = 0,66d; largura da fenda = 0,18d; profundidade da fenda = 0,44d.
Aplicao So utilizados na fixao de elementos nos quais existe a possibilidade de se fazer um encaixe profundo para a cabea do parafuso, e a necessidade de um
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bom acabamento na superfcie dos componentes. Trata-se de um parafuso cuja cabea mais resistente do que as outras de sua classe. So fabricados em ao, cobre e ligas, como lato. De cabea escareada boleada com fenda.
onde: dimetro da cabea do parafuso = 2d; raio da cabea do parafuso = 2d; largura da fenda = 0,18d; profundidade da fenda = 0,5d.
Aplicao So geralmente utilizados na unio de elementos cujas espessuras sejam finas e quando necessrio que a cabea do parafuso fique embutida no elemento. Permitem um bom acabamento na superfcie. So fabricados em ao, cobre e ligas como lato.
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Parafusos com rosca soberba para madeira Tipos
Aplicao Esse tipo de parafuso tambm utilizado com auxlio de buchas plsticas. O conjunto, parafuso-bucha aplicado na fixao de elementos em bases de alvenaria. Quanto escolha do tipo de cabea a ser utilizado, leva-se em considerao a natureza da unio a ser feita. So fabricados em ao e trabalhados superficialmente para evitar efeitos oxidantes de agentes naturais.
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44.. CCllccuullooss ddee rroossccaass
Para voc resolver os clculos, de rosca necessrio seguir todas as indicaes apresentadas nos formulrios a seguir. Formulrios Rosca mtrica triangular (normal e fina)
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Rosca whitworth (triangular normal e fina) Frmulas:
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Informaes preliminares O primeiro procedimento para calcular roscas consiste na medio do passo da rosca. Para obter essa medida, podemos usar pente de rosca, escala ou paqumetro. Esses instrumentos so chamados verificadores de roscas e fornecem a medida do passo em milmetro ou em filetes por polegada e, tambm, a medida do ngulo dos filetes.
As rocas de perfil triangular so fabricadas segundo trs sistemas normalizados: o sistema mtrico ou internacional (ISO), o sistema ingls ou whitworth e o sistema americano.
No sistema mtrico, as medidas das roscas so determinadas em milmetros. Os filetes tm forma triangular, ngulo de 60, crista plana e raiz arredondada.
No sistema whitworth, as medidas so dadas em polegadas. Nesse sistema, o filete tem a forma triangular, ngulo de 55, crista e raiz arredondadas. O passo determinado dividindo-se uma polegada pelo nmero de filetes contidos em uma polegada.
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No sistema americano, as medidas so expressas em polegadas. O filete tem a forma triangular, ngulo de 60, crista plana e raiz arredondada.
Nesse sistema, como no whitworth, o passo tambm determinado dividindo-se uma polegada pelo nmero de filetes contidos em uma polegada. Nos trs sistemas, as roscas so fabricadas em dois padres: normal e fina. A rosca normal tem menor nmero de filetes por polegada que a rosca fina. No sistema whitworth, a rosca normal caracterizada pela sigla BSW (british standart whitworth padro britnico para roscas normais). Nesse mesmo sistema, a rosca fina caracterizada pela sigla BSF (british standart fine padro britnico para roscas finas). No sistema americano, a rosca normal caracterizada pela sigla NC (national coarse) e a rosca fina pela sigla NF (national fine). Clculos de roscas triangulares mtrica normal preciso que voc saiba quais so os procedimentos para determinar o passo da rosca ou o nmero de fios por polegada. Vamos usar o pente de rosca.
Verificar qual das lminas do pente da rosca se encaixa perfeitamente nos filetes da rosca. A lmina que se encaixar vai indicar-lhe o passo da rosca ou o nmero de fios por polegada.
Vimos que, no lugar do pente de rosca, voc pode usar uma escala e
medir, por exemplo, 10 filetes da rosca. Voc divide a medida encontrada por 10 para encontrar o passo da rosca. Isto, se a rosca for do sistema mtrico. Se ela for do sistema ingls, voc deve verificar quantos filetes cabem em uma polegada da escala. O resultado, portanto, ser o nmero de fios por polegada
Medir o dimetro externo da rosca com paqumetro. Tendo a medida do
dimetro e a medida do passo, ou o nmero de fios por polegada, voc vai consultar a tabela para obter as demais medidas da rosca. Tambm, em vez de consultar a tabela, voc pode fazer os clculos das dimenses da rosca.
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Clculo de dimenses da rosca Rosca mtrica normal
Exemplo Calcular o dimetro menor de um parafuso (d) para uma rosca de dimetro externo (d) de 10mm e passo (p) de 1,5mm.
Clculo: d = d 1,2268 . P Substituindo os valores dessa frmula:
d = 10 1,2268 . 1,5
d = 10 1,840
d = 8,16mm Portanto, o dimetro menor da rosca de 8,16mm. Exerccio 1 Conforme foi feito no exemplo acima, calcule o dimetro menor de uma rosca mtrica normal, a saber: Dimetro externo: 6mm
Passo: 1mm
Frmula: d = d 1,2268 . P
Exemplo Calcular o dimetro efetivo de um parafuso ( mdio) com rosca mtrica normal, cujo dimetro externo de 12mm e o passo de 1,75mm.
