Elementos de Apoio Prof Pr of.. João Paulo Barbosa, M.Sc.
Atrito Deslizante Deslizante
Deslizante
Atrito Deslizante Deslizante
Deslizante
Atrito Rolante
ROLANTE
Atrito Deslizante para Atrito Rolante FORÇA DE ARRASTO 1000 500 0 1000 kgf
FORÇA DE ARRASTO 1000 kgf
1000 500 0
Desenvolvimento dos Rolamentos
EIXO - ATRITO DESLIZANTE
EIXO - ATRITO ROLANTE
Introdução aos elementos de apoio De
modo geral, os elementos de apoio consistem de acessórios auxiliares para o funcionamento de máquinas. Nesta aula são abordados os seguintes elementos de apoio: buchas, guias, mancais e rolamentos. Na prática, podemos observar que buchas e mancais são elementos que funcionam conjuntamente. Apenas para facilitar o estudo, eles são descritos separadamente.
Guias Prof. João Paulo Barbosa, M.Sc.
Guias A guia é um elemento de máquina que mantém, com certo rigor, a trajetória de determinadas peças.
Guia porta de box
Tipos
No caso de se desejar movimento retilíneo, geralmente são usadas guias constituídas de peças cilíndricas ou prismáticas. Essas peças deslizam dentro de outra peça com forma geométrica semelhante.
As guias podem ser abertas ou fechadas
Classificação As guias classificam-se em dois grupos: guias de deslizamento e de rolamento. As guias de deslizamento apresentam-se, geralmente, nas seguintes formas:
Em máquinas operatrizes são empregadas combinações de vários perfis de guias de deslizamentos, conhecidos como barramento. O quadro a seguir apresenta alguns perfis combinados e sua aplicação.
Réguas de ajuste Quando uma ou mais peças se movimentam apoiadas em guias, as superfícies entram em contato por atrito. Com o passar do tempo, o movimento vai provocando desgaste das superfícies dando origem a folga no sistema, mesmo que ele seja sempre lubrificado. Para evitar que essa folga prejudique a precisão do movimento, é preciso que ela seja compensada por meio de réguas de ajuste. As réguas têm perfil variado, de acordo com a dimensão da folga.
Material de fabricação
Geralmente, o barramento, ou seja, conjunto de guias de deslizamento é feito com ferro fundido. Conforme a finalidade do emprego da guia, ela pode ser submetida a um tratamento para aumentar a dureza de sua superfície. O barramento é muito usado em máquinas operatrizes como, por exemplo, em um torno.
Guias de rolamento As guias de rolamento geram menor atrito que as guias de deslizamento. Isto ocorre porque os elementos rolantes giram entre as guias. Os elementos rolantes podem ser esferas ou roletas.
As guias de rolamento foram desenvolvidas para aplicações de transporte de carga médias e pesadas. Sua principal característica é a composição dos rolamentos que permitem combinações de forças axiais e radiais, oferecendo melhor dissipação dos esforços sobre o trilho.O produto oferece a vantagem de instalação simples com baixo custo, por se tratar de rolamentos vedados com lubrificação permanente, são livres de manutenção e de vida útil longa.
Guias de rolamentos
Buchas Mancais de Deslizamento Prof. João Paulo Barbosa, M.Sc.
Buchas As
buchas existem desde que se passou a usar transportes com rodas e eixos.No caso de rodas de madeira, que até hoje são usadas em carros de boi, já existia o problema de atrito. Durante o movimento de rotação as superfícies em contato provocavam atritos e, com o tempo, desgastavamse eixos e rodas sendo preciso trocá -los. São de rolamento deslizante utilizados para espaços de montagem muito pequenos radiais ou axiais.
ELEMENTOS DE APOIO
Com a introdução das rodas de aço Manteve-se o problema com atritos. A solução encontrada foi a de colocar um anel de metal entre o eixo e as rodas. Esse anel, mais conhecido como bucha, reduz bastante o atrito, passando aconstituir um elemento de apoio indispensável.
Classificação das buchas
As buchas podem ser classificadas, quanto ao tipo de solicitação, em buchas de fricção radial e de fricção axial e cônica. Em determinados trabalhos de usinagem, há a necessidade de furação, ou seja, de fazer furos Para isso é preciso que a ferramenta de furar fique corretamente posicionada para que os furos sejam feitos exatamente nos locais marcados. Nesse caso, são usadas as buchas-guia para furação e também para alargamento dos furos.
Buchas de fricção radial Essas buchas podem ter várias formas. As mais comuns são feitas de um corpo cilíndrico furado, sendo que o furo possibilita a entrada de lubrificantes. Essas buchas são usadas em peças para cargas pequenas e em lugares onde a manutenção seja fácil. Em alguns casos, essas buchas são cilíndricas na parte interior e cônicas na parte externa. Os extremos são roscados e tem três rasgos longitudinais, o que permite o reajuste das buchas nas peças . São usados em máquinas pesadas ou em equipamentos de baixa rotação.
Buchas para esforços radiais
Bucha
de fricção axial
Essa bucha é usada para suportar o esforço de um eixo em posição vertical.
