Apostila de Elementos de Máquinas 2009-Ilovepdf-compressed

�� Engº Maurício Fuga

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Sumário MÓDULO 1 - LUBRIFICAÇÃO LUBRIFICAÇÃO ............................................. ................................................................ .................... 8 Histórico ............................................. ....................................................................... ............................................... ......................... .... 8 Conceito ............................................. ....................................................................... ................................................ ......................... ... 8 Origem ............................................... ......................................................................... ................................................ ......................... ... 8 Tipos de lubrificação .............................................. ........................................................................ .................................. ........ 9 Viscosidade ............................................. ....................................................................... ............................................... ..................... 9 Classificação dos óleos ............................................... ......................................................................... .............................. .... 9 Graxas............................................ ...................................................................... ................................................... ............................ ...10 Classificação das graxas............................................. ....................................................................... ............................. ...12 Lubrificação de mancais ................................................. .......................................................................... .........................12 Pontos de aplicação do óleo ................................................. ..................................................................... ....................13 Lubrificação aerosol ....................................... ................................................................ ......................................... ................13 13 Recomendações gerais de lubrificação de d e máquinas e equipamentos ............ ............14 Fichas de lubrificação........................... lubrificação................................................. ................................................ ............................. ...15 Aditivos .............................................. ........................................................................ ............................................... ........................ ...18 Amarzenagem de lubrificantes ............................................ ................................................................. .....................19 Exemplo de tabela de controle de óleos e graxas ....................................... .......................................19 Manuseio e rejeito de embalagens................................................ ............................................................ ............20 20 Lubrificantes usados .............................................. ........................................................................ ................................. .......20 Dicionário de conceitos de lubrificação ......................... .................................................. ............................. ....21 Bibliografia ............................................... ........................................................................ ............................................. ....................26 Exercícios ............................................ ...................................................................... ............................................... ........................ ...27 MÓDULO 2 - TRANSMISSÕES ................................................. ............................................................... ..............30 Polias ............................................. ....................................................................... .................................................. ............................ ....30 Tipos de polias .............................................. ....................................................................... ......................................... ................30 Material para polias .................................. ............................................................ .............................................. ....................32 32 Correias .............................................. ........................................................................ ............................................... ........................ ...32 Correia trapezoidal ou correia “V”............................................. “V”............................................................. ................32 Vantagens das transmissões com correias trapezoidais ............................... ...............................34 Relação de transmissão ............................................. ....................................................................... ............................. ...34 Montagem e manutenção em correias “V” ......................................... ................................................. ........35 ��

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Correias sincronizadoras ................................................................. ......................................................................... ........36 36 Vantagem das correias sincronizadoras ............................................ ..................................................... .........37 Bibliografia .............................................. ........................................................................ .............................................. ....................38 Exercícios ............................................ ...................................................................... ............................................... ........................ ...39 MÓDULO 3 - MOLAS .................................................. ............................................................................ ............................43 Conceito ............................................. ....................................................................... ................................................ ........................ ..43 Tipos de molas ............................................ ...................................................................... .......................................... ................43 43 Molas helicoidais .................................................................... .................................................................................... ................43 43 Molas planas ............................................... ......................................................................... .......................................... ................45 45 Representações convencionais de molas ................................................... ...................................................48 Materiais para molas ............................................. ...................................................................... ................................. ........50 Bibliografia .............................................. ........................................................................ .............................................. ....................51 Exercícios ............................................ ...................................................................... ............................................... ........................ ...52 MÓDULO 4 - ROLAMENTOS .................................................. .................................................................. ................55 Conceito ............................................. ....................................................................... ................................................ ........................ ..55 Carga ou esforços nos rolamentos ............................................... ............................................................ .............55 Elementos rolantes ............................................ ..................................................................... ..................................... ............56 Dimensões principais dos rolamentos ............................................... ....................................................... ........57 Codificação de rolamentos .............................................. ....................................................................... .........................57 57 Rolamentos para cargas radiais .............................................. ............................................................... .................58 Rolamentos para cargas axiais ............................................ ................................................................. .....................64 Bibliografia .............................................. ........................................................................ .............................................. ....................65 Exercícios ............................................ ...................................................................... ............................................... ........................ ...66 MÓDULO 5 - FREIOS, EMBREAGENS E ACOPLAMENTOS .......................71 Freios ................................................ ..................................................................... .............................................. ............................. ....71 Conceito ............................................. ....................................................................... ................................................ ........................ ..71 Freio a disco ..................................... ............................................................. .................................................. ............................. ...71 Freio de uma sapata .............................................. ....................................................................... ................................. ........71 Freio de duas sapatas ........................... ................................................ .............................................. ............................. ....72 Freio de mola ............................................................... ........................................................................................ .........................72 72 Freio multidisco ................................................ ......................................................................... ..................................... ............73 73 ��

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Freio centrifugo ........................................... ..................................................................... .......................................... ................73 73 Freio de sapata de expansão interna (Freio (F reio de tambor)............................... ...............................74 Freio mecânico ............................................ ...................................................................... .......................................... ................75 75 Dinamômetro ou freio de absorção de potência .......................................... ..........................................75 Dinamômetro ou freio de corda (Freio de contrapeso)................................. .................................75 Freio prony...................................... ........................................................... ............................................... ................................. .......76 Embreagens .................................................. ........................................................................... ...................................... .............77 Introdução .............................................. ........................................................................ .............................................. ....................77 Embreagem de fricção ........................................... .................................................................... ................................. ........77 77 Embreagem de disco ..................................................... .............................................................................. .........................77 77 Disco de embreagem ............................................. ...................................................................... ................................. ........77 77 Embreagem de fricção para automóveis ................................................ .................................................... ....78 Embreagem de fricção multidiscos...................... multidiscos............................................... ...................................... .............78 Embreagem cônicas .............................................. ....................................................................... ................................. ........79 79 Embreagem de mandíbulas ............................................ ..................................................................... .........................79 Embreagem de roda livre ...................................... ................................................................ .................................. ........80 Embreagem de roda livre de roletes ................................................. ......................................................... ........80 Embreagem de escoras .............................. ...................................................... ............................................. .....................81 Embreagem centrífuga .............................. ....................................................... .............................................. .....................81 81 Embreagem seca ............................................. ....................................................................... ...................................... ............81 81 Embreagem de fricção eletromagnética............................................ ..................................................... .........82 Materiais de atrito para freios e embreagem .............................................. ..............................................82 Acoplamentos .................................................. ........................................................................ ................................... .............83 Acoplamentos de eixos ............................................................... ........................................................................... ............83 83 Acoplamento fluido ............................................ ..................................................................... ..................................... ............83 Acoplamento rígido de flanges parafusados ............................................... ...............................................84 Acoplamento rígido por luva parafusada................................................ .................................................... ....84 Acoplamento por compressão .............................................................. .................................................................. ....85 Bibliografia .............................................. ........................................................................ .............................................. ....................86 Exercícios ............................................ ...................................................................... ............................................... ........................ ...87 MÓDULO 6 - CHAVETAS ................................................ ..................................................................... ....................... ..90 Conceito ............................................. ....................................................................... ................................................ ........................ ..90 ��

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Chavetas longitudinais, planas e de embutir ..............................................90 Linguetas ..............................................................................................90 Chavetas tangenciais ..............................................................................93 Desenho das chavetas ............................................................................93 Bibliografia ............................................................................................95 Exercícios ..............................................................................................96 MÓDULO 7 - CAMES .............................................................................99 Conceito ...............................................................................................99 Came de disco ..................................................................................... 100 Came de tambor .................................................................................. 101 Came frontal ....................................................................................... 101 Quadro com came circular ..................................................................... 101 Quadro com came triangular ................................................................. 102 Came de palminha ............................................................................... 102 Representação gráfica do movimento do came de disco ............................ 102 Aplicação das cames ............................................................................. 103 Bibliografia .......................................................................................... 105 Exercícios ............................................................................................ 106 MÓDULO 8 - ELEMENTOS DE FIXAÇÃO ............................................... 112 Generalidades...................................................................................... 112 Tipos de parafusos ............................................................................... 113 Tipos de cabeças .................................................................................. 113 Tipos de roscas .................................................................................... 113 Mateiral ..............................................................................................115 Normalização....................................................................................... 115 Esforços nos parafusos ......................................................................... 115 Parafuso de potência ............................................................................ 117 Passo e avanço .................................................................................... 117 Tabelas ............................................................................................... 119 Bibliografia .......................................................................................... 123 Exercícios ............................................................................................ 124 ��

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MÓDULO 9 - ENGRENAGENS .............................................................. 127 Conceito ............................................................................................. 127 Engrenagem cilíndrica de dentes retos - Nomenclatura ............................. 129 Engrenagem cilíndrica de dentes retos .................................................... 130 Engrenagem cilíndrica de dentes retos e cremalheira ................................ 131 Engrenagem cilíndrica helicoidal - Nomenclatura ...................................... 132 Engrenagem cilíndrica e helicoidal .......................................................... 133 Engrenagem cônica de dentes retos - Nomenclatura ................................. 134 Engrenagem e rosca sem fim................................................................. 136 Fórmulas para engrenagens de dentes retos - Módulo .............................. 137 Fórmulas para engrenegens de dentes retos – Diametral Pitch ................... 138 Bibliografia .......................................................................................... 140 Exercícios ............................................................................................ 141 MÓDULO 10 - CORRENTES DE ROLO PARA TRANSMISSÃO DE POTÊNCIA MECÂNICA......................................................................................... 144 Definições e características.................................................................... 144 Principais dimensões ............................................................................ 144 Composição ......................................................................................... 145 Elo de redução e elo de emenda............................................................. 145 Normas para corrente de rolo ................................................................ 145 Considerações importantes.................................................................... 145 Dados técnicos .................................................................................... 148 Classificação de cargas ......................................................................... 150 Informações gerais para instalação ........................................................ 152 Rodas dentadas ................................................................................... 156 Manutenção......................................................................................... 157 Percentual de alongamento ................................................................... 158 Procedimento para estocagem ............................................................... 158 Exercícios ............................................................................................ 159 MÓDULO 11 - MOTORREDUTORES E REDUTORES............................... 162 Conceito ............................................................................................. 162 Simbologia ..........................................................................................163 ��

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Momentos de inércia ............................................................................ 165 Redutores com adaptadores .................................................................. 165 Escolha do acionamento ........................................................................ 165 Tipos de carga ..................................................................................... 166 Exercícios ............................................................................................ 173 MÓDULO 12 - CABOS DE AÇO ............................................................ 176 Generalidades...................................................................................... 176 Almas dos cabos .................................................................................. 176 Materiais ............................................................................................. 178 Tipos de cabos de aço ........................................................................... 178 Torção ................................................................................................ 179 Inspeção e substituição dos cabos de aço ................................................ 180 Medição de cabos de aço ....................................................................... 181 Colocação correta dos grampos.............................................................. 181 Lubrificação dos cabos de aço ................................................................ 182 Verificação das polias ........................................................................... 182 Glossário de termos técnicos ................................................................. 183 Exercícios ............................................................................................ 185 MÓDULO 13 - ELEMENTOS DE VEDAÇÃO ............................................188 Introdução ..........................................................................................188 Princípio da vedação ............................................................................. 188 Métodos de vedação ............................................................................. 189 Montagem ........................................................................................... 212 Exercícios ............................................................................................ 214

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MÓDULO 1 - LUBRIFICAÇÃO 1. Histórico Devido à necessidade de maior produtividade e economia de manutenção em seus engenhos, há longo tempo o homem vem empregando lubrificantes para melhorar o desempenho de suas máquinas. Inicialmente se utilizou produto animal nas partes móveis, o que para as máquinas da época, resolvia em grande o problema do desgaste excessivo. Entretanto com o decorrer do tempo foram surgindo máquinas cada vez mais modernas, cujo trabalho requeria uma lubrificação de melhor qualidade. 2. Conceito Entende-se por lubrificação o ato de introduzirmos entre duas superfícies sólidas uma película fluida, reduzindo o atrito existente entre as partes em contato. As partes sólidas são as peças e a parte fluida é o lubrificante. Assim as superfícies não entram praticamente em contato direto, pois o lubrificante se interpõe a elas, diminuindo o atrito e evitando que as mesmas se aqueçam. Devido aos vários tipos de máquinas, cada qual requer uma lubrificação composta de elementos dos mais variados, determinados segundo estudos e ensaios em laboratórios. Podem-se adotar lubrificantes através do tipo de carga, velocidade, etc., nas partes em que necessitam de lubrificação. 3. Origem Os lubrificantes de acordo com sua origem classificam-se em: Vegetais: os óleos vegetais não apresentam muita resistência, decompondo-se com relativa facilidade. Na indústria, como lubrificante bastante comum, que não requer características especiais, usa-se ainda o óleo de mamona, extraído da semente de mamona, é um óleo viscoso e incolor. O óleo de linhaça, extraído da semente de linhaça também pode ser utilizado na usinagem de peças. Animais: talvez o elemento mais antigo de lubrificação seja a gordura animal. Destaca-se o óleo de baleia como principal lubrificante dessa classe, para máquinas leves. Minerais: extraídos principalmente do petróleo e de rochas em formação como o xisto betuminoso, são, efetivamente os óleos mais usados na lubrificação. O petróleo é retirado do subsolo por meio de perfurações nas camadas que formam a terra, sendo encontrado em estado líquido. Sua cor varia entre verde escuro, marrom e preto. Como é composto de vários produtos químicos, destilando-se o petróleo separam-se cada um destes produtos, os quais irão ser empregados em diferentes setores. Assim aquecendo-se o petróleo, à medida que a temperatura vai subindo, um de cada vez, os produtos irão se vaporizando. Desta maneira, sabendo-se, por exemplo, que a gasolina se transformou em gás, basta retirar esse gás e transformá-lo em líquido por resfriamento. Extraída a gasolina, o próximo produto será o querosene, e após diversos derivados serem retirados, obtém o asfalto. Da mesma forma, aquecendo-se o xisto betuminoso se obtém a gasolina e óleos, porém requer esse mineral, processos especiais de refinação que o tornam atualmente, inferior ao petróleo no que se refere à sua exploração. Sintéticos: ao contrário dos lubrificantes minerais, são sinteticamente produzidos. Óleos de síntese geralmente têm bom comportamento de temperatura e viscosidade, reduzida tendência de coqueficação, baixo ponto de solidificação, alta resistência ao calor e boa durabilidade química. ��

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4. Tipos de lubrificação Três formas distintas de lubrificação podem ser consideradas: Lubrificação hidrodinâmica: aquela em que a superfícies dos mancais que suportam a carga estão separadas por uma película de lubrificante relativamente espessa, de modo a prevenir o contato de metal com metal. Lubrificação hidrostática: é obtida por introdução do lubrificante dentro da área carregada do mancal, a uma alta pressão, sendo suficiente para separar as duas superfícies com uma película de óleo relativamente espessa. Lubrificação filme sólido: é utilizada quando os mancais devem operar em temperaturas extremas, a película é um lubrificante sólido, tal como a grafita ou o bissulfeto de molibdênio. 5. Viscosidade Viscosidade é a resistência ao escoamento de um líquido. Comparando o mel com a água, podemos observar que o mel leva mais tempo para escoar de um recipiente que a água. A viscosidade de um óleo não é constante, pois varia de acordo com a temperatura. Desta forma quando se aquece o lubrificante, o mesmo se torna mais fino, ou seja, menos viscoso. Portanto quanto mais se aquecer um óleo, mais fino será o mesmo. De modo inverso reduzindo-se a temperatura, obteremos um óleo mais espesso, o que aumenta sua viscosidade. Sob viscosidade ou tenacidade de um líquido entende-se a resistência que as moléculas de um líquido se contrapõem a um deslocamento entre si. Esta resistência também é denominada atrito interno. 6. Classificação dos óleos Em geral os óleos são classificados por uma numeração acompanhada de sigla SAE (Sociedade dos Engenheiros Automotivos). Essa classificação é obtida com o emprego de um aparelho de “Saybolt” . Esse aparelho consiste em medir o tempo que uma quantidade de óleo, mantida a certa temperatura, leva para passar por um orifício de determinado diâmetro. VISCOSIDADE SSU Classificação SAE 5W 10 10W 20 20W 30 40 50 60 70 80 90 140 250

18ºC MIN 6000 12000 15000 -

MAX 4000 12000 48000 100000 -

55ºC MIN 90 120 185 255 -

100ºC MAX 120 185 255 -

MIN 80 105 125 75 120 200

MÁX 80 105 125 150 120 200 -

Nota: a letra W é inicial da palavra “winter”, que significa inverno, em português.