Frmula: d = d 0,6495 . P Substituindo os valores desta frmula:
d = 12 0,6495 . P
d = 12 1,1366
d = 10,86mm Portanto, a medida do dimetro mdio de 10,86mm. Exerccio 2 Com base no exemplo, calcule o dimetro mdio de um parafuso com rosca mtrica normal, a saber:
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Dimetro externo: 8mm Passo: 1,25mm
Frmula: d = d 0,6495 . P Exemplo Calcular a folga (f) de uma rosca mtrica normal de um parafuso cujo dimetro maior (d) de 14mm e o passo (p) de 2mm. Frmula: f = 0,045 . P Substituindo os valores: f = 0,045 . 2 f = 0,09mm Portanto, a folga entre a raiz do filete da porca e a crista do filete do parafuso de 0,09mm. Exerccio 3 Calcule a folga (f) de uma rosca mtrica normal de um parafuso cujo dimetro maior (d) de 10mm e o passo (p) de 1,5mm.
Frmula: f = 0,045 . P Exemplo Calcular o dimetro maior de uma porca com rosca mtrica normal, cujo dimetro maior do parafuso de 8mm e o passo de 1,25mm. Frmula: D = d + 2f Calcula-se, primeiro o valor de f cuja frmula f = 0,045 . P. Portanto: f = 0,045 . 1,25 f = 0,05625 Substituindo os valores de f na frmula: D = 8 + 2 . 0,056
D = 8 + 0,112 D = 8,11mm
Portanto, o dimetro maior da porca de 8,11mm. Exerccio 4 Calcular o dimetro maior de uma porca com rosca mtrica normal cujo dimetro maior do parafuso de 16mm e o passo de 2mm. Frmula: D = d + 2f
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Exemplo Calcular o dimetro menor de uma porca com rosca mtrica normal cujo dimetro maior do parafuso de 6mm e o passo de 1mm.
Frmula: D = d 1,0825 . P Substituindo os valores:
D = 6 1,0825 . 1
D = 6 1,0825
D = 4,92mm Portanto, o dimetro menor da porca de 4,92mm. Exerccio 5 Calcule o dimetro menor de uma porca com rosca mtrica normal cujo dimetro maior do parafuso de 18mm e o passo de 2,5mm.
Frmula: D = d 1,0825 . P Exemplo Calcular a altura do filete de um parafuso com rosca mtrica normal com dimetro maior que 4mm e o passo de 0,7mm.
Frmula: he = 0,61343 x P
Substituindo os valores: he = 0,61343 0,7 he = 0,43 mm Portanto, a altura do filete do parafuso de 0,43mm. Exerccio 6 Calcule a altura do filete de um parafuso com rosca mtrica normal com dimetro maior de 20mm e o passo de 2,5mm.
Frmula: he = 0,61343 x P
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Clculos de roscas triangulares Rosca mtrica fina No caso de clculo de roscas triangulares mtricas finas, so usadas as mesmas frmulas das roscas triangulares mtricas normais. A nica diferena a medida do passo.
Exemplo Calcular o dimetro menor de um parafuso (d), sabendo que o dimetro maior de 10mm e o passo de 0,75mm.
Frmula: d = d 1,2268 . P Substituindo os valores:
d = 10 1,2268 . P
d = 10 0,9201
d = 9,08mm Portanto, o dimetro menor de um parafuso de 9,08mm. Exerccio 7
Calcule o dimetro menor de um parafuso (d), sabendo que o dimetro maior de 12mm e o passo de 1mm.
Frmula: d = d 1,2268 . P Exemplo Calcular a altura do filete de um parafuso ( he ) com rosca mtrica triangular fina com dimetro maior de 8mm e passo de 1mm.
Frmula: he = 0,61343 x P
Substituindo os valores:
he = 0,61343 x 1 he = 0,61 mm
Portanto, a altura do filete de 0,61mm. muito importante para o mecnico saber o clculo do dimetro da broca que vai fazer um furo no qual a rosca ser aberta por macho. No clculo de dimetro da broca para abrir rosca mtrica triangular, normal ou fina, usa-se a seguinte frmula: broca = d P
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Exemplo Calcular dimetro de broca para abrir o furo a ser roscado com rosca mtrica, sabendo que o dimetro maior do parafuso de 10mm e o passo de 1,5mm. Substituindo os valores na frmula: broca = 10 1,5 broca = 8,5mm Portanto, o dimetro da broca deve ser de 8,5mm. Exerccio 8 Calcular dimetro de broca para abrir o furo a ser roscado com rosca mtrica, sabendo que o dimetro maior do parafuso de 8mm e o passo de 1mm. Frmula: broca = d P Clculo de roscas triangulares Rosca whitworth normal (BSW) e fina (BSF) Exemplo Calcular o passo em mm de um parafuso com rosca whitworth, sabendo-se que a rosca tem 32 fios por polegada. Frmula: P = 25,4 n de fios Substituindo os valores: P = 25,4 P = 0,79mm 32 Portanto, o passo deve ser de 0,79mm. Exerccio 9 Calcule o passo em mm de um parafuso com rosca whitworth, sabendo-se que a rosca tem 18 fios por polegada. Frmula: P = 25,4 n de fios Exemplo Calcular a altura de filete (he) de uma rosca whitworth, sabendo-se que o passo de 0,793mm.
Frmula: he = 0,61343 x P
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Substituindo os valores:
he = 0,61343 x 0,793 he = 0,51 mm Portanto, a altura do filete de 0,51mm. Exerccio 10 Calcule a altura do filete ( he) de uma rosca whitworth, sabendo que a rosca tem 20 filetes por polegada.