Bucha
cônica
Esse tipo de bucha é usado para suportar um eixo do qual se exigem esforços radiais e axiais. Quase sempre essas buchas requerem um dispositivo de fixação e, por isso, são pouco empregadas.
Mancais
O mancal pode ser definido def inido como suporte ou guia em que se apóia o eixo. No ponto de contato entre a superfície do eixo eix o e a superfície do mancal, ocorre ocorre atrito. Dependendo da solicitaç solic itação ão de esforços, es forços, os mancais podem ser de deslizamento deslizamento ou de rolamento.
MANCAIS DE DESLIZAMENTO DESLIZAMENTO São elementos de máquinas destinados a apoiar e condic condic ionar onar o movimento de eixos e outros componentes.
rotativo
Mancais de Deslizamento
Geralmente, os mancais de deslizamento são constituídos de uma bucha fixada num suporte. Esses mancais são usados em máquinas pesadas ou em equipamentos de baixa rotação, porque a baixa velocidade evita superaquecimento dos componentes expostos ao atrito.
O uso de lubrificantes nas buchas permite reduzir esse atrito e melhorar a rotação do eixo. As buchas são, em geral, corpos cilíndricos ocos que envolvem os eixos, permitindo-lhes uma melhor rotação. São feitas de materiais macios, como o bronze e ligas de metais leves.
MANCAIS DE DESLIZAMENTO
MANCAIS DE DESLIZAMENTO
MANCAIS DE DESLIZAMENTO Motor de carro –
MANCAIS DE DESLIZAMENTO
Elementos de Apoio - Buchas
Elementos de Apoio - Buchas
Elementos de Apoio - Buchas
Rolamentos Mancais de Rolamento Prof. João Paulo Barbosa, M.Sc.
Rolamentos
Os rolamentos são classificados em função dos seus elementos rolantes.
São geralmente constituídos de dois anéis concêntricos, entre os quais são colocados elementos rolantes como esferas, roletes e agulhas. Os rolamentos de esfera compõem-se de:
O anel externo é fixado no mancal, enquanto que o anel interno é fixado diretamente ao eixo.
As dimensões e características dos rolamentos são indicadas nas diferentes normas técnicas e nos catálogos de fabricantes. Ao examinar um catálogo de rolamentos, ou uma norma específica, você encontrará informações sobre as seguintes características: Características dos rolamentos: D: diâmetro externo; d: diâmetro interno; R: raio de arredondamento; L: largura.
Vantagens -
Menor atrito e aquecimento; - Baixa exigência de lubrificação; - Coeficiente de atrito de partida (estático) não superior ao de operação (dinâmico); - Intercambialidade internacional; - Mantém a forma de eixo; - Pequeno aumento da folga durante a vida útil; - Fácil inspeção e manutenção; - Utilizado em altas temperaturas.
Desvantagens
- Maior sensibilidade aos choques; - Maiores custos de fabricação; - Tolerância pequena para carcaça e alojamento do eixo; - Ocupa maior espaço radial; - Não suporta cargas tão elevadas como os mancais de deslizamento.
Tipos de mancais de rolamentos
BOMBA CENTIFUGA
ROLAMENTO ANEL EXTERNO
PISTA DE ROLAGEM
GAIOLA ANEL INTERNO
ESFERAS
Carga Radial nos Rolamentos CARGA RADIAL
CARGA RADIAL
Rolamentos para Cargas Radiais ESFERAS
ROLOS AGULHAS AUTOCOMPENSADORES CILÍNDRICOS
ROLOS CÔNICOS
Carga Axial nos Rolamentos CARGA AXIAL
ZONA DE CARGA
Rolamentos Rolamentos para Cargas Axiais Axiai s FIXO DE ESFERAS
CONTATO ANGULA ANGULAR R
ROLOS CÔNICOS
ROLAMENTO AXIAL ESFERAS ROLOS
Cargas Cargas Combinadas nos nos Rolamentos CARGA RADIAL
CARGA AXIAL AXIAL
CARGA COMBINADA
CARGA RADIAL
Elementos Rolantes
ESFERAS
CILÍNDRICOS AGULHA AGULHAS S
ESFÉRICOS
CÔNICOS
Ponto e Linha de Contato
PONTO DE CONTATO
A
LINHA DE CONTATO
B
Dimensões dos Rolamentos Largura 000 mm 15 +- .012
000 25 +- .010 mm Furo ou diâmetro interno
000 52 +- .013 mm Diâmetro Externo
ROLAMENTO FIXO DE UMA CARREIRA DE ESFERAS
ROLAMENTO DE CONTATO ANGULAR
Características dos rolamentos de contato angular
Carga radial
- Bom
Carga axial
- Bom
Rotação
- Moderado à muito bom
Desalinhamento - Fraco à moderado
Localização axial - Nas duas direções quando utilizadas em pares e com ajuste correto
Observações
- Capacidade de carga axial depende do ângulo de contato inicial, ex. ângulo grande, carga axial alta
ROLAMENTO AUTCOMPENSADOR DE ESFERAS
Rolamentos Autocompensadores de Rolos GAIOLA PISTAS DE ROLAGEM BORDAS
ANEL INTERNO ANEL EXTERNO
ROLOS
Características dos rolamentos autocompensadores de rolos
Carga radial
- Muito bom
Carga axial
- Moderado
Rotação
- De fraco a moderado
Desalinhamento
- Muito bom
Localização Axial - Nas duas direções com algum movimento final
Observações
-Versátil quando utilizado a uma baixa rotação Rolamento com furo paralelo
Rolamento com furo cônico
Desalinhamento permissível
•
•
O desalinhamento permissível dos rolamentos autocompensadores de rolos variam dependendo do tamanho , série e cargas aplicadas no rolamento Aproximadamente 1° à 2.5° com cargas médias
ROLAMENTO AUTOCOMPENSADOR DE ROLOS GAIOLA PISTAS DE ROLAGEM BORDAS
ANEL INTERNO ANEL EXTERNO
ROLOS
ROLAMENTO DE ROLOS CILÍNDRICOS
Rolamentos de Rolos Cônicos CAPA (ANEL EXTERNO)
ROLOS CÔNICOS São formados por um tronco de cone. –
CONE (ANEL INTERNO)
GAIOLA DE Separação dos rolantes. NOTA: Os
AÇO elementos
rolamentos de rolos cônicos suportam cargas radiais e axiais dependendo da configuração de montagem.