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7. Graxas Para certas aplicações os óleos têm alguns inconvenientes. Ora são muito fluidos, ora são muito viscosos, ora são muito voláteis (se evaporam), quando não formam goma. Pensouse então em misturar óleos de qualidades diferentes, para obter um lubrificante mais perfeito. Com esse processo os técnicos chegaram à composição das graxas, que são lubrificantes semisólidos de grande aplicação, principalmente nas estradas de ferro e nos automóveis. Para grandes pressões entre superfícies se empregam lubrificantes minerais sólidos como a grafita pura ou associada ao óleo. As graxas constituem-se, em geral, de um óleo mineral e de uma substância aglutinante, que é quase sempre, um sabão (saponáceos e cristais de soda). A qualidade de uma graxa depende de vários fatores:   

Das características físicas do óleo base; Das características físicas e químicas do sabão; E principalmente do método usado para combinar o óleo e o sabão.

Quando aquecida a altas temperaturas, a graxa passa do estado semi-sólido, para o estado líquido. A essa determinada temperatura chama-se ponto de gota. Nenhuma relação existe entre cor de uma graxa e suas propriedades lubrificantes. Inclusive em alguns casos, as graxas comerciais são coloridas, por meio de anilina, para que possam ser facilmente identificadas. Características gerais das graxas convencionais: Sabão de Cálcio   

Resistência térmica: relativamente baixa – temperatura máxima de operação em torno de 70ºC. Resistência á água: excelente Estrutura: amanteigada (fibra curta)

São as mais baratas, tendo indicação geral na lubrificação de mancais planos, em temperatura e velocidades moderadas, bem como na lubrificação de chassis e bombas d’água. Não são indicadas para mancais anti-fricção. Admitindo produtos manufaturados com matérias primas de boa qualidade, a seleção de uma graxa de cálcio para determinada aplicação seria fundamentada nos seguintes itens: 1. 2. 3. 4. 5. 6.

Temperatura de operação tipo de mancal velocidade do mancal folgas existentes pressão desenvolvida freqüência da lubrificação

Temperatura de operação: a. Para temperatura abaixo de 0ºC – óleos lubrificantes baixa viscosidade alto índice de viscosidade b. Para temperatura acima de 0ºC – óleos lubrificantes viscosidade relativa muito mais elevada alto e médio I.V.

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Seleção da consistência e viscosidade do óleo  

Desenho do mancal Velocidade do mancal Sabão de sódio

Resistente á água: limitada Estrutura: macia ou fibrosa – fibra curta ou longa, aderente. Resistência À corrosão: boa Tem indicação geral em mancais fechados, de rolamentos (esféricos ou cilíndricos) Juntas universais, engrenagens fechadas e chassis do veículo. Fibra Curta: (Mancais anti-fricção) (Mancais de escora em geral) Fibra longa, aderente: (Mancais do tipo acoplado) (Juntas universais, etc., onde a ação da força centrifuga deve ser considerada). Sabão de alumínio    

Resistente térmica: igual às de cálcio Resistência á água: boa Estrutura macia, consistência de geléia (fibra mais curta de todas) coesiva aos metais. Resistência a oxidação e corrosão: boa

Principais aplicações: chassis de veículo, mancais oscilantes e demais aplicações onde a sua adesividade e resistência à força centrifuga, bem como choques constitua uma vantagem. Sabão de Lítio         

Resistência térmica: elevada, com P.G. acima de 170ºC. Resistência á água: excelente Estrutura: macia, com fibra curta. Resistência á corrosão: melhor que Ca e inferior a Na Resistência às baixas temperaturas: excelente Estabilidade ao trabalho: boa Uso em uma faixa de temperatura relativamente ampla Estrutura adequada a todos os tipos de mancais É considerada uma graxa “Multi Purpose” Principais aplicações: Lubrificação automotiva, Industrial e na aviação. Sabão de Bário

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Resistência á água: boa Resistência á baixa temperaturas: Estrutura: fibra curta Estabilidade ao trabalho: excelente Boa aderência ás superfícies metálicas É também uma graxa “Multi-Purpose”

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boa,

porém,

inferior

às

de

lítio

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Sabão de Estrôncio: Características semelhantes ás de Ba, porém resistem a temperaturas mais elevadas de operação. São mais caras que as de Li e Ba. Gels Inorgânicos (Argilas / Bentonita) Não apresentam ponto de fusão Estrutura: macia de consistência amanteigada Boa estabilidade mecânica Ação da água (Bentone: resistente) (Permagel e Silicone: menor resistência) 8. Classificação das graxas Para que possamos classificar corretamente as graxas é necessário conhecer o conceito de Penetração Trabalhada que é o indicador do quão mole ou dura é determinada graxa (consistência). Quanto mais rígida é a graxa, mais favorável é normalmente o seu efeito de vedação, principalmente se analisado em conjunto com a viscosidade dinâmica do produto. Consistência é, em resumo, o corpo ou dureza da graxa. É determinada pela penetração de um cone especial, de aço ou latão, com vértice em forma de agulha, o qual é deixado cair na graxa a uma temperatura de 77ºF (25ºC) durante cinco segundos. A penetração é a medida da consistência da graxa e é expressa em décimo de milímetros. O teste de consistência é um controle mais importante na fabricação de uma graxa, de acordo com o NLGI (Instituto Nacional de Graxas Lubrificantes) dos Estados Unidos da América, é a seguinte:

Classes NLGI 000 00 0 1 2 3 4 5 6

Penetração Trabalhada (0,1 mm) 445...475 400... 430 355...385 310...340 265...295 220...250 175...205 130...160 85...115

Estrutura Fluída Semi-fluída Extremamente mole Muito mole Mole Média Consistente Muito consistente Extremamente consistente e dura

9. Lubrificação de mancais Os mancais são peças construídas para servir de apoio aos eixos e transmissores em geral. De acordo com a pressão a que devem resistir, quer trabalhem em direção perpendicular ao eixo de rotação, quer no sentido do mesmo, passam a denominar mancais de apoio lateral. Os mancais dividem-se em: de deslizamento e de rolamento. Os mancais de deslizamento também chamados de mancais planos – são aqueles em que uma superfície move-se sobre a outra usualmente com uma película de óleo separando-as. Elas diferem entre si pela direção

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10. Pontos de aplicação do óleo Um eixo ao girar velozmente, produz o efeito de bombeamento, gerando forte pressão hidráulica. Por tal motivo, para introdução do óleo, devemos escolher um ponto onde a pressão do óleo seja mínima. Além disso, o trabalho de distribuir o óleo pelo eixo pode ser muito facilitado com o emprego de chanfros e ranhuras cortadas e localizadas corretamente. Chanfros: Em mancais de duas partes, devem-se chanfrar as arestas de cada parte para evitar que raspem o óleo. Além disso, o chanfro constitui um depósito de óleo que estende em forma de cunha. Ranhuras: A finalidade das ranhuras ou canaletas nos mancais é de facilitar a melhor distribuição do óleo lubrificante e a sua posterior introdução na área de pressão máxima. O tipo de ranhura mais conveniente é a longitudinal. Não devem ser muito largas, ter pouca profundidade e não ser maior do que o necessário. Devem ser evitadas ranhuras com cantos vivos ou cortantes. 11. Lubrificação “Aerosol” Os lubrificadores “aerosol” atomizam o lubrificante e distribuem a mistura deste com ar por meio de tubos até as superfícies dos mancais. O eixo em movimento extrai realmente o óleo que haja no jato de ar e o deposita nas superfícies dos mancais. O óleo separa-se do ar por contato com a superfície do eixo em movimento. Em operação, o ar comprimido entra no lubrificador e toma certo número de gotas de óleo que arrasta no jato. As gotas muito grandes voltam a cair no depósito. Só as partículas muito pequenas são arrastadas na tubulação de descarga. O pequeno tamanho delas é o que permite que sejam levadas em forma de neblina por tubulações a longa distância, sem perigo de se depositarem. A lubrificação por sistema “aerosol” é contínua, quer dizer o volume que entra em cada mancal é constante. Isto elimina as flutuações que ocorrem em outros sistemas. Este processo é econômico e, em muitos casos, o consumo chega a ser a décima parte do que consomem outros métodos. O fluxo de ar que passa através dos mancais serve ainda para resfriá-los.

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Na escolha da viscosidade do lubrificante a empregar no processo “aerosol”, deve ser considerado em primeiro lugar que haja uma pulverização perfeita em forma de finíssima neblina, sem que o óleo arrastado chegue ao mancal em gotas, não havendo uma distribuição perfeita da película lubrificante. A função de resfriamento fica muito prejudicada. Os diâmetros da tubulação, seu comprimento e a pressão utilizada, decidem também na seleção final do produto a empregar. Empresas especializadas nessas instalações fornecem as instruções necessárias sobre o número de gotas por minuto a serem fornecidas ao sistema, pressão e outros detalhes que devem ser seguidos rigorosamente. 12. Recomendações gerais de lubrificação de máquinas e equipamentos 

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Toda operação de manutenção e lubrificação deve ser efetuada com a máquina parada, depois de se ter desligado a alimentação elétrica e pneumática. É importante que sejam avisados todos os envolvidos e também instalada a placa “ATENÇÃO – EQUIPAMENTO EM MANUTENÇÃO” Somente pessoas habilitadas poderão fazer reparos ou regulagens nas máquinas. Após limpeza ou lavagem do equipamento proceder ao engraxe do mesmo para retirar toda a sujeira e umidade existente. Utilizar graxa atóxica, quando exigido, em todas as partes onde existir um eventual contato do lubrificante com o produto, para evitar os problemas que podem ser ocasionados pela toxidade das graxas comuns. O lubrificante usado deve estar limpo e no prazo de validade. As embalagens devem permanecer sempre fechadas e em local apropriado para armazenagem. O equipamento deve estar limpo e sem excessos de graxa nas partes externas, evitando desta forma, possíveis riscos de contaminação com o produto. A lubrificação do equipamento deverá ser efetuada de acordo com a ficha de lubrificação da respectiva máquina. Após a lubrificação deve-se remover o excesso de graxa antes de recolocar o equipamento em produção.

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13. Ficha de lubrificação É importante que façamos uma ficha de lubrificação para cada máquina, tendo como objetivo a periodicidade dos pontos de lubrificação, tipos de lubrificantes, quantidade de lubrificante, rubrica ou lubrificador, ferramental necessário para troca, etc. Portanto ao se efetuar fichas de lubrificação deve-se estar atento aos seguintes itens: 

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No tempo determinado pela ficha individual de cada máquina, deve se fazer à troca do lubrificante, ou de algum componente do sistema de lubrificação que esteja avariado ou com o tempo de uso vencido. Para isto ocorrer deve-se fazer uma verificação detalhada das partes que serão lubrificadas. Na lubrificação regular (diária, semanal) deve-se observar se realmente o lubrificante está sendo consumido pelo equipamento, principalmente nos casos de lubrificação centralizada. Nos relatórios de lubrificação devemos anotar o que realmente foi feito, e observar o tempo que a lubrificação centralizada leva para consumir o lubrificante, pois se os reservatórios não são completados com óleo ou graxa, mas entram no relatório como completados, podemos cometer um erro grave de faltar lubrificação no equipamento, pois se o reservatório está completamente cheio é sinal de lubrificação ineficiente ou inexistente. Caso contrário pode estar ocorrendo um consumo além do normal sendo necessário uma regulagem no equipamento. Além dos pontos diários, devemos lubrificar guias e corrente quando necessário. Observar se os mancais não estão com aquecimento demasiado, pois tanto a falta como o excesso é prejudicial ao equipamento. Não misturar lubrificantes diferentes em sistemas centralizados de lubrificação, quando se fizer necessário a colocação de um lubrificante diferente devemos lavar e drenar todo o sistema antes. Quando for trocada alguma tubulação isolada ou não, devemos sempre deixá-la cheia com o lubrificante a ser usado, para não ocorrer a falta de lubrificação. Manter sempre limpo os locais que serão lubrificados, retirando todo o excesso de óleo ou graxa. Muito importante não ocorrer risco de acidentes por imprudência ou lubrificar uma máquina em movimento. Sempre que o equipamento tiver visor de óleo, devemos deixar o nível até a metade do mesmo. Sempre antecipar o pedido de compra de lubrificante, evitando assim a falta do mesmo. Não colocar ferramentas, panos ou outras peças sobre as máquinas, pois os mesmos podem ser esquecidos e caírem nas partes móveis da máquina. Sempre que for lubrificar uma máquina avisar o operador da mesma, e fixar a etiqueta de “Alerta - Lubrificação”, pois pode ocorrer da máquina ser ligada, quando estiver sendo feita a lubrificação em um local perigoso (correntes, engrenagens, guias, etc.). Usar sempre um pincel para lubrificar engrenagens e correntes. Cuidado para não sujar guias e corrente onde irão passar o produto confeccionado. Sempre que possível perguntar ao responsável pela máquina se está necessitando ser lubrificada alguma parte da máquina além da lubrificação de rotina. Avisar ao responsável da máquina se notar algum problema da mesma. Em caso de dúvida procurar sempre orientação técnica.