Frmula: he = 0,61343 x P Frmula: P = 25,4 n de fios Exerccio 11 Calcule o dimetro menor do parafuso com rosca whitworth, cujo dimetro de (6,35mm) e que tem 26 fios por polegada. Exemplo Calcular o dimetro efetivo do parafuso ( mdio) com rosca whitworth, cujo dimetro externo de 5/16 (7,9375mm) e tem 18 fios por polegada. Calcula-se o passo: P = 25,4 18 P = 1,411mm Calcula-se o he = 0,6403 x 1,411 He = 0,903 Calcula-se o mdio:
Frmula: d = 7,9375 0,903
d = 7,03mm Portanto, o mdio do parafuso de 7,03mm.
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55.. PPoorrccaass
Porca uma pea de forma prismtica ou cilndrica geralmente metlica, com um furo roscado no qual se encaixa um parafuso, ou uma barra roscada. Em conjunto com um parafuso, a porca um acessrio amplamente utilizado na unio de peas. A porca est sempre ligada a um parafuso. A parte externa tem vrios formatos para atender a diversos tipos de aplicao. Assim, existem porcas que servem tanto como elementos de fixao como de transmisso.
5.1. Material de fabricao As porcas so fabricadas de diversos materiais: ao, bronze, lato, alumnio, plstico. H casos especiais em que as porcas recebem banhos de galvanizao, zincagem e bicromatizao para proteg-las contra oxidao (ferrugem).
5.2. Tipos de rosca O perfil da rosca varia de acordo com o tipo de aplicao que se deseja. As porcas usadas para fixao geralmente tm roscas com perfil triangular.
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As porcas para transmisso de movimentos tm roscas com perfis quadrados, trapezoidais, redondo e dente de serra.
5.3. Tipos de porca Para aperto manual so mais usados os tipos de porca borboleta, recartilhada alta e recartilhada baixa.
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Veja, a aplicao da porca borboleta e da porca recartilhada alta.
As porcas cega baixa e cega alta, alm de propiciarem boa fixao, deixam as peas unidas com melhor aspecto.
Veja a aplicao desse tipo de porca.
Para ajuste axial (eixos de mquinas), so usadas as seguintes porcas:
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Certos tipo de porcas apresentam ranhuras prprias para uso de cupilhas. Utilizamos cupilhas para evitar que a porca se solte com vibraes.
Veja como fica esse tipo de porca com o emprego da cupilha.
Observe a aplicao da porca sextavada chata.
Para montagem de chapas em locais de difcil acesso, podemos utilizar as porcas:
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Veja, a seguir, a aplicao desses tipos de porca.
5.4. Exerccios Exerccio 1 - Marque com um X a resposta correta. A funo da porca : a) ( ) Fixar e no transmitir movimentos. b) ( ) fixar e tambm transmitir movimentos. Exerccio 2 As porcas podem Ter diversos perfis externos, cite trs: a) __________________________________________________ b) __________________________________________________ c) __________________________________________________ Exerccio 3 Marque V para verdadeiro e F para falso: As porcas para transmisso de movimentos podem ter roscas com perfil: a) ( ) quadrado; b) ( ) triangular; c) ( ) trapezoidal; d) ( ) redondo. Exerccio 4 Marque com um X a resposta correta: A porca usada para aperto manual a : a) ( ) porca redonda; b) ( ) porca borboleta; c) ( ) porca de trava; d) ( ) porca rebitada.
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66.. AArrrruueellaass
A maioria dos conjuntos mecnicos apresenta elementos de fixao. Onde quer que se usem esses elementos, seja em mquinas ou em veculos automotivos, existe o perigo de se produzir, em virtude das vibraes, um afrouxamento imprevisto no aperto do parafuso. Para evitar esse inconveniente utilizamos um elemento de mquina chamado arruela.
As arruelas tm a funo de distribuir igualmente a fora de aperto entre a porca, o parafuso e as partes montadas. Em algumas situaes, tambm funcionam como elementos de trava. Os materiais mais utilizados na fabricao das arruelas so ao-carbono, cobre e lato.
6.1. Tipos de arruela Existem vrios tipos de arruela: lisa, de presso, dentada, serrilhada, ondulada, de travamento com orelha e arruela para perfilados. Para cada tipo de trabalho, existe um tipo ideal de arruela. Arruela lisa Alm de distribuir igualmente o aperto, a arruela lisa tem, tambm, a funo de melhorar os aspectos do conjunto. A arruela lisa por no ter elemento de trava, utilizada em rgos de mquinas que sofrem pequenas vibraes.
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Arruela de presso A arruela de presso utilizada na montagem de conjuntos mecnicos, submetidos a grandes esforos e grandes vibraes. A arruela de presso funciona, tambm, como elemento de trava, evitando o afrouxamento do parafuso e da porca. , ainda, muito empregada em equipamentos que sofrem variao de temperatura (automveis, prensas, etc.)
Arruela dentada Muito empregada em equipamentos sujeitos a grandes vibraes, mas com pequenos esforos, como, eletrodomsticos, painis automotivos, equipamentos de refrigerao etc. O travamento se d entre o conjunto parafuso / porca. Os dentes inclinados das arruelas formam uma mola quando so pressionados e se encravam na cabea do parafuso.
Arruela serrilhada A arruela serrilhada tem, basicamente, as mesmas funes da arruela dentada. Apenas suporta esforos um pouco maiores.