–
Geometria dos Rolamentos de Rolos Cônicos da Série Métrica
Ângulo de Contato
Rolamento Standard Série Métrica: –
Ângulo Intermediário 170 até 240 (Sufixo C);
•
–
–
Ângulo Grande 240 até 450 (Sufixo D).
•
–
NOTA: Quanto maior o ângulo de
–
contato, maior será a capacidade de suportar carga axial.
Efeito da Carga Radial nos Rolamentos de Rolos Cônicos
NOTA: Quando se impõe uma carga radial, dá-se origem a uma carga axial, logo torna-se necessário usar dois rolamentos de rolos cônicos combinados.
ROLAMENTO AXIAL DE ESFERAS
Carga radial - Não
Carga axial - Bom
Rotação
Desalinhamento
Carga Axial - Em uma direção
- De fraco a moderado - Fraco
PONTA DO EIXO
ALOJAMENTO NOTA:
Suportam a carga axial em um sentido e os rolos de escora dupla suportam a carga axial em ambos os sentidos
Rolamento Axial de Esferas de Escora Simples
Anel da pista de rolagem superior. O diâmetro do furo deste anel é nominal. Pista de rolagem no anel inferior. Anel da pista de rolagem inferior. O diâmetro do furo deste anel é superior ao nominal. O ajuste é dado no diâmetro externo.
Gaiola de Aço.
Características do Rolamento Axial de Esferas de Escora Simples
Carga Radial
- Não;
Carga Axial
- Bom;
Rotação
- De fraco a moderado;
Desalinhamento - Fraco;
Carga Axial
- Em uma direção.
NOTA: Rolamentos Axiais de Esferas são indicados para cargas axiais baixas e
rotações moderadas.
Rolamento Axial de Esferas de Escora Simples PONTA DO EIXO
ALOJAMENTO NOTA: Suportam
a carga axial em um sentido e os rolos de escora dupla suportam a carga axial em ambos os sentidos. A omissão da letra X após a série dimensional de um rolamento axial de esferas significa igualdade de diâmetros externos em ambos os anéis das pistas de rolagem inferior e superior.
Tipos de Rolamentos Axiais de Esferas de Escora Simples Anel menor
Com assento plano e ponta do eixo com diâmetro reduzido Exemplo: 51417X
Com assento esférico Exemplo: 53216
Com contra-placa Exemplo: 53216U
NOTA 1: No intuito de
minimizar a influência de desvios na instalação, existem rolamentos axiais de esferas com contra-placa e assentamento esférico no anel externo.
NOTA 2: Os rolamentos axiais de esferas normalmente são montados com ajuste deslizante entre a caixa e o anel externo. Desde que o carregamento aplicado seja puramente axial.
Folga Radial
Folga Axial
NOTA: Fixando qualquer um dos anéis, interno ou externo, a folga
é a intensidade de deslocamento do outro anel, quando movimentado para cima e para baixo, ou para a direita e para a esquerda.
Importância da Folga
Aspetos Fundamentais: Lubrificação: Permitir que entre as pistas de rolagem e os elementos rolantes seja estabelecida uma película lubrificante separando estas superfícies. •
Montagem: Montagens muito interferentes tendem a reduzir a folga nos rolamentos. •
Diferença de Temperatura: O material do rolamento sob efeito de temperatura elevada, tende a reduzir a folga radial devido a dilatação térmica. •
Seleção de Rolamentos 1° - Tipo de Rolamento
2° - Dimensões do Rolamento
3° - Definição da folga Interna
5° - Lubrificação
4° - Definição da Gaiola Interna
Rolamento Autocompensador de Rolos
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