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14. Aditivos A boa qualidade de um lubrificante não é conseguida unicamente pela escolha do óleo básico e através de sua purificação e processo de manufatura, mas também pela adição de certos compostos químicos chamados aditivos. Os aditivos são incorporados aos lubrificantes com uma variedade de propósitos e participam em grande parte na melhoria dos lubrificantes, os quais no estado natural não possuem certas características que lhes emprestam os aditivos. A idéia de adicionar algo ao petróleo para melhorar seu rendimento, foi inicialmente utilizada pelas usinas elétricas e nas locomotivas a vapor. Os óleos para cilindros a vapor “Compostos com Gordura Animal”, tais como: sebo, óleo de banha, bem como os óleos extraídos de sementes vegetais, foram os primeiros aditivos usados nos produtos de petróleo. Também os óleos de peixe foram utilizados como compostos para os óleos lubrificantes das caixas de truques de locomotivas e vagões de ferrovias. Óleos minerais já compostos com óleos de banha foram experimentados na fábrica de automóveis Nash, em 1916. Os modernos óleos lubrificantes aditivados, baseado em anos de pesquisas científicas e feitos para satisfazer a extrema solicitação das modernas máquinas e nas atuais condições de serviço, tem se tornado indispensáveis em muitas aplicações. A sempre crescente tendência de transmitir potência através de mecanismos cada vez menores em tamanho e peso trouxe um aumento de carga ao lubrificante. Novos problemas de combustão, cargas superficiais maiores, maior faixa de condições de temperaturas e grande velocidade de deslizamento em mancais e engrenagens, tudo isso submetendo o lubrificante às performances muito além de quaisquer condições abusivas e que tornou o aditivo um fator indispensável de progresso. a) Inibidores de oxidação: aumentam a vida útil do óleo e diminuem a formação de borra e verniz sobre as partes metálicas. b) Inibidores de corrosão: protegem os mancais, bem como as superfícies dos metais contra o ataque químico. c) Melhoradores antidesgaste: protegem as superfícies atritantes em operação, com uma camada finíssima de oleosidade que funciona como película restrita, protegendo as partes nos momentos críticos da partida impedindo o contato metal-metal. d) Detergentes – dispersantes: mantêm em suspensão os produtos gerados na combustão e oxidação, evitando a formação de carbono em anéis, pistões e válvulas, conservando limpa as superfícies lubrificadas. e) Agentes alcalinos: neutralizam os ácidos de oxidação dos óleos, assim eles não poderão com o lubrificante e o motor. f) Inibidores de ferrugem: eliminam a formação de ferrugem em presença da água e umidade. g) Rebaixadores do ponto de fluidez: rebaixam o ponto em que o óleo tende a solidificar em face de baixa temperatura ambiente. h) Melhoradores do índice de viscosidade: aumentam a capacidade de suportar o aumento de temperatura, sem variação muito acentuada de viscosidade. i) Agente de oleosidade: aumentam a untuosidade, ou seja, o poder lubrificante do óleo, reduzindo a fricção o engripamento e o desgaste. j) Agentes antiespumante: previnem a formação de espuma estável. Esta característica é muito importante em óleos submetidos à agitação e circulação às altas velocidades. Isto se evidencia em sistemas hidráulicos e em sistemas circulatórios de turbinas a vapor, motores de combustão interna, compressores de refrigeração, etc. k) Agentes antigotas: aumentam a adesão e coesão dos lubrificantes, dando-lhes propriedades não gotejantes. l) Emulsificadores: reduzem a tensão superficial do óleo, permitindo à água dispersar-se nele. Como exemplo de óleos de corte. m) Gorduras animais: possuem alto poder umectante para condições de lubrificação em presença de água. n) Bactericidas: previnem a queda de emulsão e o aparecimento de odores desagradáveis devido ao desenvolvimento de bactérias. É usado como aditivo nos óleos emulsionáveis. o) Agentes de extrema pressão (EP): aumentam a resistência da película lubrificante, bem como sua capacidade de suportar cargas elevadas. ��

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15. Armazenagem de lubrificantes Lubrificantes de maneira geral, não são afetados por variações climáticas, exceto por temperaturas excessivamente baixas ou altas e água. Também devem ser estocados verticalmente, sobre estrados ou ripas de madeira, de forma a não ter contato direto com o chão. Exposição de tambores ao sol direto pode ocasionar temperaturas de aproximadamente 90°C nas paredes dos mesmos e, nestes casos, devem ser estocadas em área coberta. Não há necessidade de paredes laterais, apenas um teto apoiado sobre a estrutura adequada, de forma a proteger os produtos de incidência direta dos raios solares. No caso de temperaturas abaixo de 0°C é conveniente proteger os produtos sensíveis ao congelamento. Pequenas embalagens (baldes, caixas com latas, etc.) são ainda mais sensíveis às intempéries, devendo ser armazenadas em áreas cobertas com plástico grosso ou lona impermeável. O ideal seria armazenar todos os lubrificantes em áreas cobertas, se isto for impossível os seguintes produtos nunca deverão ser guardados em áreas descobertas:    

Óleos isolantes Óleos para refrigeração Óleos brancos Graxas

16. Exemplo de tabela de controle de óleos e graxas DESCRIÇÃO GRAXA KLUBER STABURAGS GRAXA LITHOLINE (IPIRANGA) GRAXA SINTETICA GRAXA TRIBOTECBLUE ÓLEO MOBIL ÓLEO MOBIL ÓLEO MOBIL ÓLEO MOBIL ÓLEO MOBIL ÓLEO MOBILGEAR ÓLEO MOBILGEAR ÓLEO MOBILGEAR ÓLEO SINTHESCO

CÓDIGO NBU-12 EP-2

USO ROLAM. MOTORES ELÉTRICOS E ROLOS DE TINTAGEM ENGRAXADEIRAS EM GERAL

ESTOQ. CONS. SAÍDA SALDO MÍN. DIÁRIO ATUAL 02 Bd 1,5 kg 02 Bd

1,5 kg

CHEMLUB REDUTORES

03 Bd

-

LT-0 735

LUB, CENTRALIZADAIMPRESSORAS.

01 Bd

0,5 kg

DTE-BB ISO220 DTE-26 ISO68 ATF-200RDNC-0566

BARRAMENTO DE TORNO/PLAINA COMPRESSOR E SISTEMAS HIDRAÚLICOS LUBRIFIL, VARIADOR DE VELOCIDADE, EMBREAGEM EMPILHADEIRA. RETÍFICA CILÍNDRICA

01 Bd

0,1 l

03 Bd

-

01 Bd

0,1 l

02 Bd

1,5 l

PRENSAS, BORRACHEIRAS

01 Tb

1,5 l

CAIXA RED. DAS PRENSAS, REDUTORES. FORMADORAS, BNA E CURLINGADEIRA. PRENSAS, BORRACHEIRAS

02 Tb

1,5 l

06 Bd

0,5 l

10 Bd

15 l

02 Bd

0,5 l

DTE-24 ISO32 DTE FM 320 632-ISO320 629-ISO150 627-ISO100

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ESTEIRA, ESTUFAS LITOGRÁFICAS.

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OLEO MOBILGREASE OLEO MOBILGREASE GRAXA PARALIQ DESPLASTIC SERRACLEAN CLARUS KEEPEL MICRO ÓLEO FLUIDO QUIMATIC RADIEX BD FORTE BD OIL

FM 101

LUB, CENTRALIZADA

02 Bd

1,5 l

FM 102

LUB, CENTRALIZADA

01 Tb

1,5 l

GA 351

LUBRIFIL

02 Bd

1,5 l

LCS 43

IMPERMEABILIZANTE DESENGRAXANTE

06 Bd 10 Bd 02 Bd

0,5 l 15 l 0,5 l

02 Bd 01 Tb

1,5 l 1,5 l

02 Tb 06 Bd

1,5 l 0,5 l

10 Bd

15 l

M1 DESENGRIPANTE OSG MAX CONFECÇÃO DE ROSCAS TAP 3 R1922 REFRIGERADORES ÓLEO EMULSIONÁVEL PARA MÁQ. OPERATRIZES 30 PLUS ÓLEO EMULSIONÁVEL PARA MÁQ. OPERATRIZES

A tabela de controle de óleos e graxas tem como objetivo apresentar todos os lubrificantes utilizados por uma determinada empresa. Sendo descrito as seguintes informações em cada coluna: Coluna 1 – Denominação do lubrificante utilizando a nomenclatura fornecida pelo fornecedor, Coluna 2 – Código do lubrificante, facilitando a correta informação ao departamento de compras, Coluna 3 – Utilização do lubrificante, facilitando o controle de quais lubrificantes para quais setores, Coluna 4 – Estoque mínimo, quantidade mínima de lubrificante em estoque. Este número quando atingido deverá gerar imediatamente um pedido do lubrificante Coluna 5 – Determinação do consumo diário de óleo lubrificante Coluna 6 – Saída de lubrificante Coluna 7 – Saldo atual de lubrificante em estoque. 17. Manuseio e rejeito de embalagens Embalagens usadas não podem ser pressurizadas para se expelir o seu conteúdo residual, devido ao risco de explosão. Qualquer embalagem que tenha contido anteriormente derivados do petróleo deve ser eliminada de forma segura, de preferência vendida à recondicionadores locais. Caso o consumidor deseja reaproveitar essas embalagens, deverá lavá-las após então poderá usá-las para recolher lixo, guardar peças, estopas, panos de limpeza, etc. os rótulos das embalagens devem ser mantidos legíveis, a fim de servirem como guia de segurança. É muito perigoso proceder a modificações nessas embalagens usando maçaricos de oxi-acetileno, martelos, talhadeiras, etc. devido ao risco de explosão. 18. Lubrificantes usados Lubrificantes usados podem conter as mais diversas impurezas, que não estavam presentes no lubrificante novo, e as quais representam sérios riscos à saúde. Não é possível especificar a presença ou ausência de impurezas nocivas no lubrificante usado; elas dependem essencialmente de todo o período de uso do lubrificante e, por precaução, o contato de lubrificantes usados com a pele deve ser evitado. Deve ser evitado a contaminação do solo e redes de água com lubrificantes usados. O rejeito deve ser feito através de venda a recondicionadores devidamente cadastrados no CNP e no órgão controlador do Meio Ambiente Local, quando for o caso. Deverá ter um ambiente adequado ou um tanque coberto para a coleta dos lubrificantes usados. Nos casos onde o derrame é inevitável, deverá haver um ��

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coletor ou unidade de tratamento de efluentes para evitar a contaminação do mar, rios, canais, redes de água potável ou escoamento de águas pluviais, esgotos, etc. 19. Dicionário de Conceitos de Lubrificação CONCEITO Aditivos

EXPLICAÇÃO Matérias que são adicionadas em pequenas quantidades aos lubrificantes, para melhorar a capacidade destes. Aglutinante O componente não volátil de tintas e vernizes, que na formação de filme liga as matérias sólidas entre si, e ainda proporciona a aderência ao material portante. Atrito Resistência contra o deslizamento de duas superfícies entre si. Bissulfeto de molibdênio Um lubrificante sólido. (MoS2) Carga de solda Indicação de capacidade de sustentar pressão de um lubrificante, em (soldagem) Newton (N). A carga sob a qual de movimentação de corpos de ensaio um contra o outro, o filme lubrificante quebra, soldando ambos os corpos de ensaio. A carga, que se situa antes da carga de solda, se chama carga de validade. Carga de validade (real) Indicação sobre a resistência à pressão de um lubrificante. Aquela carga máxima, onde ainda não ocorre uma quebra do filme lubrificante, e com isto nenhuma soldagem do corpo de ensaio (indicação em Newton). Coeficiente de atrito Relação da força de atrito entre duas superfícies para a força que atua verticalmente sobre as superfícies. Colóide Pequenas partículas (10-5 até 10-7 cm) em um líquido, que se comporta como uma solução (sem precipitação). Compound Óleo de silicone engrossado com bióxido de silício com consistência de graxa. Consistência Dureza de uma graxa lubrificante, também: plasticidade, ductilidade, elasticidade, qualidade de uma graxa de contrapor uma resistência interna a uma força deformante. Densidade A densidade é a relação da massa em gramas de uma matéria para com o seu volume em cm³ Densidade = massa/volume = (g) /cm³ (Se um óleo tem a densidade = 0,900 g/cm³, isto significa que 1000 cm³ (1 litro) deste óleo pesam 900g). Desgaste Desgaste mecânico no deslizamento de duas superfícies, uma contra a outra. Efeito sinergético Efeito simultâneo de dois ou mais componentes, onde as características individuais não só se adicionam, mas multiplicam. Emcor Exame quanto à proteção contra corrosão de graxas lubrificantes em rolamentos na presença de água: oito rolamentos de esferas enchidos com graxa operam em água durante cerca de 7, respectivamente 21 dias. Avaliação dos anéis quanto à corrosão de 0-5 (0 = sem corrosão; 5 = corrosão muito forte). Ensaio de borrifação de Indicação da corrosão de chapas de aço sob influência de névoa de sal (Salt-Spray) sal. Chapas de aço são cobertas com lubrificantes e expostos numa câmara fechada a uma névoa de sal. É medido o número de horas até a ocorrência de um determinado grau de corrosão.

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Ferrugem de ajustagem Ferrugem que ocorre em ajustagens, ou melhor: desgaste de atrito, que ocorre em ajustagens e assentos devido a oscilações com amplitude muito reduzida e alta freqüência. Geralmente, partículas muito pequenas de desgaste de ferro se transformam com oxigênio em ferrugem, o que finalmente causa um engripamento das ajustagens. Outro fenômeno desvantajoso de ferrugem de ajustagem é uma rápida fadiga material do aço, que facilmente poderá causar quebras (a ferrugem de ajustagem pode ser evitada com alta efetividade por meio da separação dos dois parceiros metálicos, por exemplo, por meio de lubrificantes sólidos). Graxa Lubrificante plástico: óleo engrossado, por exemplo, com sabão. Sistema de duas fases: meio de engrossamento com meio líquido capaz de lubrificar. Graxa de complexo

sabão Graxa lubrificante engrossada com uma combinação de um sabão com um ácido orgânico de longa corrente e um sal de ácido orgânico de curta corrente.

Lítio

Metal alcalino, cujo hidróxido, conjuntamente com ácidos orgânicos, é usado para a fabricação de sabões de lítio, como engrossador, para graxas lubrificantes.

Lubrificante

Matéria que reduz o atrito entre duas superfícies deslizantes uma contra a outra.

Materiais sólidos

lubrificantes Matérias sólidas que são colocadas entre superfícies deslizantes uma contra a outra, para reduzir atrito e desgaste e evitar griping.

Medições de viscosidade Viscosidades podem ser medidas em vários aparelhos de medição (viscosímetros). Indicação da unidade: grau Engler (°E) ou Centistokes (cSt), (mm²/segundo). Decisivo para a medição da viscosidade é a indicação da temperatura de medição, porque a viscosidade depende muito da temperatura (óleos frios são tenazes no fluir, óleos quentes se tornam mais líquidos). Meio de engrossamento Em geral são sabões de metal (engrossados com sabão), mas também meios de inchar anorgânicos, ou orgânicos (não engrossados com sabão, como por exemplo, gel silícico, bentone, poliureias, PTFE, etc.). Momento de soltura

O efeito de alavanca atuante transformado em movimento giratório, para soltar uma união de rosqueamento (parafuso).

Momento de torque

A força de alavanca atuante transformada em movimento giratório, para fixar uma união de parafusamento.

Newton

Indicação para uma força (carga), 10 Newton = 1 kg.

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Óleos sintéticos

Ao contrário de óleos minerais, são óleos sinteticamente produzidos. Óleos de síntese geralmente têm bom comportamento de temperatura-viscosidade, reduzida tendência de coqueficação, baixo ponto de solidificação, alta resistência ao calor e boa durabilidade química.

Pastas

Combinação de lubrificantes sólidos com óleo, para aplicação de finos filmes lubrificantes.

Penetração

Uma medida que caracteriza a moleza ou dureza de uma graxa. Mede-se a profundidade de penetração de um cone de chapa normalizado em uma amostra de graxa (quanto mais alta a penetração, mais mole é a graxa).

Penetração em repouso Consistência de uma graxa ou uma pasta no estado de repouso, ou seja: no estado em que foi fornecida. Penetração trabalhada Sob exigência mecânica, graxas lubrificantes freqüentemente alteram a sua consistência. Por isto, a indicação da penetração de apisoamento é mais racional. A penetração do apisoamento é a consistência de uma graxa lubrificante no estado bem mexido, pronta para o uso. Peso específico

Peso de um mililitro de uma substância em gramas.

Ponto de auto-ignição

É a temperatura, na qual ocorre auto-ignição de um óleo, ou seja: sem a presença de uma chama.

Ponto de gota

A temperatura, na qual uma graxa se torna tão líquida que uma gota de graxa cai da abertura do aparelho de ensaio. O ponto de gotejamento é uma indicação de temperatura, na qual uma graxa flui para fora do mancal ou do rolamento.

Ponto de inflamação

O ponto de inflamação é a temperatura mais baixa, na qual com o aquecimento acima da superfície do óleo sob exame, se formam tantos vapores combustíveis, que estas se inflamam brevemente na aproximação de uma chama.

Ponto de queimação

O ponto de queimação é a temperatura, na qual o óleo a ser examinado continua queimando após a inflamação (ele se situa cerca de 40-50°C acima do ponto de inflamação).