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Arruela ondulada A arruela ondulada no tem cantos vivos. indicada, especialmente, para superfcies pintadas, evitando danificao do acabamento. adequada para equipamentos que possuem acabamento externo constitudo de chapas finas. Arruela de travamento com orelha Utiliza-se esta arruela dobrando-se a orelha sobre um canto vivo da pea. Em seguida, dobra-se uma aba da orelha envolvendo um dos lados chanfrado do conjunto porca / parafuso.
Existem outros tipos de arruelas, menos utilizados:
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77.. AAnniiss EEllssttiiccooss
O anel elstico um elemento usado em eixos ou furos, tendo como principais funes: Evitar deslocamento axial de peas ou componentes. Posicionar ou limitar o curso de uma pea ou conjunto deslizante sobre o eixo.
7.1. Material de fabricao e forma Fabricado de ao-mola, tem a forma de anel incompleto, que se aloja em um canal circular construdo conforme normalizao. Aplicao: para eixos com dimetro entre 4 e 1.000mm. Externo Norma DIN 471.
Aplicao: para furos com dimetro entre 9,5 e 1.000mm. Norma DIN 472.
Deslocamento axial o movimento no sentido longitudinal do eixo.
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Aplicao: Em eixos com dimetro entre 8 e 24mm. Trabalha externamente Norma DIN 6799.
Aplicao: para eixos com dimetro entre 4 e 390mm para rolamentos.
Anis de seo circular. Aplicao: para pequenos esforos axiais.
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Na utilizao dos anis, alguns pontos importantes devem ser observados: A dureza do anel deve ser adequada aos elementos que trabalham com ele. Se o anel apresentar alguma falha, pode ser devido a defeitos de fabricao
ou condies de operao. As condies de operao so caracterizadas por meio de vibraes, impacto,
flexo, alta temperatura ou atrito excessivo. Um projeto pode estar errado: previa, por exemplo, esforos estticos, mas as
condies de trabalho geraram esforos dinmicos, fazendo com que o anel apresentasse problemas que dificultaram seu alojamento.
A igualdade de presso em volta da canaleta assegura aderncia e resistncia. O anel nunca deve estar solto, mas alojado no fundo da canaleta, com certa presso.
A superfcie do anel deve estar livre de rebarbas, fissuras e oxidaes. Em aplicaes sujeitas corroso, os anis devem receber tratamento
anticorrosivo adequado. Dimensionamento correto da anel e do alojamento. Em casos de anis de seo circular, utiliz-los apenas uma vez. Utilizar ferramentas adequadas para evitar que o anel fique torto ou receba
esforos exagerados. Montar o anel com a abertura apontando para esforos menores, quando
possvel. Nunca substituir um anel normalizado por um equivalente, feito de chapa ou
arame sem critrios. Para que esses anis no sejam montados de forma incorreta, necessrio o uso de ferramentas adequadas, no caso, alicates. Vejamos alguns tipos de alicate:
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88.. CChhaavveettaass
um elemento mecnico fabricado em ao. Sua forma, em geral, retangular ou semicircular. A chaveta se interpe numa cavidade de um eixo e de uma pea. A chaveta tem por finalidade ligar dois elementos mecnicos.
8.1. Classificao As chavetas se classificam em: chavetas de cunha; chavetas paralelas; chavetas de disco. Chavetas de cunha
As chavetas tm esse nome porque so parecidas com uma cunha. Uma de suas faces inclinada, para facilitar a unio de peas. As chavetas de cunha classificam-se em dois grupos: chavetas longitudinais; chavetas transversais.
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Chavetas longitudinais So colocadas na extenso do eixo para unir roldanas, rodas, volantes, etc. Podem ser com ou sem cabea e so de montagem e desmontagem fcil.
Sua inclinao de 1:100 e suas medidas principais so definidas quanto a: altura (h); comprimento (L); largura (b); As chavetas longitudinais podem ser de diversos tipos: encaixada, meia-cana, plana, embutida e tangencial. Veremos as caractersticas de cada um desses tipos.
Chavetas encaixadas So muito usadas. Sua forma corresponde do tipo mais simples de chaveta de cunha. Para possibilitar seu emprego, o rasgo do eixo sempre mais comprido que a chaveta.
Chaveta meia-cana Sua base cncava (com o mesmo raio do eixo). Sua inclinao de 1:100, com ou sem cabea. No necessrio rasgo na rvore, pois a chaveta transmite o movimento por efeito do atrito. Desta forma, quando o esforo no elemento conduzido for muito grande, a chaveta desliza sobre a rvore.
Chaveta plana Sua forma similar da chaveta encaixada, porm, para sua montagem no se abre rasgo no eixo. feito um rebaixo plano. Chavetas embutidas Essas chavetas tm os extremos arredondados, conforme se observa na vista superior ao lado. O rasgo para seu alojamento no eixo possui o mesmo comprimento da chaveta. As chavetas embutidas nunca tm cabea.
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Chavetas tangenciais So formadas por um par de cunhas, colocado em cada rasgo. So sempre utilizadas duas chavetas, e os rasgos so posicionados a 120. Transmitem fortes cargas e so utilizadas, sobretudo, quando o eixo est submetido a mudana de carga ou golpes. Chavetas transversais So aplicadas e em unio de peas que transmitem rotativos e retilneos alternativos. Quando as chavetas transversais so empregadas em unies permanentes, sua inclinao varia entre 1:25 e 1:50. Se a unio se submete a montagem e desmontagem frequentes, a inclinao pode ser de 1:6 a 1:15.
Chavetas paralelas ou lingetas
Essas chavetas tm as faces paralelas, portanto, no tm inclinao. A transmisso do movimento feita pelo ajuste de suas faces laterais s laterais do rasgo da chaveta. Fica uma pequena folga entre o ponto mais alto da chaveta e o fundo do rasgo do elemento conduzido.
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As chavetas paralelas no possuem cabea. Quanto forma de seus extremos, eles podem ser retos ou arredondados. Podem, ainda, terem parafusos para fixarem a chaveta ao eixo.
Chaveta de disco ou meia-lua (tipo woodruff) uma variante da chaveta paralela. Recebe esse nome porque sua forma corresponde a um segmento circular.
comunente empregada em eixos cnicos por facilitar a montagem e se adaptar conicidade do fundo do rasgo do elemento externo.
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8.2. Tolerncias para chavetas O ajuste da chaveta deve ser feito em funo das caractersticas do trabalho. A figura mostra os trs tipos mais comuns de ajuste e tolerncia para chavetas e rasgos.
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99.. IInnttrroodduuoo aaooss eelleemmeennttooss ddee aappooiioo
De modo geral, os elementos de apoio consistem de acessrios auxiliares para o funcionamento de mquinas.
9.1. Buchas A bucha, reduz bastante o atrito, passando a constituir um elemento de apoio indispensvel e podem ser classificadas, quanto ao tipo de solicitao, em buchas de frico radial e de frico axial. Em determinados trabalhos de usinagem, h a necessidade de furao, ou seja, de fazer furos. Para isso preciso que a ferramenta de furar fique corretamente posicionada para que os furos sejam feitos exatamente nos locais marcados. Nesse caso, so usadas as buchas-guia para a furao e tambm para alargamento dos furos. Devido sua importncia, as buchas-guia sero estudadas com mais detalhes.
9.2. Guias A guia tem a funo de manter a direo de uma pea em movimento. Por exemplo, numa janela corredia, seu movimento de abrir e de fechar feito dentro de trilhos. Esses trilhos evitam que o movimento saia da direo.
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A guia tem a mesma funo desses trilhos. Numa mquina industrial, como uma serra de fita, a guia assegura a direo da trajetria da serra. Geralmente, usa-se mais de uma guia em mquinas. Normalmente, se usa um conjunto de guias com perfis variados, que se denomina barramento. Existem vrios tipos de barramento, conforme a funo que ele exerce.
9.3. Rolamentos e mancais Os mancais como as buchas tm a funo de servir de suporte a eixos, de modo a reduzir o atrito e amortecer choques ou vibraes. Eles podem ser de deslizamento ou rolamento. Os mancais de deslizamento so constitudos de uma bucha fixada num suporte. So usados em mquinas pesadas ou em equipamentos de baixa rotao.
De acordo com as foras que suportam, os mancais podem ser radias, axiais ou mistos.
Em relao aos mancais de deslizamento, os mancais de rolamento apresentam as seguintes vantagens: Menor atrito e aquecimento. Pouca lubrificao. Condies de intercmbio internacional. No desgasta o eixo. Evita grande folga no decorrer do uso. Mas os mancais de rolamentos tm algumas desvantagens:
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Muita sensibilidade a choques. Maior custo de fabricao. Pouca tolerncia para carcaa e alojamento do eixo. No suportam cargas muito elevadas. Ocupam maior espao radial.
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1100.. BBuucchhaass
As buchas so elementos de mquinas de forma cilndrica ou cnica. Servem para apoiar eixos e guiar brocas e alargadores. Nos casos em que o eixo desliza dentro da bucha, deve haver lubrificao. Podem ser fabricadas de metal antifrico ou de materiais plsticos. Normalmente, a bucha deve ser fabricada com material menos duro que o material do eixo.
10.1. Classificao As buchas podem ser classificadas quanto ao tipo de solicitao. Nesse sentido, elas podem ser de frico radial para esforos radiais, de frico axial para esforos axiais e cnicas para esforos nos dois sentidos.
Buchas de frico radial Essas buchas podem ter vrias formas. As mais comuns so feitas de um corpo cilndrico furado, sendo que o furo possibilita a entrada de lubrificantes. Essas buchas so usadas em peas para cargas pequenas e em lugares onde a manuteno seja fcil.
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Em alguns casos, essas buchas so cilndricas na parte externa. Os extremos so roscados e tm trs rasgos longitudinais, o que permite o reajuste das buchas nas peas.
Bucha de frico axial Essa bucha usada para suportar o esforo de um eixo em posio vertical.
Bucha cnica Esse tipo de bucha usado para suportar um eixo do qual se exigem esforos radiais e axiais. Quase sempre essas buchas requerem um dispositivo de fixao e, por isso, so pouco empregadas.
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Bucha-guia para furao e alarganento Nos dispositivos para furao, a bucha-guia orienta e possibilita autoposicionamento da ferramenta em ao na pea. Dessa forma, obtm-se a posio correta das superfcies usinadas.
As buchas pequenas com at 20mm de dimetro so feitas em ao-carbono, temperado ou nitretado. As maiores so feitas em ao cementado. A distncia entre a bucha-guia e a pea baseia-se em dois parmetros: Quando o cavaco deve passar pelo interior da bucha-guia, a distncia ser de
0,2mm. Quando o cavaco deve sair por baixo da bucha-guia, a distncia ser igual ou
maior que 0,5mm, multiplicado pelo dimetro do furo da bucha.