Ponto de solidificação

O ponto de solidificação de um óleo é a temperatura em graus Celsius, onde o óleo, devido a um contínuo esfriamento, acaba de perder a capacidade de fluir. A solidificação do óleo é causada pela precipitação de cristais de parafina.

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Ponto de turvação

É a temperatura de um óleo, onde, durante o esfriamento, ocorre uma visível separação (turvamento) de parafina. O ponto de turvamento (turvação) ocorre antes de ser alcançado o ponto de solidificação.

Pressão de escoamento É uma medida para a consistência de uma graxa lubrificante e o seu comportamento de fluxo em diversas temperaturas. Trata-se da pressão necessária para pressionar uma quantidade de graxa lubrificante para fora de um bico de ensaio sob condições especificadas. Quimicamente inerte

Lubrificante, que não reage com determinadas outras substâncias.

Resistência à água de O comportamento de graxas lubrificantes em relação à água é de uma graxa importância para a utilização para lubrificação de rolamentos. Necessita-se ou de uma graxa lubrificante que repele a água (constante na água) ou uma neutralizante da água (emulsionante). Resistência ao frio

Indicações para a resistência ao frio são o ponto de turvamento e o ponto de solidificação.

Resistência contra Resistência contra fenômenos de envelhecimento que podem ocorrer envelhecimento devido a influências como absorção de oxigênio, superaquecimento, presença de determinados metais como cobre, o chumbo; luz. Por meio de determinados aditivos (antioxidantes), a resistência contra envelhecimento poderá ser aumentada. Resistência oxidação

contra Força de resistência de combinações de hidrocarbonetos contra uma composição com oxigênio.

Sabão na lubrificante

graxa Combinação de um ácido graxo com um hidróxido de metal. Pela escolha, do ácido graxo e do hidróxido de metal (cálcio, lítio, alumínio), a característica do sabão pode ser alterada na direção de resistência à água, resistência à temperatura. O sabão tem a função de uma esponja, que deve segurar o óleo. A proporção de sabão na graxa oscila entre 5% e 30%.

Silicone

Polímeros com boa resistência contra temperatura e oxidação, que também são usados como lubrificantes para temperaturas altas e baixas.

Silicones de flúor

Silicones que possuem átomos de Flúor na molécula.

Solvente

É um líquido que pode dissolver matérias e assim resulta em um produto homogêneo.

Suspensão

Uma distribuição uniforme e estável de matérias sólidas num líquido, onde as matérias sólidas não são dissolvidas pelo líquido.

Tribologia

A ciência e técnica das superfícies atuantes entre si em movimento relativo e dos problemas resultantes disto.

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Valor DN

Indicação da velocidade do rolamento.

Verniz deslizante

Suspensões de lubrificantes sólidos finamente divididos em solventes e meios de ligação orgânicos, que após a aplicação resultam num filme totalmente seco de lubrificante sólido.

Viscosidade de um óleo Sob viscosidade ou tenacidade de um líquido entende-se a resistência, que as moléculas de um líquido contrapõem a um deslocamento entre si. Esta resistência também é denominada atrito interno. Viscosidade dinâmica

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A medida para determinar, que resistência interna o óleo lubrificante contrapõe ao fluxo (por exemplo: fluxo através de tubulações, fluxo na fenda de lubrificação).

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20 - Bibliografia PRO – Tec Projetista de Máquinas Universidade Shell – Shell Lubrificantes Lubrificação Promax – Bardhal Lubrificantes & Lubrificação Industrial RONALD P. CARRETEIRO PEDRO NELSON A. BELMIRO Elementos de Máquinas - Vol. 2, Gustav Niemann

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21 – Exercícios: Responda as perguntas a seguir com base no material fornecido e discussões realizadas em sala de aula. 1) O que você entende por lubrificação? 2) Classifique os lubrificantes de acordo com a sua origem. 3) Quais os tipos de lubrificação? 4) O que é viscosidade? 5) De qual maneira classificamos os óleos? 6) Dê um conceito de graxa. 7) O que é ponto de gota? 8) De qual maneira classificamos as graxas? 9) Como podemos ter uma lubrificação eficiente em mancais de deslizamento? 10) Descreva três itens importantes na elaboração das fichas de lubrificação de máquinas. 11) O que são aditivos? Dê três exemplos. 12) Como devemos armazenar os lubrificantes? 13) O que devemos fazer com lubrificantes usados?

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MÓDULO 2 - TRANSMISSÕES 1. Polias Roda que gira em torno de um eixo e cujo aro é projetado para receber um elemento flexível como correias, cabos, correntes, cordames, etc., a fim de transmitir a transmissão de um movimento. 2. Tipos de polias No caso de polias para correias o tipo de polia será determinado pelo tipo de correia assentada na mesma. Elas podem ser planas, trapezoidais ou dentadas. Vários são os tipos de polias empregadas, assim como os materiais usados na confecção das mesmas. Destaca-se, no entanto, a forma da superfície externa da polia, ou seja, a área de contato com a correia. Esse detalhe depende da seção transversal da correia. Se for usada a correia plana, a polia será também plana, podendo ou não conter frisos laterais. Observe que a rigor, a superfície da polia não é totalmente plana, na maioria dos casos, apresenta, partindo-se da linha de simetria, uma dupla conicidade, a fim de manter a correia no seu lugar, ou seja, guiada. Quanto à largura, as polias devem ser de modo geral, 10% mais larga do que as correias. Normalmente quando se tem pequenas distâncias entre eixos, onde não podemos usar engrenagens, empregam-se correias em “V” cuja seção transversal é trapezoidal. Esse tipo de correia devido ao seu formato permite altas rotações, pois a aderência se faz nas faces laterais. Neste caso, a polia deve possuir, em sua face externa, ranhuras onde deverão ser alojadas as correias (que podem ser em número superior a um). Deve-se fazer com que as ranhuras tenham profundidade superior à altura (espessura) da correia, evitando contato com o fundo da polia. As polias sincronizadoras possuem dentes de acordo com o perfil, passo e largura da correia que nela trabalhará.

Polia de aro plano

Polia de aro abaulado

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Polia escalonada de aro plano

Polia escalonada de aro abaulado

Polia com guia

Polia em “V” múltipla

Polia em “V” simples

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3. Material para polias Os materiais que se empregam na construção de polias são ferro fundido (o mais utilizado), aços, ligas leves, e materiais sintéticos. A superfície da polia não deve apresentar porosidade, pois do contrário, a correia irá se desgastar rapidamente. 4. Correias Elemento de transmissão constituído por uma tira flexível sem fim, serve para transmitir por intermédio de polias, um movimento de rotação de uma árvore para outra. As correias são trapezoidais, planas e sincronizadoras, podem ser lisas, corrugadas transversalmente ou estriadas longitudinalmente a fim de aumentar sua aderência às polias, são geralmente fabricadas com elastômeros. 5. Correia trapezoidal ou correia “V” A correia trapezoidal ou “V” é inteiriça, fabricada com seção transversal em forma de trapézio feita de borracha revestida de lona e é formada no seu interior por cordonéis vulcanizados para suportar as forças de tração. Figura 2.2. Correia trapezoidal ou correia em “V”

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POLIAS RANHURADAS

DE = Ø EXTERNO DN = Ø NOMINAL DI = Ø INTERNO

TIPO A

B

C

D

E

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Ø NOMINAL

ά

ABAIXO DE 60 DE 60 A 75 DE 76 A 135 ACIMA DE 135 ABAIXO DE 90 DE 90 A 115 DE 116 A 180 ACIMA DE 180 ABAIXO DE 125 DE 125 A 150 DE 151 A 205 DE 206 A 305 ACIMA DE 305 ABAIXO DE 200 DE 200 A 255 DE 256 A 330 DE 331 A 430 ACIMA DE 430 ABAIXO DE 300 DE 300 A 405 DE 406 A 610 ACIMA DE 610

30° 32° 34° 38° 30° 32° 34° 38° 30° 32° 34° 36° 38° 30° 32° 34° 36° 38° 32° 34° 36° 38°

W

S

E

13

16

10

12.5 3.3

17

19

13

17.5 4.2

23

25 17.5

32

37

22

H

23

X

5.7

28.5 8.1

38 45 28.5 33.5 9.6

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Há cinco tipos de correias “V” industriais numa grande variedade de comprimentos padronizados conforme tabelas de fornecedores. Abaixo temos as dimensões dos perfis padronizados.

Tipos de correias “V”. As seções maiores são para as transmissões pesadas e, as menores para as transmissões leves. Se correias de pequena sessão fossem usadas em transmissões pesadas, uma excessiva quantidade de correias seriam necessárias, devido á sua baixa capacidade de transmissão em HP. 6. Vantagens das transmissões com correias trapezoidais ou “V”  

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Desembaraço do espaço: com as correias “V” a distância entre os eixos pode ser tão curta quanto às polias o permitem. As polias loucas (esticadoras) são eliminadas. Baixo custo de manutenção: uma fábrica acionada por correias “V”, não tem roubada a atenção de seus engenheiros pelas interrupções provocadas pelos rompimentos e escorregamentos das correias comuns. Absorvem choques: absorvem choques produzidos por engrenagens, êmbolos, freios, etc. São silenciosas: podem ser aplicadas em hospitais, auditórios, escritórios e instalações similares porque não possuindo emendas nem grampos, trabalham suavemente. Não patinam: devido sua forma cônica, as correias “V” aderem perfeitamente às paredes inclinadas das polias e asseguram velocidades constantes, dispensando o uso de pastas adesivas que sujam as máquinas e pisos. Poupam mancais: funcionando com baixa tensão, não traz sobrecarga aos mancais. Instalação fácil: as correias “V” oferecem mais facilidade de instalação que as correias comuns, podendo trabalhar sobre as polias de aros planos. Alta resistência à tração e flexão: por isso proporcionam longa durabilidade em trabalho ininterrupto. Permitem grandes relações de transmissões: devido à ação de cunha das correias “V”, sobre as polias ranhuradas, uma transmissão pode funcionar com um pequeno arco de contato sobre a polia menor, permitindo alta relação de velocidades e, em conseqüência, motores de altas rotações e baixos preços. Limpeza: não necessitando de lubrificantes, como acontece nas transmissões por engrenagens ou correntes, as correias “V” proporcionam, às instalações e máquinas, o máximo de limpeza.

7. Relação de transmissão Na transmissão por polias e correias, para que o funcionamento seja perfeito, é necessário obedecer alguns limites em relação ao diâmetro das polias e o número de voltas pela unidade de tempo. Para estabelecer estes limites precisamos estudar as relações de transmissão. Costumamos representar pela letra “i” a relação de transmissão. Ela é a relação entre o número de voltas das polias (n) numa unidade de tempo e os seus diâmetros. A velocidade tangencial (v) é a mesma para as duas polias, e é calculada pela fórmula: ��

��

V = π . D . n Como as duas velocidades são iguais, temos: V1 = V2

π.

D1 . n1 = π. D2 . n2

D1 . n1 = D2 . n2 ou

Portanto:

i=

n1 n2

=

n1 n2

=

D 2 D1

=i

D 2 D1

Onde: D1 = diâmetro da polia menor D2 = diâmetro da polia maior n1= número de rotações por minuto (RPM) da polia menor n2 = número de rotações por minuto (RPM) da polia maior Na transmissão da correia plana, a relação de transmissão (i) não deve ser maior do que seis, e na transmissão por correia trapezoidal esse valor não deve ser maior do que dez. 8. Montagem e manutenção de correias “V” As transmissões que utilizam correias em “V” adequadamente calculadas, garantem uma elevada segurança de funcionamento e uma prolongada duração. Contudo na prática é demonstrado que se produzem rendimentos pouco satisfatórios. Na maioria das ocasiões é falha de montagem ou manutenção. As indicações a seguir são muito importantes para um bom funcionamento das correias em “V”.  

Antes da montagem das correias, alinhar eixos e polias. Os canais das polias devem ter um perfil adequado com as correias e estarem limpos.

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Quando as correias precisam trabalhar em jogos, necessariamente devem ter o mesmo código de comprimento. Para facilitar a montagem, diminui-se a distância entre os centros. As correias devem encaixar-se nos canais das polias sem o uso de força e sem o uso de alavanca. O excesso de atrito sobre os canais das polias danifica, com muito freqüência, os cordonéis de tração. Tensionar adequadamente as correias e, passados 30 minutos da máquina em funcionamento, comprovar se a tensão continua a mesma. Se necessário, retensionála. Com isso se consegue a dilatação apropriada da correia e um completo ajuste. Deve-se repetir o processo após 4 horas de funcionamento. Os aquecimentos anormais, oscilações excessivas de correia e os ruídos são ocasionados na maioria das vezes por uma tensão insuficiente da correia. Por isso aconselha-se revisar periodicamente a transmissão e retensioná-la, se preciso. A tensão insuficiente conduz a deslizamentos e rendimentos inadequados. Em casos de transmissões de várias correias juntas, quando uma correia está danificada é necessário trocar a totalidade das correias (jogo completo). Evitar a colocação de polias tensores. Em caso de necessidade aconselha-se o uso de polias tensoras internas, cujo diâmetro mínimo deve ser igual ao diâmetro da polia menor. Utilize a correia na sua forma original, evitando o uso de pastas adesivas. As polias para correias em “V” resistem de 3 a 5 trocas de correias. Uma polia para correia em “V” está gasta quando as laterais internas dos canais das polias estiveram espelhadas; ou riscadas, ou com pequenas ondas, ou apresentarem pequenos furos, ou então quando apresentarem desníveis.

Obs.: A transmissão de força de uma correia em “V” é feita através da aderência lateral da correia na polia. 9. Correias sincronizadoras

São correias de transmissão com dentes. Trabalham em polias dentadas que se encaixam perfeitamente nos dentes da correia. Figura 2.5. Correias sincronizadoras. Do ponto de vista estrutural as correias sincronizadoras são construídas com os seguintes elementos:

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A. Elemento de tração Conjunto de cordonéis de fibra de vidro com alta resistência à tração, que constitui a alma da correia e suporta a carga. Suas principais características são: 1) Elevada resistência à carga de ruptura. 2) Alta resistência à fadiga por flexão. 3) Ótimo poder de adesão ao corpo da correia. B. Corpo da correia Elemento constituído por composto de excelente qualidade e elasticidade, a base de borracha sintética (policloropreno) que envolve o elemento de tração e define o perfil dos dentes da correia. Suas principais características são: 1) Excepcional resistência à fadiga. 2) Resistência ao calor e ao ozona. 3) Resistência aos óleos lubrificantes. 4) Ausência de deformação com o tempo. C. Revestimento da superfície interna de contato Elemento constituído por material de nylon, fortemente aderido ao corpo, de elevado poder auto lubrificante. Suas principais características são: 1) Excepcional resistência à abrasão. 2) Baixo coeficiente de atrito. 3) Elevado rendimento de transmissão 4) Ótima durabilidade da correia e da polia. 10. Vantagens das correias sincronizadoras  

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  

Ausência de escorregamento: é conseqüência do encaixe entre os dentes da correia com os sulcos da polia, resultando em um acionamento de elevado rendimento. Baixo tensionamento: o tensionamento inicial é mínimo, por não necessitar de atrito para transmitir a força, reduzindo-se assim as cargas nos rolamentos e mancais aumentando a durabilidade do sistema. Transmissão de potência: grande capacidade de transmissão de força, abrangendo desde reduzidos valores até potências elevadas (HP ou KW). Rotação: podem trabalhar numa faixa de 0 a 4800 metros por minuto. Obs.: para polias de ferro fundido, a velocidade periférica não deve ultrapassar a 1980 metros por minuto. Ausência de manutenção e lubrificação: não necessitando de retensionamento, graças à construção da correia com cordonéis de fibra de vidro, que são inextensíveis, a superfície de contato, revestida com tecido de nylon previamente tratado que o torna auto lubrificante, elimina por completo a manutenção e a lubrificação do acionamento. Relação de velocidades: permitem transmissões com acentuadas relações de velocidade. Projeto leve e compacto: com correias sincronizadoras podemos obter objetos leves e compactos, referindo em um menor custo final do equipamento. Ausência de vibração: sendo a velocidade transmitida uniformemente e não havendo variação do diâmetro primitivo, como ocorre nas correias “V” e nas correias planas assegura-se um acionamento com baixíssima vibração. Para a identificação de uma correia sincronizadora devemos verificar o seguinte:

   

Verificar qual é o passo da correia (que é a distância do centro de um dente ao centro de outro dente) em milímetros ou em polegadas. Verificar qual o tipo de dente (se é arredondado ou trapezoidal). Contar o número de dentes da correia (todos). Medir a largura da correia em milímetros ou polegadas.