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A principal finalidade da bucha-guia a de manter um eixo comum (coaxilidade) entre ela e o furo. Para isso, as buchas-guia devem ser de tipos variados. Quando a distncia (h) entre a pea e a base de sustentao da bucha-guia grande, usam-se buchas-guia longas com as seguintes caractersticas: Ajuste: h7 n6. Distncia (e) com sada por baixo do cavaco. Bucha com borda para limitao da descida. Dimetro (d) conforme a ferramenta rotativa. Dimetro (D) maior que a ferramenta rotativa.
Quando dois furos so prximos um do outro, usam-se duas buchas-guia com borda e travamento entre si. Ou, ento, usa-se uma bucha-guia de dimetro que comporte os furos com travamento lateral por pino.
Se for necessrio trocar a bucha-guia durante o processo de usinagem, usm-se buchas-guia do tipo removvel com ajuste H7 j6, cabea recartilhada e travamento lateral por parafuso de fenda.
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Segue a ilustrao de uma bucha-guia com trs usos, mais sofisticada tecnologicamente. Ela serve para manter um eixo comum (coaxilidade) para centralizar a pea e para fix-la no dispositivo.
H grande variedade de tipos de buchas-guia. De acordo com o projeto de dispositivos, define-se o tipo de bucha-guia a ser usado.
10.2. Exerccios Exerccio 1 - Marque com um X a resposta correta. O anel de metal montado entre o eixo e a roda chama-se: a) ( ) porca; b) ( ) bucha; c) ( ) roda; d) ( ) parafuso.
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Exerccio 2 A bucha serve para: a) ( ) aumentar o atrito e o desgaste do eixo; b) ( ) eliminar o atrito e o desgaste do eixo; c) ( ) aumentar o desgaste sem diminuir o atrito do eixo; d) ( ) diminuir o atrito e o desgaste do eixo. Exerccio 3 Normalmente, as buchas so apresentadas na seguinte forma: a) ( ) cilndrica ou cnica; b) ( ) plana ou cnica; c) ( ) cnica ou plana; d) ( ) plana ou cilndrica. Exerccio 4 Para abrir e alargar furos, possibilitando a orientao e o autoposicionamento da ferramenta em ao na pea, so usadas buchas: a) ( ) axiais; b) ( ) guias; c) ( ) radiais; d) ( ) cnicas; Exerccio 5 As buchas-guia de preciso so feitas de ao: a) ( ) duro; b) ( ) mole; c) ( ) fundido; d) ( ) meio duro.
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1111.. GGuuiiaass
Para ficar clara sua descrio, apresentamos, como exemplo, a ilustrao de uma porta corredia do box de um banheiro.
11.1. Tipos No caso de se desejar movimento retilneo, geralmente so usadas guias constitudas de peas cilndricas ou prismticas. Essas peas deslizam dentro de outra pea com forma geomtrica semelhante, conforme ilustraes.
As guias podem ser abertas ou fechadas, como pode ser visto nas ilustraes a seguir.
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11.2. Classificao As guias classificam-se em dois grupos: guias de deslizamento e de rolamento. As guias de deslizamento apresentam-se, geralmente, nas seguintes formas:
Em mquinas operatrizes so empregadas combinaes de vrios perfis de guias de deslizamentos, conhecidos como barramento. O quadro a seguir apresenta alguns perfis combinados e sua aplicao.
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11.3. Rguas de ajuste Quando uma ou mais peas se movimentam apoiadas em guias, as superfcies entram em contato por atrito. Com o passar do tempo, o movimento vai provocando desgaste das superfcies dando origem a folga no sistema, mesmo que ele seja sempre lubrificado. Para evitar que essa folga prejudique a preciso do movimento, preciso que ela seja compensada por meio de rguas de ajuste. As rguas tm perfil variado, de acordo com a dimenso da folga.
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11.4. Material de fabricao Geralmente, o barramento, ou seja, conjunto de guias de deslizamento feito com ferro fundido. Conforme a finalidade do emprego da guia, ela pode ser submetida a um tratamento para aumentar a dureza de sua superfcie. O barramento muito usado em mquinas operatrizes como, por exemplo, em um torno.
11.5. Lubrificao De modo geral, as guias so lubrificadas com leo, que introduzido entre as superfcies em contato por meio de ranhuras ou canais de lubrificao. O leo deve ocorrer pelas ranhuras de modo que atinja toda a extenso da pista e forme uma pelcula lubrificante. Essas ranhuras so feitas sempre na pista da pea mvel, conforme mostram as ilustraes.
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Nas mquinas de grande porte usada a guia hidrosttica.
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1122.. MMaannccaaiiss
O mancal pode ser definido como suporte ou guia em que se apia o eixo. No ponto de contato entre a superfcie do eixo e a superfcie do mancal, ocorre atrito. Dependendo da solicitao de esforos, os mancais podem ser de deslizamento ou de rolamento.
12.1. Mancais de deslizamento Geralmente, os mancais de deslizamento so constitudos de uma bucha fixada num suporte. Esses mancais so usados em mquinas pesadas ou em equipamentos de baixa rotao, porque a baixa velocidade evita superaquecimento dos componentes expostos ao atrito.
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O uso de buchas e de lubrificantes permite reduzir esse atrito e melhorar a rotao do eixo. As buchas so, em geral, corpos cilndricos ocos que envolvem os eixos, permitindo-lhes uma melhor rotao. So feitas de materiais macios, como o bronze e ligas de metais leves.
12.2. Mancais de rolamento Quando necessitar de mancal com maior velocidade e menos atrito, o mancal de rolamento o mais adequado. Os rolamentos so classificados em funo dos sues elementos rolantes. Veja os principais tipos, a seguir.
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Os eixos das mquinas, geralmente, funcionam assentados em apoios. Quando um eixo gira dentro de um furo produz-se, entre a superfcie do eixo e a superfcie do furo, um fenmeno chamado atrito de escorregamento. Quando necessrio reduzir ainda mais o atrito de escorregamento, utilizamos um outro elemento de mquina, chamado rolamento. Os rolamentos limitam, ao mximo, as perdas de energia em consequncia do atrito. So geralmente constitudos de dois anis concntricos, entre os quais so colocados elementos rolantes como esferas, roletes e agulhas. Os rolamentos de esfera compem-se de:
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O anel externo fixado no mancal, enquanto que o anel interno fixado diretamente ao eixo.
Em geral, a normalizao dos rolamentos feita a partir do dimetro interno d, isto , a partir do dimetro do eixo em que o rolamento utilizado.Para cada dimetro so definidas trs sries de rolamentos: leve, mdia e pesada. As sries leves so usadas para cargas pequenas. Para cargas maiores, so usadas as sries mdia ou pesada. Os valores do dimetro D e da largura L aumentam progressivamente em funo dos aumentos das cargas. Os rolamentos classificam-se de acordo com as foras que eles suportam. Podem ser radiais, axiais e mistos.
Radiais no suportam cargas axiais e impedem o
deslocamento no sentido transversal ao eixo.
Axiais no podem ser submetidos a cargas radiais.
Impedem o deslocamento no sentido axial, isto , longitudinal ao eixo.
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Mistas suportam tanto carga radial como axial. Impedem o
deslocamento tanto no sentido transversal quanto no axial.
Conforme a solicitao, apresentam uma infinidade de tipos para aplicao especfica como: mquinas agrcolas, motores eltricos, mquinas, ferramentas, compressores, construo naval etc. Quanto aos elementos rolantes, os rolantes podem ser: a) De esferas os corpos rolantes so esferas. Apropriados para rotaes mais
elevadas.
b) De rolos os corpos rolantes so formados de cilndros, rolos cnicos ou
barriletes. Esses rolamentos suportam cargas maiores e devem ser usados em velocidades menores.
c) De agulhas os corpos rolantes de pequeno dimetro e grande comprimento. So recomendados para mecanismos oscilantes, onde a carga no constante e o espao radial limitado.
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Vantagens e desvantagens dos rolamentos Vantagens Menor atrito e aquecimento. Baixa exigncia de lubrificao. Intercambialidade internacional. No h desgaste do eixo. Pequeno aumento da folga durante a vida til. Desvantagens Maior sensibilidade aos choques. Maiores custos de fabricao. Tolerncia pequena para carcaa e alojamento do eixo. No suporta cargas elevadas como os mancais de deslizamento. Ocupa maior espao radial. Tipos e seleo Os rolamentos so selecionados conforme: as medidas do eixo; o dimetro interno (d); o dimetro externo (D); a largura (L); o tipo de solicitao; o tipo de carga; o n de rotao.
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1133.. RRoollaammeennttooss
13.1. Tipos e finalidades Os rolamentos podem ser de diversos tipos: fixo de uma carreira de esferas, de contato angular de uma carreira de esferas, autocompensador de esferas, de rolo cilndrico, autocompensador de uma carreira de rolos, autocompensador de duas carreiras de rolos, de rolos cnicos, axial de esfera, axial autocompensador de rolos, de agulha e com proteo. Rolamento fixo de uma carreira de esferas o mais comum dos rolamentos. Suporta cargas radiais e pequenas cargas axiais e apropriado para rotaes mais elevadas. Sua capacidade de ajustagem angular limitada. necessrio um perfeito alinhamento entre o eixo e os furos da caixa.
Rolamento de contato angular de uma carreira de esferas Admite cargas axiais somente em um sentido e deve sempre ser montado contra outro rolamento que possa receber a carga axial no sentido contrrio.
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Rolamento autocompensador de esferas um rolamento de duas carreiras de esferas com pista esfrica no anel externo, o que lhe confere a propriedade de ajustagem angular, ou seja, de compensar possveis desalinhamentos ou flexes do eixo.
Rolamento de rolo cilndrico apropriado para cargas radiais elevadas. Seus componentes so separveis, o que facilita a montagem e desmontagem.
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Rolamento autocompensador de uma carreira de rolos Seu emprego particularmente indicado para construes em que se exige uma grande capacidade para suportar carga radial e a compensao de falhas de alinhamento. Rolamento autocompensador de duas carreiras de rolos um rolamento adequado aos mais pesados servios. Os rolos so de grande dimetro e comprimento. Devido ao alto grau de oscilao entre rolos e pistas, existe uma distribuio uniforme da carga.
Rolamento de rolos cnicos Alm de cargas radiais, os rolamentos de rolos cnicos tambm suportam cargas axiais em um sentido. Os anis so separveis. O anel interno e o externo podem ser montados separadamente. Como s admitem cargas axiais em um sentido, torna-se necessrio montar os anis aos pares, um contra o outro.
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Rolamento axial de esfera Ambos os tipos de rolamento axial de esfera (escora simples e escora dupla) admitem elevadas cargas axiais, porm, no podem ser submetidos a cargas radiais. Para que as esferas sejam guiadas firmemente em suas pistas, necessria a atuao permanente de uma carga axial mnima.