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11. Bibliografia Elementos de Máquinas - Vol. 2 Gustav Niemann

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12. Exercícios 1) Conceitue polias. 2) Qual a finalidade da conicidade em polias para correias planas? 3) Conceitue correias. 4) O que são correias trapezoidais? Quais os tipos existentes? 5) Cite 5 vantagens das correias trapezoidais. 6) O que você entende por relação de transmissão? 7) Cite três procedimentos que auxiliam a montagem e manutenção das correias “V”. 8) O que são correias sincronizadoras? E quais os elementos de sua construção? 9) Cite 3 vantagens das correias sincronizadoras. 10) Como determinamos o passo de uma correia sincronizadora? 11) Determinar o diâmetro nominal: a) Ø externo = 100 mm Correia V Perfil A b) Ø externo = 97 mm Correia V Perfil B c) Ø externo = 258 mm Correia V Perfil C d) Ø externo = 305 mm Correia V Perfil C e) Ø externo = 330 mm Correia V Perfil D f) Ø externo = 128 mm Correia V Perfil A g) Ø externo = 610 mm Correia V Perfil D h) Ø externo = 151 mm Correia V Perfil D i) Ø externo = 2.1/2” Correia V Perfil A j) Ø externo = 3.1/4” Correia V Perfil A k) Ø externo = 2.3/8” Correia V Perfil A l) Ø externo = 4.5/16” Correia V Perfil A 12) Determinar o diâmetro nominal: a) b) c) d) e) f) g) h) i) j) k) l)

Ø interno = Ø interno = Ø interno = Ø interno = Ø interno = Ø interno = Ø interno = Ø interno = Ø interno = Ø interno = Ø interno = Ø interno =

100 mm Correia V Perfil A 97 mm Correia V Perfil B 258 mm Correia V Perfil C 305 mm Correia V Perfil C 330 mm Correia V Perfil D 128 mm Correia V Perfil A 610 mm Correia V Perfil D 151 mm Correia V Perfil D 2.1/2” Correia V Perfil A 3.1/4” Correia V Perfil A 2.3/8” Correia V Perfil A 4.5/16” Correia V Perfil A

FÓRMULAS: D nominal = D externo – (2 . X) D externo = D interno + (2 . H) ��

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13) Sabendo-se que uma polia gira a 197 RPM, e está ligada através de uma correia “V” perfil A, a uma polia de 48 mm de diâmetro externo, cuja rotação é de 982 RPM. Calcular o diâmetro externo necessário para se obter essa rotação mencionada (197 RPM). 14) Duas polias ligadas por uma correia tipo C possuem: 700 RPM a polia maior e 3750 RPM a polia menor. Calcular o diâmetro interno da polia menor, sabendo-se que a polia maior mede 225 mm de diâmetro externo. 15)Sabendo-se que uma polia gira a 330 RPM e está ligada a uma polia de 148 mm de diâmetro externo, cuja rotação é de 1250 RPM. Calcular o diâmetro externo para se obter essa rotação mencionada (330 RPM). Perfil A. 16) Em uma transmissão sabendo-se que uma máquina deve ser acionada por uma polia de 280 mm de diâmetro externo, ligada por uma correia V à polia motora, cujo diâmetro externo mede 153 mm e dá uma rotação de 1780 RPM. Calcular a rotação por minuto da polia acionada. Perfil D 17) Sabendo-se que uma polia gira a 200 RPM, e está ligada através de uma correia “V” perfil B a uma polia de 50 mm de diâmetro externo, cuja rotação é de 980 RPM. Calcular o diâmetro externo necessário para se obter essa rotação mencionada (200 RPM).

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MÓDULO 3 - MOLAS 1. Conceito Dispositivo elástico capaz de suportar elevadas deformações e destinado a exercer uma força quando dobrado, tracionado, comprimido ou torcido, força essa que tende a fazê-lo voltar à posição e formas originais. As molas destinam-se a absorver choques, por absorção d e energia, a produzir um movimento, por restituição de energia armazenada durante a deformação. São elementos de máquinas que se caracterizam por apresentar grandes deformações, sem que o material ultrapasse o limite elástico. As molas são normalmente submetidas a esforços de tração e compressão, flexão e torção. Atualmente empregamos materiais metálicos como aço carbono, aço liga e materiais elastoméricos. As molas têm uma vida útil. Assim, quando perderem a rigidez (pressão) ou tiverem mal aspecto, devem ser substituídas, para, entre outros fatores não provocarem batidas entre os elementos por elas separados. As aplicações mais comuns são:       

Armazenamento de cargas, Amortecimento de choques, No controle de movimentos, Distribuição de cargas, Limitação de vazão, Vedações em selos mecânicos, Extração nos processos de estampagem.

2. Tipos de molas Dividimos os tipos de molas quanto à sua forma geométrica ou segundo o modo como resistem aos esforços.  

Forma geométrica: Molas Helicoidais e Molas Planas. Resistência aos esforços: Tração, Compressão e Torção.

3. Molas helicoidais Molas que utilizamos nos esforços de tração e compressão. É a mais usada na indústria mecânica. Em geral, ela é feita de barra de aço enrolada em forma de hélice cilíndrica ou cônica. A barra de aço pode ter seção circular, retangular, quadrada, etc. Em geral a mola helicoidal é enrolada à direita. Quando a mola helicoidal for enrolada à esquerda, o sentido da hélice deve ser indicado no desenho.

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Mola helicoidal à direita

Mola helicoidal à esquerda

3.1. Mola helicoidal de compressão: esta mola ao ser comprimida por uma determinada força diminui o comprimento entre as espiras, diminuindo seu comprimento inicial. Ao aplicarmos uma força F temos H final < H inicial.

Características: De = diâmetro externo Di = diâmetro interno H = comprimento da mola d = diâmetro de seção do arame p = passo de mola n.º = número de espiras da mola

3.2. Mola helicoidal de tração: ao contrário da mola de compressão, ela possui olhais para ser tracionada por uma determinada força, aumentando o seu comprimento inicial. Quando em repouso esta mola deve voltar ao seu comprimento inicial. Ao aplicarmos uma força F temos H final > H inicial.

Características: De = diâmetro externo Di = diâmetro interno H = comprimento da mola d = diâmetro de seção do arame p = passo de mola nº = número de espiras da mola h = comprimento da mola

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3.3. Mola helicoidal de torção: está além das espiras possui dois braços de alavanca.

Características: De = diâmetro externo Di = diâmetro interno H = comprimento da mola d = diâmetro da seção de arame p = passo da mola n.º = número de espiras de mola r = comprimento do braço de alavanca a = ângulo entre as pontas da mola

4. Molas planas 4.1. Molas prato: são também utilizadas para cargas axiais, substituindo as molas helicoidais, quando houver pouco espaço. Estas molas são formadas por uma pilha de arruelas denominadas BELLEVILLE ou SCHNORR , montadas com as concavidades convenientemente dispostas. Para variar a rigidez, a flexibilidade e a capacidade de carga, basta variar o número de arruelas ou mudar sua disposição.

Características: Da =diâmetro externo Di = diâmetro do furo h = altura da mola livre s = espessura a = mola sem carga b = com carga, flexão admissível 75%. F = 0,75. h

4.2. Molas de plastiprene: estas molas são apresentadas sob forma de tarugo de uretano sólido. Estes tarugos podem ser torneados, furados e serrados para as medidas desejadas. O bom funcionamento da mola de plastiprene, deve-se a sua extraordinária capacidade de suportar carga, flexibilidade e resistência aos óleos. Sua vantagen sobre as molas de aço convencionais são:      

Não quebram de imprevisto, Possuem longa durabilidade, Desenvolvem altas pressões, mesmo com pequeno curso, São de fácil montagem nas ferramentas, Ocupam menos espaço, alojamento mais simples, Diminuem o custo de manutenção,

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Reduzem paradas na manutenção, Prolongam a vida das ferramentas, devido à possibilidade de distribuição de pressão regular.

As molas de plastiprene são fornecidas em tarugos padrão. São facilmente usinadas (torneadas, furadas e serradas), para as medidas desejadas, permitindo ao construtor de ferramentas ter sempre disponível a medida exata para cada uso específico.

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5. Representações convencionais de molas

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OBSERVAÇÕES Algumas molas são visivelmente distinguidas quanto às suas cargas de trabalho:   

Amarelo: carga média Vermelho: carga pesada Verde e Azul: carga leve

Na fabricação das molas o que é levado em consideração – custo e fatores Quais são os custos e fatores – espaço, peso, durabilidade, propriedades elásticas, atritos interno e externos.

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6. Materiais para molas Diâmetro do Fio da mola (mm) de ≤ 1,00 1,00 < até ≤ 2,00 2,00 < até ≤ 3,00 3,00 < até ≤ 4,00 4,00 < até ≤ 6,00 6,00 < até ≤ 7,50 7,50 < até ≤10,00

Corda de Piano ASTM-A-228 (SAE 1095) Serviço Mola Fechada 2 Pesado (kgf/mm ) Médio Leve (kgf/mm2) (kgf/mm2) (kgf/mm2) 70,0 90,0 105,0 115,0 60,0 80,0 90,0 100,0 54,0 74,0 85,0 92,0 51,0 70,0 80,0 86,0 -

Diâmetro do Fio da mola (mm)

2

Pesado (kgf/mm ) de ≤ 1,00 1,00 < até ≤ 2,00 2,00 < até ≤ 3,00 3,00 < até ≤ 4,00 4,00 < até ≤ 6,00 6,00 < até ≤ 7,50 7,50 < até ≤10,00 Diâmetro do Fio da (mm) de ≤ 1,00 1,00 < até ≤ 2,00 2,00 < até ≤ 3,00 3,00 < até ≤ 4,00 4,00 < até ≤ 6,00 6,00 < até ≤ 7,50 7,50 < até ≤10,00

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58,0 50,0 45,0 42,0 39,0 36,0 36,0

ASTM-A-229 (SAE 1065) Serviço Médio Leve 2 (kgf/mm ) (kgf/mm2) 77,0 87,5 67,0 74,0 60,0 68,0 56,0 64,0 52,0 57,0 50,0 56,0 49,0 55,0

Mola Fechada (kgf/mm2) 87,5 82,0 76,0 71,0 64,0 63,0 61,0

Aço Cromo Vanádio ASTM-A-231 (SAE 6150) Serviço Mola Fechada 2 Pesado (kgf/mm ) Médio Leve (kgf/mm2) (kgf/mm2) (kgf/mm2) 63,0 84,0 95,0 105,0 56,0 74,0 84,0 91,0 50,0 67,0 76,0 85,0 48,0 63,0 73,0 80,0 43,0 60,0 67,0 74,0 42,0 57,0 64,0 71,0 39,0 56,0 63,0 70,0

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7. Bibliografia

Elementos de Máquinas - Vol. 3 Gustav Niemann

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8. Exercícios 1 - Conceitue molas. 2 - Cite cinco aplicações das molas. 3 - Quais os tipos de molas existentes? 4 - Comente sobre as molas helicoidais. 5 - O que são molas prato? Quando podemos aplicá-las? 6 - Pesquise apresentando uma resenha sobre Aços para Molas contendo os seguintes tópicos: - A subdivisão das molas helicoidais. – Características mecânicas. - Fabricação e composição química. – Métodos básicos de fabricação de molas

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MÓDULO 4 - ROLAMENTOS 1. Conceito Rolamento é um elemento de máquina constituído de dois anéis concêntricos, entre os quais estão alojados os elementos rolantes como esferas, roletes e agulhas separadas entre si por uma gaiola. Tem como objetivo reduzir o atrito de escorregamento. 2. Cargas ou Esforços nos Rolamentos Os tipos de rolamentos estão classificados em função da carga ou esforços a ele solicitados. As cargas aplicadas aos rolamentos podem ser: 2.1. Radiais São cargas que incidem perpendicularmente ao eixo do rolamento CARGA RADIAL (PERIÓDICA)

CARGA RADIAL (PERIÓDICA)

ZONA DE CARGA

Carga Radial nos Rolamentos

2.2. Axiais São cargas que incidem paralelamente ao eixo do rolamento

CARGA AXIAL

ZONA DE CARGA

Carga Axial nos Rolamentos ��

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2.3. Combinadas São cargas que incidem tanto perpendicularmente como paralelamente ao eixo do rolamento. CARGA RADIAL

CARGA COMBINADA CARGA RADIAL

CARGA AXIAL

ZONA DE CARGA

Cargas Combinadas nos Rolamentos 3. Elementos Rolantes Os elementos rolantes empregados para transmitir a carga podem ser:  

Esferas Rolos

Como as esferas transmitem a carga através de uma pequena área de contato, definimos como um contato puntiforme com a pista, as mesmas não podem suportar cargas tão elevadas como os rolos, que tem um contato linear com as pistas. Por outro lado o atrito de rolamento será menor num rolamento de esferas do que num rolamento de rolos.

ESFERAS

CILÍNDRICOS

PONTO DE CONTATO

LINHA DE CONTATO

A

B

AGULHAS

ESFÉRICOS

CÔNICOS

Elementos Rolantes

Ponto e Linha de Contato

Portanto, elementos rolantes de contato puntiforme (esferas), são indicados para altas rotações e elementos rolantes de contato linear (rolos), são indicados para altas cargas.

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4 – Dimensões Principais dos Rolamentos As dimensões principais dos rolamentos, conforme indicadas na figuras abaixo, são: 1º O diâmetro do furo d , 2º O diâmetro externo D, 3º A largura B, O contorno determinante dos limites dos rolamentos, sendo estas, muito importantes quando da instalação dos rolamentos nos eixos e nos alojamentos. As dimensões principais são regulamentadas pela norma internacional (ISO 15) e a norma JIS B 1512 (dimensões principais dos rolamentos) está também de acordo com a norma internacional.

Largura 000 B mm 15 +- .120

000 25 +- .010 mm Furo d

D52

+ 000 - .013

mm Diâmetro Externo

5. Codificação de Rolamentos Como regra, o primeiro algarismo da esquerda indica o tipo de rolamento. O segundo e o terceiro indicam a série de dimensões à qual o rolamento pertence. Logo o segundo algarismo representa a série de larguras ou alturas, e o terceiro a série de diâmetros. Os três primeiros algarismos juntos formam a designação da série do rolamento. Cada rolamento, dessa forma, pertence a uma dada série de rolamentos. Finalmente os dois últimos algarismos indicam o diâmetro do furo dividido por cinco. Conseqüentemente, o diâmetro do furo do rolamento expresso em mm é obtido multiplicando-se o número formado pelos dois últimos algarismos por cinco. Esta regra se aplica aos rolamentos com diâmetros de furo compreendidos entre 20 e 490 mm. Os números de identificação dos rolamentos são designações que expressam o tipo do rolamento, as dimensões principais, a precisão dimensional e de giro, a folga interna e outras especificações, sendo constituídos pelo número básico e símbolos suplementares alfanuméricos. As dimensões principais dos rolamentos normalmente usados, em grande parte dos casos, são baseadas no plano geral das dimensões principais da norma ISO, os números de identificação destes rolamentos normais são regulamentados pela JIS B 1513 (Números de Identificação dos Rolamentos).

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6. Rolamentos para Cargas Radiais 6.1. Rolamento Rígido de uma ou duas carreiras de esferas Os rolamentos fixos de uma ou duas carreiras de esferas são entre os rolamentos, os de tipo mais representativo e atendem um extenso campo de aplicações. O canal da pista no anel interno e no anel externo apresenta um perfil lateral em arco, com raio ligeiramente maior que o raio das esferas. Além da carga radial, permitem o apoio da carga axial em ambos os sentidos. O torque de atrito é pequeno, sendo o mais adequado para aplicações que requerem baixo ruído e vibração, e em locais de alta velocidade de rotação. Neste rolamento, além do tipo aberto, existem os blindados com placas de aço, os vedados com proteção de borracha, e os com anel de retenção no anel externo. Geralmente, as gaiolas utilizadas são as prensadas de aço.

6.2. Rolamento Magneto O canal da pista do anel interno é um pouco menos profundo que o do rolamento fixo de esferas, e o diâmetro interno do anel externo no lado que se abre está cilíndrico no fundo do canal. Conseqüentemente, o anel externo é separável, sendo conveniente para a instalação do rolamento. Normalmente, duas peças deste rolamento são contrapostas nas aplicações. São rolamentos pequenos com diâmetro do furo de 4 a 30 mm, usados principalmente em pequenos geradores (Magneto), giroscópios e instrumentos indicadores. Geralmente, as gaiolas utilizadas são as prensadas de latão.

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6.3. Rolamento de Contato angular com uma Carreira de Esferas Os rolamentos deste tipo permitem o apoio da carga radial e num único sentido a carga axial. A esfera e os anéis interno e externo formam ângulos de contato de 15°, 25°, 30° ou 40°. Quanto maior o ângulo de contato maior será a capacidade de carga axial, e quanto menor o ângulo de contato melhor será para altas rotações. Normalmente, duas peças do rolamento são contrapostas e utilizadas com o ajuste da folga. Geralmente, as gaiolas utilizadas são as prensadas de aço, mas para os rolamentos de alta precisão com ângulo de contato menor que 30°, são utilizadas principalmente, as gaiolas de poliamida.

CERTO

ERRADO

Cargas nos rolamentos de uma carreira

6.4. Rolamento de Contato Angular com duas carreiras de esferas Os rolamentos de duas carreiras de esferas de contato angular possuem a configuração básica de duas peças do rolamento de uma carreira de esferas de contato angular dispostas costa a costa, em que os anéis internos e externos estão cada qual integrados numa única peça. Conseqüentemente, têm a capacidade de apoiar a carga axial em ambos os sentidos.

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6.5. Rolamento de Esferas de Quatro Pontos de Contato Os rolamentos de esferas de quatro pontos de contato possuem o anel interno bipartido num plano perpendicular ao centro do eixo e são rolamentos de uma carreira de esferas de contato angular com os anéis internos e externos separáveis. Permitem apoiar a carga axial em ambos os sentidos com uma única peça. O ângulo de contato formado pela esfera e os anéis interno e externo é de 35°. Com uma peça deste rolamento pode-se substituir a combinação face a face ou costa a costa do rolamento de esferas de contato angular. Geralmente, as gaiolas utilizadas são as usinadas de latão. 6.6. Rolamento Autocompensador de duas Carreiras de Esferas O anel interno possui duas pistas e a pista do anel externo é esférica. O centro do raio que forma esta superfície esférica é coincidente ao centro do rolamento, conseqüentemente, o anel interno, as esferas e a gaiola inclinam-se livremente em relação ao anel externo. Os erros de alinhamento que ocorrem devido aos casos como o do desvio na usinagem do eixo e alojamento, e as deficiências na instalação são corrigidos automaticamente. Além disso, existem também os rolamentos de furo cônico que são fixados através de buchas.

Rolamentos autocompensadores de esferas

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6.7. Rolamento de Rolos Cilíndricos Rolamentos de construção simples em que os rolos de forma cilíndrica estão em contato linear com a pista. Possuem uma grande capacidade de carga, principalmente, apoiando a carga radial. Como o atrito entre os corpos rolantes e o rebordo do anel é reduzido, são adequados para altas rotações. Em função da existência ou não de rebordos nos anéis, há os tipos NU, NJ, NUP, N e NF para os de uma carreira, e os tipos NNU e NN para os rolamentos de duas carreiras. O anel interno e o anel externo são separáveis em todos os tipos. Os tipos de rolamentos de rolos cilíndricos que não têm o rebordo no anel interno ou no anel externo, por permitirem o movimento relativo entre o anel interno e o anel externo na direção axial, são utilizados como rolamentos lado livre. Os rolamentos de rolos cilíndricos que possuem rebordos nos dois lados de um dos anéis, interno ou externo, e um rebordo no outro anel, podem apoiar a carga axial de certo grau em um sentido. Os rolamentos de duas carreiras de rolos cilíndricos têm uma alta rigidez em relação a carga radial, e são usados principalmente em fusos de máquinas-ferramentas. As gaiolas normalmente usadas são as prensadas de aço e as usinadas de latão, há também uma parcela com gaiolas de poliamida.

N

NU

NJ

NF

NC

NP

NUP N

Vários tipos de rebordos nos anéis

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NU

NF

NJ

NUP

Tipos de rolamentos de uma carreira de rolos cilíndricos

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6.8. Rolamento de Rolos Agulha Nos rolamentos de rolos agulha são inseridos um grande número de rolos finos e alongados com comprimento de 3 a 10 vezes o diâmetro. Conseqüentemente, com a reduzida proporção do diâmetro externo em relação ao diâmetro do círculo inscrito dos rolos, possuem capacidade de carga radial comparativamente maior. Existem vários tipos de rolos agulha, como os de anel externo estampado em chapa de aço especial, os sólidos de anéis usinados, as gaiolas com os rolos e sem anéis, os rolos comando, etc. Além disso, existem tipos e classificações como: com anel interno e sem anel interno ou com gaiola e sem gaiola. Nos rolamentos com gaiola são usadas, principalmente, as gaiolas prensadas de aço.

6.9. Rolamento Autocompensadores de Rolos Rolamentos formados pelo anel interno com duas pistas, anel externo com pista esférica e os rolos coma superfície de rolagem esférica. Devido ao centro da pista esférica do anel externo ser coincidente ao centro do rolamento, permite o auto-alinhamento como os rolamentos autocompensadores de esferas. Conseqüentemente, quando houver erros de alinhamento em eixos e alojamentos ou flexão do eixo, são automaticamente ajustados, fazendo com que não ocorram cargas anormais no rolamento. Os rolamentos autocompensadores de rolos permitem o apoio da carga radial e em ambos os sentidos a carga axial. A capacidade de carga radial é grande e são adequados para aplicações com cargas pesadas e cargas de choque. Os rolamentos com furo cônico podem ser instalados diretamente no eixo cônico ou podem ser instalados no eixo cilíndrico pela utilização das buchas de fixação ou de desmontagem. As gaiolas normalmente utilizadas são as prensadas de aço, as usinadas de latão e as de poliamida.

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6.10. Rolamento de Rolos Cônicos Os rolos cônicos trapezoidais inseridos como corpos rolantes são guiados pelo rebordo maior do anel interno. De grande capacidade de carga permitem o apoio da carga radial e num único sentido a carga axial. A série HR com os rolos numericamente e dimensionalmente aumentados possui uma alta capacidade de carga. Em geral, igualmente ao rolamento de esferas de contato angular, duas peças do rolamento são usadas contrapostas. Neste caso, em função do ajuste do espaçamento entre os anéis internos ou entre os anéis externos na direção axial, permite-se selecionar a folga interna adequada. O anel interno (cone) e o anel externo (capa) podem ser instalados independentemente por serem separáveis. Conforme o ângulo de contato estão classificados em: ângulo normal, ângulo intermediário e ângulo grande. Na classificação pelo número de carreiras, há também os rolamentos de duas e de quatro carreiras de rolos cônicos. Geralmente, as gaiolas utilizadas são as prensadas de aço.

CARGA RADIAL

CAPA GAIOLA

ROLO CONE

Efeitos da carga radial nos rolamentos de rolos cônicos

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7. Rolamentos para Cargas Axiais: 7.1. Rolamento Axial de Esferas de Escora Simples e Rolamento Axial de Esferas de Escora Dupla Os rolamentos axiais de esferas são constituídos por anéis em configuração de arruelas com canal e gaiolas com as esferas embutidas. O anel a ser instalado no eixo é denominado de anel interno e o anel a ser instalado no alojamento é denominado de anel externo. Nos rolamentos de escora dupla, o anel central (anel intermediário) é o instalado no eixo. Os rolamentos axiais de esferas de escora simples suportam a carga axial em um sentido e os rolamentos de escora dupla suportam a carga axial em ambos os sentidos. Nos rolamentos pequenos são usadas, principalmente, as gaiolas prensadas de aço e nos rolamentos grandes as gaiolas usinadas.

7.2. Rolamento Axial Autocompensador de rolos Rolamentos axiais em que os rolos trapezoidais são dispostos superfície de rolagem. O rolamento possui auto-alinhamento em virtude externo ser esférica. A capacidade de carga axial é elevadíssima e quando axial permite a aplicação de cargas radiais moderadas. As gaiolas utilizadas de aço ou as usinadas de latão.

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obliquamente na da pista do anel estiver sob carga são as prensadas

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8. Bibliografia SHIGLEY, Joseph Edward; Projeto de Engenharia Mecânica, ed. Bookman, Porto Alegre, 2005. PROVENZA, Francesco. Desenhista de Máquinas- 46 ed. São Paulo: F Provenza 1991. NIEMANN,G.; Elementos de máquinas, Ed. Edgard Blucher, vol 1, 2 e 3, São Paulo 1976. ZAMPESE, B. ; Dimensionamento, ed. do Grêmio Politécnico, São Paulo 1986. MELCONIAN, Sarkis;Elementos de Máquinas, 3 ed., livros Érica Editora Ltda., São Paulo, 1995. RESHETOV; Machine Design, Mir Moscow, 1978. NORTON, R. L.; Machine Design, 2a ed., Prentice-Hall Inc, New Jersey, 1998. SKF NSK,INA -, CATÁLOGO DE ROLAMENTOS MANFÉ ,Giovanni; POLZA, Rino; SCARATO, Giovanni; DESENHO TÉCNICO MECÂNICO , VOL 1,2 e 3. São Paulo ed. Hemus 1977. AGOSTINHO, RODRIGUES E LIRANI ; TOLERÂNCIAS, AJUSTES, DESVIOS E ANÁLISES DE DIMENSÕES, EDITORA EDGARD BLÜCHARD, 1995. FAIRES, Virgim, M. Elementos Orgânicos de Máquinas, vol1. Ed. Livros técnicos e Científicos, 1966. PROVENZA, Francesco. Projetista de Máquinas. 71 reimpr. São Paulo: F. Provenza, 1996.

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9. Exercícios 1 - Como se classificam os rolamentos? 2 - Que tipos de contato temos nos rolamentos? 3- Quando usamos rolamentos de agulhas? 4 - Como funcionam os rolamentos autocompensadores? 5 - O que são mancais de rolamentos? 6 - O que levamos em consideração para optarmos no uso de graxa ou óleo para lubrificação dos mancais? 7 - Quando usamos rolamentos com furos cônicos? Qual a sua vantagem? 8 - Como se classificam as gaiolas? Qual sua função? 9 - O que você entende por esforço axial, radial e de escora. 10 - Encontre a denominação para os seguintes rolamentos em função das seguintes dimensões: a) Rolamento fixo de uma carreira de esferas, com dupla blindagem de aço. d = 12 mm, D = 28 mm, B = 8 mm. b) Rolamento fixo de uma carreira de esferas, com uma blindagem de borracha nitrílica. d = 45 mm, D = 75 mm, B = 16 mm. c) Rolamento fixo de uma carreira de esferas com uma blindagem de metal e com anel de retenção. d = 85 mm, D = 150 mm, B = 28 mm. d) Rolamento de contato angular de uma carreira de esferas. d = 55 mm, D = 120 mm, B = 29 mm. e) Rolamento de quatro pontos de contato. d = 60 mm, D = 130 mm, B = 31 mm. f) Rolamento de contato angular de duas carreiras de esferas com folga radial C3. d = 40 mm, D = 80 mm, B = 30.2 mm. g) Rolamento auto compensador de duas carreiras de esferas com dupla blindagem de borracha nitrílica. d = 12 mm, D = 32 mm, B = 14 mm. h) Rolamento de rolos cilíndricos com anel interno desmontável. d = 17 mm, D = 40 mm, B = 16 mm. i) Rolamento de rolos cônicos. d = 50 mm, D = 90 mm, B = 23 mm, C = 19 mm, T = 24.75 j) Rolamento de rolos cônicos d = 70 mm, D = 110 mm, B = 37 mm, C = 29 mm, T = 37 k) Rolamento axial de esferas de escora simples. dw = 25 mm, dg= 26 mm, Dw = 42 mm, Dg = 42mm ��

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l) Rolamento axial de esferas de escora dupla. dw = 55 mm, dg= 65 mm, Dg = 100 mm, H = 47. m) Gaiola de agulhas com duas carreiras de agulhas. F = 28 mm, E = 33 mm, Bk = 17 mm. n) Rolamento de agulhas sem anel interno. d = 16 mm, D = 24 mm, B = 16 mm. 11 - Marque verdadeiro ou falso: ( ) Mancais radiais suportam a carga dos eixos que atuam paralelamente no sentido da rotação. ( )Mancal de escora é quando somamos as cargas radiais e axiais. ( )Mancais são peças de formato circular destinadas a escorar ou apoiar eixos. ( )Os rolamentos de rolos cônicos são divididos em uma ou duas carreiras ou combinados. ( )Os rolamentos axiais de esferas são de escora simples ( )As blindagens dos rolamentos podem ser de metal ( ZZ ) ou borracha (2RS) 12 - Relacione os elementos de máquinas de acordo com suas características: 1- Rol. de agulha 2- Rol. rolos cônicos 3- Mancal de rolamento 4- Carga radial 5- Carga axial 6- Classificação dos rol. 7- Esferas 8- Rolos 9- Rol. com furos cônicos 10- Gaiola 11- Rol. auto compensador

( ) espaço radial é reduzido ( ) transmitem a carga pelo contato puntiforme ( ) Recomendado para cargas radiais e axiais ( ) Mantém os corpos rolantes espaçados na distância correta ( ) Transmitem a carga pelo contato linear ( ) Indicados para compensar desalinhamentos de montagem ou proveniente de erros de usinagem ( ) Esferas ou Rolos e quanto à carga radiais e axiais ( ) esforço no sentido do eixo ( ) tem um elemento rolante no lugar de bucha ( ) São conhecidos como rolamentos INA ( ) São montados com buchas cônicas, aranha e porca. ( ) Comprimento de 3 a 10 vezes o diâmetro ( ) Transmitem a carga pelo contato puntiforme 13 – Assinale a alternativa correta O rolamento mais comum para suportar pequenas e grandes cargas axiais com rotações elevadas é chamado: a) ( b) ( c) ( d) (

) rolo axial de esfera e rolo cônico; ) rolamento fixo de uma carreira de esferas; ) rolo cilíndrico e rolo cônico; ) autocompensador com duas carreiras de rolos.