Rolamento axial autocompensador de rolos Possui grande capacidade de carga axial devido disposio inclinada dos rolos. Tambm pode suportar considerveis cargas radiais. A pista esfrica do anel da caixa confere ao rolamento a propriedade de alinhamento angular, compensando possveis desalinhamentos ou flexes do eixo.
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Rolamento de agulha Possui uma seo transversal muito fina em comparao com os rolamentos de rolos comuns. utilizado especialmente quando o espao radial limitado.
Rolamentos com proteo So assim chamados os rolamentos que, em funo das caractersticas de trabalho, precisam ser protegidos ou vedados. A vedao feita por blindagem (placa). Existem vrios tipos. Os principais tipos de placas so:
As designaes Z e RS so colocadas direita do nmero que identifica os rolamentos. Quando acompanhados do nmero 2 indicam proteo de ambos os lados.
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13.2. Cuidados com os rolamentos Na troca de rolamentos, deve-se tomar muito cuidado, verificando sua procedncia e seu cdigo correto. Antes da instalao preciso verificar cuidadosamente os catlogos dos fabricantes e das mquinas, seguindo as especificaes recomendadas. Na montagem, entre outros, devem ser tomados os seguintes cuidados:
verificar se as dimenses do eixo e cubo esto corretas; usar o lubrificante recomendado pelo fabricante; remover rebarbas; no caso de reaproveitamento do rolamento, deve-se lav-lo e lubrific-lo
imediatamente para evitar oxidao; no usar estopa nas operaes de limpeza; trabalhar em ambiente livre de p e umidade.
13.3. Defeitos comuns dos rolamentos Os defeitos comuns ocorrem por:
desgaste; fadiga; falhas mecnicas.
Desgaste O desgaste pode ser causado por:
deficincia de lubrificao; presena de partculas abrasivas; oxidao (ferrugem); desgaste por patinao (girar em falso); desgaste por brinelamento.
Fadiga A origem da fadiga est no deslocamento da pea, ao girar em falso. A pea se descasca, principalmente nos casos de carga excessiva.
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Descascamento parcial revela fadiga por desalinhamento, ovalizao ou por conificao do alojamento.
Falhas mecnicas O brinelamento caracterizado por depresses correspondentes aos roletes ou esferas nas pistas do rolamento. Resulta de aplicao da pr-carga, sem girar o rolamento, ou da prensagem do rolamento com excesso de interferncia.
Goivagem defeito semelhante ao anterior, mas provocado por partculas estranhas que ficam prensadas pelo rolete ou esfera nas pistas. Sulcamento provocado pela batida de uma ferramenta qualquer sobre a pista rolante. Queima por corrente eltrica geralmente provocada pela passagem da corrente eltrica durante a soldagem. As pequenas reas queimadas evoluem rapidamente com o uso do rolamento e provocam o deslocamento da pista rolante.
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As rachaduras e fraturas resultam, geralmente, de aperto excessivo do anel ou cone sobre o eixo. Podem, tambm, aparecer como resultado do girar do anel sobre o eixo, acompanhado de sobrecarga. O engripamento pode ocorrer devido a lubrificante muito espesso ou viscoso. Pode acontecer, tambm, por eliminao de folga nos roletes ou esferas por aperto excessivo.
13.4. Exerccios Exerccio 1 - Marque com um X a resposta correta. O rolamento mais comum para suportar pequenas e grandes cargas axiais com rotaes elevadas chamado:
a) ( ) rolo axial de esfera e rolo cnico; b) ( ) elemento fixo de uma carreira de esferas; c) ( ) rolo cilndrico e rolo cnico; d) ( ) autocompensador com duas carreiras de rolos.
Exerccio 2 Para cargas axiais somente em um sentido, usa-se o seguinte rolamento:
a) ( ) autocompensador com duas carreiras de rolos; b) ( ) autocompensador de esferas e de carreira de rolos; c) ( ) fico em carreira de esferas; d) ( ) de contato angular de uma carreira de esferas.
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Exerccio 3 Para compensar possveis desalinhamentos ou flexes do eixo, deve-se usar o seguinte rolamento:
a) ( ) rolo cilndrico ou cnico; b) ( ) autocompensador de esferas; c) ( ) autocompensador com carreiras; d) ( ) autocompensador sem carreiras.
Exerccio 4 Para servios mais pesados, o rolamento adequado :
a) ( ) autocompensador com duas carreiras de rolos; b) ( ) autocompensador com esferas; c) ( ) autocompensador com uma carreira de rolos; d) ( ) autocompensador axial de esferas.
Exerccio 5 Para cargas radiais e cargas axiais em um sentido mais apropriado o seguinte rolamento:
a) ( ) de rolos cilndricos; b) ( ) de rolos cnicos; c) ( ) de rolos prismticos; d) ( ) de rolos quadrangulares.
Exerccio 6 Os rolamentos que precisam de vedao so chamados rolamentos:
a) ( ) com fechamento; b) ( ) com abertura; c) ( ) com fixao; d) ( ) com proteo.
Exerccio 7 Na montagem de rolamentos deve-se levar em conta:
a) ( ) lubrificante, dimenses do eixo e cubo, superfcies; b) ( ) dimenses do eixo e cubo, lubrificante, superfcies; c) ( ) dimenses do eixo e cubo, lubrificante, ambiente sem p e umidade; d) ( ) ambiente sem p e umidade, lubrificante, superfcies.
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