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Para cargas axiais somente em um sentido, usa-se o seguinte rolamento: a) ( b) ( c) ( d) (

) autocompensador com duas carreiras de rolos; ) autocompensador de esferas e de carreira de rolos; ) fixo de uma carreira de esferas; ) de contato angular de uma carreira de esferas.

Para compensar possíveis desalinhamentos ou flexões do eixo, deve-se usar o seguinte rolamento: a) ( b) ( c) ( d) (

) rolo cilíndrico ou cônico; ) autocompensador de esferas; ) autocompensador com carreiras; ) autocompensador sem carreiras.

Para serviços com elevadas cargas paralelas ao eixo, o rolamento mais adequado é: a) ( b) ( c) ( d) (

) autocompensador com duas carreiras de rolos; ) autocompensador com esferas; ) autocompensador com uma carreira de rolos; ) autocompensador axial de esfera.

Para cargas radiais e cargas axiais em um sentido é mais apropriado o seguinte rolamento: a) ( b) ( c) ( d) (

) de rolos cilíndrico; ) de rolos cônicos; ) de rolos prismáticos; ) de rolos quadrangulares.

Os rolamentos que precisam de vedação são chamados rolamentos: a) ( b) ( c) ( d) (

) com fechamento; ) com abertura; ) com fixação; ) com proteção.

Na montagem de rolamentos deve-se levar em conta: a) ( b) ( c) ( d) (

) lubrificante, dimensões do eixo e cubo, superfícies; ) dimensões do eixo e cubo, lubrificante, superfícies; ) dimensões do eixo e cubo, lubrificante, ambiente sem pó e umidade; ) ambiente sem pó e umidade, lubrificante, superfícies.

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MÓDULO 5 – FREIOS, EMBREAGENS E ACOPLAMENTOS Freios 1. Conceito Um freio é um dispositivo que aplica uma força resistiva a um corpo em movimento para retardá-lo ou pará-lo. Pode também ser utilizado para absorver e/ou medir potência. Na maioria dos casos, o movimento é giratório.

2. Freio à Disco Um freio em que um bloco segmentar, ou um anel chato de material de fricção, é forçado contra a superfície de um disco giratório. Os freios a disco dos automóveis empregam dois blocos segmentares (ou pastilhas) em lados opostos do disco, operados por pistões hidráulicos localizados em um calibrador. Os freios a disco são menos propensos à “fadiga” (isto é, queda de eficiência devido à aplicação prolongada) que os freios a tambor.

Freios à Disco 3. Freio de Uma Sapata É um freio em que uma sapata feita ou revestida com um material de alto coeficiente de atrito é mantida contra a borda de uma roda giratória, para causar o retardamento da roda. A força pode ser aplicada manualmente, por uma mola ou através de outros meios.

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Freio de uma sapata 4. Freio de Duas Sapatas Nesse freio, duas sapatas, situadas em lados opostos de uma roda ou tambor, são acionadas simultaneamente por uma alavanca em cotovelo. As sapatas são revestidas com um material de alto coeficiente de atrito, conhecido por lona.

Freio de duas sapatas

5. Freio de Mola Nesse freio, as duas sapatas são mantidas em contato com o tambor através de uma mola comprimida que, assim, impede sua rotação. Para se liberar o tambor, aciona-se a alavanca de comando, que pode ser operada manualmente, por um solenóide ou por um cilindro hidráulico ou pneumático. Esse tipo de freio é utilizado em elevadores, já que é “antifalhas”.

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Freio de mola.

6. Freio Multidisco Compõe-se de vários discos de atrito intercalados com discos de aço. Os discos de aço giram em um eixo acanalado, e os discos de atrito são impedidos de girar através de pinos. O freio é acionado comprimindo-se os discos.

Freio Multidisco 7. Freio Centrífugo Em um freio centrífugo, as sapatas (revestidas com lonas) são empurradas para fora pela força centrífuga contra a ação de molas. A velocidade à qual o freio será acionado é determinada pela força da mola.

Freio centrífugo ��

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8. Freio de Sapata de Expansão Interna (Freio a Tambor) Extensivamente empregado na indústria automobilística, trata-se de um freio em que duas sapatas curvas são forçadas para fora, contra o interior da borda de um tambor giratório. As sapatas são revestidas com material de atrito, conhecido como lona de freio, rebitado ou colado à sua superfície externa.

Freio de sapata de expansão interna (freio a tambor para automóveis)

Sistema de freio hidráulico.

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Freio de corda ou de contrapeso

9. Freio mecânico Os freios podem ser acionados por solenóides ou por pistões que utilizam pressão hidráulica ou pneumática ou, ainda por vácuo. Nos freios de automóveis, a pressão do pé, aplicada a um cilindro principal, pressuriza o fluido do freio e este aciona os pistões em contato com as sapatas. 10. Dinamômetro ou freio de absorção de potência São freios utilizados em teste de motores para absorver e usualmente medir a potência de um eixo giratório. Esses freios, ou dinamômetros, como são chamados, podem ser de atrito, hidráulicos ou elétricos. 11. Dinamômetro ou freio de corda (freio de contrapeso) Um cabo com uma ou mais voltas, ou uma correia flexível, é enrolado em torno de um tambor e retesado para resultar numa força de atrito sobre o tambor. O torque pode ser determinado medindo-se a força tangente com uma balança de mola ligada ao cabo ou correia.

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12. Freio Prony O freio Prony é utilizado para a medida de potência por meio de sapatas de atrito que agem externamente a um tambor. O torque no portador da sapata é equilibrado por pesos e uma balança de mola ou, alternativamente, por um elemento de carga.

Freio Prony

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Embreagens 1. Introdução Uma embreagem é um dispositivo que possibilita a conexão ou desconexão de dois eixos ou elementos rotativos enquanto em movimento relativo ou em repouso. 2. Embreagem de Fricção Em uma embreagem de fricção, a potência é transmitida, a partir de um elemento rotativo a outro, através da força de atrito entre eles. 3. Embreagem de Disco Essa é uma embreagem de fricção em que as superfícies de contato consistem em anéis planos, mantidos juntos com força suficiente para evitar escorregamento quando a potência é transmitida através da embreagem. Normalmente a força é fornecida por uma ou mais molas e a embreagem é desengatada por uma alavanca.

4. Disco de Embreagem É uma das placas de uma embreagem de disco, e é revestida com um material de alto coeficiente de atrito, quando em contato com uma superfície de metal. O material de atrito é rebitado ou colado a uma placa-base metálica.

Disco de embreagem para automóveis

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5. Embreagem de Fricção para Automóveis Essa embreagem emprega uma placa revestida com material de atrito em ambos os lados, presa entre duas placas de aço quando a embreagem é acionada. O disco de fricção é suportado por meio de rasgos no eixo de saída, de forma que pode deslizar axialmente, e uma das placas de aço é presa ao eixo de entrada. A outra placa de aço gira com o eixo de entrada e é comprimida através de molas, de forma que normalmente mantém a embreagem na posição engatada. A embreagem é desengatada por uma alavanca que move uma luva livradora no eixo.

Embreagem de fricção para automóveis.

6. Embreagem de Fricção Multidiscos A embreagem de fricção de vários discos evoluiu a partir da embreagem de fricção de um disco. Aqui, vários discos de fricção, com dentes no furo central, são montados em um eixo acanalado e giram com ele; intercalados a eles, estão outros discos de aço, com dentes em sua periferia e engatados à carcaça, que faz parte do outro eixo. Todos os discos são comprimidos por uma mola, e liberados por uma luva acionada por alavanca. Esse sistema é amplamente empregado em motocicletas.

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Embreagem de fricção multidiscos

7. Embreagem Cônica Possui duas superfícies de encaixe cônicas, uma das quais pode ser revestida com um material de alto coeficiente de atrito. A capacidade de torque de uma embreagem cônica é maior que a de uma embreagem de disco chato de mesmo diâmetro, e aumenta com o decréscimo do ângulo entre o cone e o eixo.

Embreagem cônica. 8. Embreagem de Mandíbulas Metade dessa embreagem está presa permanentemente a um eixo enquanto a outra desliza em uma chaveta-cavalete, acionada por uma alavanca. Os dentes de cada metade engatam os da outra e transmitem o movimento. A embreagem somente pode ser acionada quando estacionária ou movendo-se em velocidades muito baixas.

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Embreagem de mandíbulas 9. Embreagem de Roda-Livre Uma embreagem de roda-livre permite que um eixo seja impulsionado em somente um sentido de rotação. Desliza quando a velocidade do eixo impulsionado excede a do eixo impulsor. 10. Embreagem de Roda-Livre de Roletes Cada rolete está localizado em um espaço em forma de cunha, entre as corrediças interna e externa. Em um sentido de giro, os roletes avançam e travam o conjunto, impulsionando o segundo eixo. No outro sentido, os roletes repousam na base da rampa e a embreagem desliza.

Embreagem de roda-livre de roletes.

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11. Embreagem de Escoras As corrediças interna e externa são conectadas aos eixos de entrada e de saída. Pequenas escoras estão situadas no espaço entre as corrediças, e têm forma tal que, em um sentido de giro, entrelaçam-se, engatando a embreagem. No outro sentido, as escoras se inclinam, liberando-se, e a embreagem desliza.

Embreagens de escoras 12. Embreagem Centrífuga Uma embreagem centrífuga é utilizada quando o engate de um agente motor com uma carga deve ocorrer progressivamente e a uma rotação pré-determinada. Um modelo típico tem pesos presos por molas, montados em entalhes radiais em um componente conectado ao eixo propulsor. As superfícies externas dos pesos, revestidas com material de atrito, por ação da força centrífuga, encostam-se à superfície interna de um tambor ligado ao eixo acionado. A rotação em que ocorre o engate é determinada pela tensão nas molas. Para ter uma idéia aproximada desse conjunto, compare com o freio centrífugo (Fig. 7), cujo funcionamento é semelhante. 13. Embreagem Seca Esse é um tipo de embreagem centrífuga em que partículas de metal, como aço granulado, são compactadas sob a ação de força centrífuga produzida pela rotação. As partículas estão contidas em um componente propulsor oco, dentro do qual está também um disco, ligado ao eixo acionado. A força centrífuga comprime as partículas contra o disco, acionando o conjunto.

Embreagem seca. ��

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14. Embreagem de Fricção Eletromagnética Nessa embreagem, o eixo de saída transporta um rotor com um revestimento de atrito. Uma armadura, na forma de um disco, é impulsionada pelo eixo de entrada e pode mover-se axialmente contra molas. Uma bobina de campo fixa ou livre para girar com o eixo de saída, é energizada para engatar a embreagem, produzindo um campo magnético que move rotor e armadura juntos.

Embreagem de fricção eletromagnética

15. Materiais de Atrito para Freios e Embreagens A maioria dos revestimentos para freios e embreagens é feita de asbesto em aglutinante de resina ou composto de borracha, que podem suportar uma pressão relativamente alta. Metal pulverizado em uma base de aço é adequado para pressões maiores, e a cortiça é utilizada para trabalhos leves. O coeficiente de atrito depende de o revestimento estar umedecido (com óleo) ou seco. Os valores típicos estão relacionados na Tabela abaixo

Material em aço Cortiça Asbesto em composto de borracha Asbesto em aglutinante de resina Metal pulverizado

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Seco 0,3 0,3 – 0,4 0,3 – 0,4 0,2 – 0,4

Coeficiente de atrito Umedecido 0,1 0,1 0,1 0,05 – 0,08

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Acoplamentos 1. Acoplamentos de Eixos Um acoplamento de eixo é um dispositivo utilizado para conectar dois eixos, rígida ou flexivelmente, quando puder estar presente pr esente um mal-alinhamento.

2. Acoplamento Fluído Em um acoplamento fluído, os eixos de entrada e saída carregam impulsores com pás radiais. Os espaços entre pás são preenchidos com óleo, que circula nas pás quando o eixo de entrada gira. A roda no eixo de entrada atua como uma bomba e a roda no de saída como uma turbina, de forma que a potência é transmitida. Sempre há uma perda de velocidade devido ao escorregamento.

Acoplamento fluído

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3. Acoplamento Rígido, por Flanges Parafusados. Os flanges nos eixos são conectados rigidamente por meio de parafusos. Os flanges podem ser chavetados aos eixos ou podem ser parte integrante deles. Os eixos devem ser precisamente alinhados. O ajuste é conseguido através de um encaixe do tipo macho-fêmea e parafusos.

Acoplamento rígido, por flanges parafusados

4. Acoplamento Rígido, por Luva Parafusada. Eixos podem ser rigidamente conectados por um acoplamento que consiste numa luva rasgada longitudinalmente e uma chaveta comum a ambos os eixos. Parafusos apertam a luva contra os eixos, conferindo a rigidez rigi dez e firmeza necessária.

Acoplamento rígido, por luva parafusada

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5. Acoplamento por Compressão Uma luva, cônica nos dois sentidos, dividida, ajusta-se firmemente em torno dos eixos (que devem ter o mesmo diâmetro), e é comprimida contra os eixos por flanges parafusados, a conexão é feita por atrito entre a luva e os eixos, dispensando-se as chavetas. Esse tipo de acoplamento pode facilmente ser desmontado sem prejuízo dos eixos.

Acoplamento por compressão.

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6. Bibliografia J.E. SHIGLEY, C.R. MISCHUKE & R.G. BUDYNAS, Projeto de Engenharia Mecânica Editora Bookman 2005 R. C. JUVINALL; K.M. Marshek, Fundamentals of machine Component Design.New York/USA Editor John Wiley & Sons, Inc. 2000 R.L. NORTON, Exercícios de Elementos de Máquinas, Escola de Engenharia Mecânica de São Carlos, USP - 2005 G. NIEMANN. Elementos de Maquinas,Vols. I-II-III-IV Editor, E. Blucher 1971

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7. Exercícios: 1 – Conceitue freios. 2 - O que são freios de sapata de expansão interna? 3 – O que são dinamômetros? 4 – O que são embreagens? 5 – O que são acoplamentos? Como se dividem? 6 – Marque V ou F ( ) Freio é um dispositivo que aplica uma força resistiva a um corpo em movimento até parálo ( ) Embreagem é um dispositivo que possibilita a conexão ou desconexão de dois eixos ou elementos rotativos enquanto em movimento relativo ou em repouso. ( ) Um acoplamento de eixo é um dispositivo utilizado para conectar dois eixos, rígida ou flexivelmente, quando puder estar presente um mal-alinhamento. ( ) Em um freio centrífugo, as sapatas (revestidas com lonas) são empurradas para dentro pela força centrífuga contra a ação de molas. ( ) Nos freios a disco as pastilhas são forçadas contra as paredes do disco, já nos freios a tambor as sapatas são forçadas contra a parede interna do tambor. ( ) Dinamômetros são chamados os tipos de freios usados para absorver ou medir potência

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MÓDULO 6 - CHAVETAS 1. Conceito As chavetas são elementos utilizados na construção de máquinas têm a mesma finalidade dos parafusos, isto é, servem para ligações ou junções desmontáveis. A forma característica da chaveta é a de um corpo prismático, com uma ou duas superfícies opostas oblíquas. De acordo com a direção da força a que as chavetas devem resistir, podemos dividi-las em chavetas longitudinais, planas e transversais ou de canto. Nas chavetas longitudinais, a largura é sempre maior do que a altura, sendo que, nos outros casos, a altura é maior do que a largura. O material empregado na fabricação de chavetas é, quase sempre, o aço e, raramente, o ferro doce, isto porque o aço resiste mais às pancadas para introduzi-las ou retirá-las. Estas chavetas são feitas de aço e representam ainda as seguintes vantagens: a grande resistência que oferecem e as suas reduzidas dimensões, características estas que não seriam obtidas, caso fosse empregado ferro forjado. As chavetas fabricam-se manualmente, forjando-se e usando o martelo; as faces laterais paralelas são limadas ou aparelhadas e, finalmente, ao montar a peça para formar o conjunto (ligação ou junção), as superfícies de contato são acabadas a lima, com todo o cuidado. 2. Chavetas Longitudinais, Planas e de Embutir Estas chavetas são empregadas para fixar rodas, polias, engrenagens, manivelas, etc., sobre árvores ou eixos, tendo uma das faces, a superior, ligeiramente inclinada, correspondendo esta inclinação a 1:100. 3. Lingüetas As chavetas são ajustadas em ranhuras praticadas nos eixos e nos cubos das rodas ou polias, subdividindo-se em chavetas planas e de embutir. A figura 1 mostra um tipo de chaveta plana (lingüeta). Para este tipo, a ranhura ou encaixe é feito somente no cubo da roda, sendo o eixo aplainado, formando, assim, uma superfície de ajuste. Este sistema de chavetas não exige a inclinação de 1:100. A figura 2 mostra um tipo de embutir, sendo, neste caso, a ranhura ou encaixe praticado nas duas peças, isto é, no cubo da roda e no eixo.

Figura 1 ��

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Figura 2. Na Tabela a seguir, temos, em milímetros, as dimensões dos detalhes das figuras 1 e 2. TABELA 1 - Dimensões em mm CHAVETA EMBUTIDA D l h 10 a 12 4 4 12 a 17 5 5 17 a 22 6 6 22 a 30 8 7 30 a 38 10 8 38 a 44 12 8 44 a 50 14 9 50 a 58 16 10 58 a 68 18 11 68 a 78 20 12 78 a 92 24 14

p p1 2,5 d + 1,5 3 d +2 3,5 d + 2,5 4 d+3 4,5 d + 3,5 4,5 d + 3,5 5 d+4 5 d+5 6 d+5 6 d+6 7 d+7

C 10 a 30 10 a 40 12 a 50 20 a 70 25 a 90 30 a 120 35 a 140 45 a 180 50 a 200 60 a 220 70 a 280

CHAVETA PLANA h1 l1 h2 p2 7 8 9 10 8 4 1 12 10 5 1,5 12 12 5 1,5 13 14 5 1 15 16 6 1 17 18 7 2 19 20 8 2 22 24 9 2

p3

h3

d+3 d + 3,5 d + 3,5 d+4 d+5 d+5 d+6 d+7

8 10 10 10 12 14 16 18

Inclinação 1:100 Na figura 3, vemos a chaveta semicircular chamada Woodruff. No cubo da roda, faz-se a ranhura e, no eixo, um escavado em arco de círculo. Logo a seguir, sua respectiva tabela

Figura 3 ��

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TABELA 2 - Dimensões em mm CHAVETA WOODRUFF D l2 h4 5a7 2 2,6 7a9 2,5 3,7 9 a 13 3 5,0 13 a 17 4 6,5 17 a 22 5 7,5 22 a 28 6 9 28 a 38 8 11 38 a 48 10 16

C1 6,76 9,66 12,65 15,72 18,57 21,63 27,35 43,08

r 3,5 5 6,5 8 9,5 11 14 22,5

p4 1,8 2,9 3,8 5,3 5,9 7,4 9,5 14

P5 d + 0,9 d + 1,3 d + 1,4 d + 1,8 d + 1,7 d + 2,2

As figuras 4 e 5 representam as chavetas de embutir e plana, com cabeça. Este tipo de chaveta exige a inclinação, em uma de duas faces (a superior), de 1:100.

Figura 4

Figura 5

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A finalidade das chavetas é impedir que a roda deslize sobre o eixo ou se desloque nos sentidos laterais. Quando as chavetas não puderem ser retiradas, golpeando-se na parte posterior, ou quando não se puder deslocar o cubo em sentido contrário à ação da chaveta, serão empregadas as chavetas de cabeça (figs. 8.4 e 8.5), sendo estas retiradas pelo mesmo lado pelo qual foram introduzidas. As cabeças das chavetas são geralmente protegidas por chapas ou anéis, para evitar acidentes, pois é muito fácil que uma parte saliente, em movimento de rotação, venha a arrastar as vestes dos operários que descuidadamente se aproximarem muito da máquina. As chavetas planas ou superficiais oferecem menor resistência, em virtude de as mesmas assentarem unicamente sobre um plano praticado sobre a superfície cilíndrica do eixo. Estas chavetas são usadas em transmissões de força de menor importância. Há outro tipo chamado chaveta côncava, na qual a superfície que se ajusta ao eixo, ao invés de ser plana, toma a forma exata do eixo, apresentando desde logo a vantagem de poder ajustar-se em qualquer ponto do eixo. Todavia, este tipo de chaveta não pode ser aplicado a todos os casos, ficando limitado somente àqueles em que o esforço a que deve resistir seja pequeno e em que o trabalho se efetua sem choques. Em outros casos como, por exemplo, a fixação de uma manivela introduzida a quente, pode-se usar o tipo chaveta redonda, ao invés da chaveta comum, que fica como vimos nas, encaixada metade no eixo e metade no cubo. Tratando-se de uma fixação de segurança, e no caso de transmitir grandes forças, podemos obtê-la unicamente por meio da chaveta de ranhura ou de embutir. Para fixar polias muito grande ou volante, empregam-se freqüentemente duas chavetas, cuja colocação forma um ângulo de 120º. 4. Chavetas Tangenciais Para eixos de grandes diâmetros, pode-se utilizar as chavetas tangenciais, que se compõem de duas chavetas, com uma inclinação tal que, ao introduzi-las, fazem pressão contra as superfícies menores das ranhuras. Este tipo convém especialmente para os casos em que o momento de torção que se deve transmitir troca rapidamente de sentido, ou quando atua por meio de golpes. As chavetas tangenciais apresentam uma superioridade sobre as de ranhura, no tocante à resistência oposta ao esforço cortante, posto que as forças que atuam na periferia do eixo e do cubo fazem com que a chaveta trabalhe por esforço cortante e em plano diagonal. O ajuste torna-se também mais fácil, porque, neste caso, temos apenas quatro faces a ajustar, sendo que, nas chavetas comuns de ranhuras, temos seis faces. As chavetas tangenciais são dispostas sempre de acordo com o sentido de rotação. Na construção de máquinas, quando se usam as chavetas que não requerem a inclinação a que nos referimos anteriormente, ou seja, 1:100, estas chavetas passam a chamarem-se lingüetas fixas. São empregadas sempre que se trata de impedir que um cubo deslize sobre o eixo, podendo, porém, deslizar no sentido da longitude, como acontece, por exemplo, no caso de acoplamentos móveis. Nos acoplamentos fixos, as lingüetas ou chavetas fixas são presas por meio de parafusos, ou remanchando os bordos das ranhuras. 5. Desenho das Chavetas O desenho de chavetas em nada difere do que temos feito, com relação aos parafusos e rebites. Na figura 2, temos, por exemplo, um pedaço de eixo, cujo diâmetro poderá ser igual a 50 mm. (Note-se que as dimensões das chavetas estão sempre em relação com o diâmetro do eixo). Vejamos qual será o comprimento e, que corresponde ao comprimento da chaveta. Na Tabela 1, temos os valores correspondentes. Na coluna d, podemos verificar que, para os diâmetros compreendidos entre 44 e 50, as dimensões são as mesmas. Portanto, para um eixo de 50 mm, o valor c varia entre 35 e 140 mm. Isto quer dizer que o cubo da polia também pode variar entre 35 e 140 mm de largura, bastando que a ��

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chaveta tenha sempre o mesmo comprimento do cubo, de preferência sempre um pouco mais comprida. Vamos admitir que o cubo da polia tenha uma largura de 80 mm. Logo, a chaveta, ou o comprimento c, deve ser de 80 mm. Procuraremos, agora, a profundidade da ranhura a ser praticada no eixo. Temos, na fig. 2, a profundidade assinalada com a letra P. Vejamos a tabela: P = 5; altura total da chaveta: h = 9; logo, a chaveta fica encaixada no eixo 5 mm, e no cubo 4 mm, ou seja, um total de 9 mm. Temos, ainda, para verificação, o valor P1, que será = d + 4. Na vista lateral (fig. 2), temos a largura da chaveta, que corresponde a 14 mm. Para o desenho das chavetas com cabeça, procede-se de igual maneira. As partes hachuradas, como podemos verificar através das figs. 8.1, 8.2, 8.3, 8.4 e 8.5, representam os eixos, mostrando as ranhuras internas, onde deve ser encaixada a chaveta, e os cubos das polias cortados.

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6. Bibliografia PROVENZA, Francesco. Desenhista de Máquinas- 46 ed. São Paulo: F Provenza 1991 MELCONIAN, Sarkis;Elementos de Máquinas, 3 ed., livros Érica Editora Ltda, São Paulo, 1995. RESHETOV ; Machine Design, Mir Moscow, 1978. NORTON, R. L.; Machine Design, 2a ed., Prentice-Hall Inc, New Jersey, 1998.

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7. Exercícios: 1 – O que são chavetas? 2 – Que tipo de chavetas usamos quando temos um conjunto mecânico que deva transmitir a troca rapidamente de sentido ou quando atua por meio de golpes? 3 - Qual é função da chaveta como elemento de máquina? 4 - Porque na escolha do ajuste da chaveta devemos levar em consideração as características do trabalho? 5 - Marque V ou F: ( ) A chaveta meia-cana pode, por razão de esforço excessivo, deslizar sobre o eixo. ( ) As chavetas paralelas devem ser ajustadas nas suas faces laterais. ( ) A chaveta meia-cana pode, por razão de esforço excessivo, deslizar sobre o eixo. ( ) As chavetas paralelas devem ser ajustadas nas suas faces laterais. ( )As chavetas usadas na construção de máquinas têm a mesma finalidade dos parafusos, isto é, servem para ligações ou junções desmontáveis. ( )De acordo com a direção da força a que as chavetas devem resistir, podemos dividi-las em chavetas longitudinais, planas e transversais ou de canto. ( ) A chaveta plana é a mais comum e é indicada para torque em um único sentido

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MÓDULO 7 - CAMES 1. Conceito Um came é um mecanismo ou dispositivo numa máquina para a transmissão de um tipo de movimento a outro componente da máquina que não pode ser transmitido de modo simples por meio de engrenagens, braços articulados, ou similares. O movimento do came é em geral rotacional, sendo montado num eixo como se fosse uma engrenagem ou polia e acionado da mesma forma por uma fonte primária de potência. Portanto, came é um elemento de máquina cuja superfície tem um formato especial. Normalmente, há um excêntrico, isto é, essa superfície possui uma excentricidade que produz movimento num segundo elemento denominado seguidor.

Veja a seguir, a came do comando de válvula.

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À medida que a came vai girando, o seguidor sobe e desce, ou vice-versa. Veja dois momentos desse movimento.

As cames geralmente se classificam nos seguintes tipos: de disco, de tambor, frontal e de quadro.

2. Came de disco É uma came rotativa e excêntrica. Consta de um disco, devidamente perfilado que gira com velocidade constante, fixado a um eixo. O eixo comanda o movimento alternativo axial periódico de uma haste denominada seguidor. A extremidade da haste da came de disco pode ser: de ponta, de rolo e de prato.

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3. Came de Tambor As cames de tambor têm, geralmente, formato de cilindro ou cone sobre o qual é feita uma ranhura ou canaleta. Durante a rotação do cilindro em movimento uniforme, ocorre deslocamento do seguidor sobre a ranhura. O seguidor é perpendicular à linha de centro do tambor e é fixado a uma haste guia. 4. Came Frontal Tem a forma de um cilindro seccionado, sendo que as geratrizes têm comprimentos variados. Durante a rotação do cilindro em movimento uniforme ocorre o movimento alternativo axial periódico do seguidor, paralelo à geratriz do tambor.

5. Quadro com Came Circular É constituído de um quadro que encerra um disco circular. Veja, ao lado, o funcionamento desse tipo de came. O disco (A), ao girar pelo eixo (O), com movimento uniforme, faz com que o quadro (B) se desloque com movimentos alternados de vaivém.

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6. Quadro com Came Triangular É constituído de um quadro retangular que encerra um disco triangular. Os lados desse disco são arcos de circunferência. O disco triangular, ao girar com movimento circular

7. Came de Palminha Palminhas são cames que transformam o movimento circular contínuo em movimento intermitente de queda. Existem palminhas de martelo e de pilão. 7.1. Palminha de Martelo Nesse tipo de came, a distância entre os dentes do elemento condutor deve ter dimensões que evitem a queda da alavanca sobre o dente seguinte. Portanto, é preciso que, durante a queda da alavanca, o elemento condutor permaneça girando. 7.2. Palminha de Pilão Nesse tipo de came, o elemento condutor deve ser perfilado de modo que, durante o movimento circular, a haste do pilão faça o movimento uniforme de subida e a sua descida seja rápida. 8. Representação Gráfica do Movimento do Came de Disco O disco, ao girar, apresenta seus contornos excêntricos, com raios variáveis. A haste se desloca conforme o movimento dado pela excentricidade ou pela diferença desses raios. Veja o desenho. Para entender melhor, analise a figura acima. Você pode verificar que, quando a came gira no sentido da seta A, o seguidor toca a came nos pontos 1’, 2’, 3’, 4’..., retornando ao ponto 1’, após uma volta completa. Para obter o diagrama da came, basta retificar a circunferência de raio 0-1 da figura anterior.

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Nesse desenho, o ciclo corresponde à circunferência de raio 0-1 retificada. A linha formada pelos pontos 1’, 2’, 3’, 4’, ... 1’, corresponde à curva descrita pelo seguidor, na qual as alturas 1-1’, 2-2’, 3-3’, 4-4’, 5-5’, ... 1-1’, correspondem às distâncias da circunferência de raio 0-1 até a superfície percorrida pelo seguidor na came. Esse gráfico é utilizado para construir o came. 9. Aplicação das Cames As cames são aplicadas principalmente em:      

Máquinas operatrizes Máquinas têxteis Máquinas automáticas de embalar Armas automáticas Motores térmicos Comandos de válvulas

Came de ação simples

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Came radial de dupla-ação

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Exemplos de came 

Came de flanco,

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Came de face,



Ressalto e sapata,



Came de gaveta,



Came cilíndrico de ranhura,



Came cilíndrico de extremidade.

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10. Bibliografia: MABIE, H. H., e OCVIRK, F. W. Mecanismos. Livros Técnicos e Científicos Editora. HARTENBERG, R. S. and DENAVIT, J. Kinematic Synthesis of Linkges. McGraw-Hill.

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11. Exercícios: 1 - Marque com um X a resposta correta. Na came de disco, durante o giro, a haste seguidora apresenta um movimento: a) b) c) d) e)

Radial; Axial periódico; Longitudinal; Transversal; Uniforme.

2 - Na came de tambor, o seguidor se movimenta porque ele está: a) b) c) d) e)

Preso no tambor; Paralelo ao tambor; Perpendicular ao tambor; Fora da ranhura do tambor; Soldado na ranhura do tambor.

3 - Os cames podem ser utilizados principalmente em: a) b) c) d) e)

Máquinas operatrizes, máquinas têxteis e motores elétricos; Motores elétricos, comandos de válvulas e armas automáticas; Máquinas têxteis, comandos de válvulas e motores elétricos; Máquinas automáticas de embalar, motores térmicos e motores elétricos; Máquinas operatrizes, máquinas têxteis e comandos de válvulas.

3 - Quais são os tipos de cames existentes? 4 - Qual o tipo de came existente em um comando de válvulas de um motor de combustão interna? 5 - No came de tambor qual é a posição da haste guia? 6 - Que tipo de movimento se tem nos cames? 7 - O que são cames de palminha? 8 – Cite cinco aplicações dos cames.

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9 - Indique com setas no desenho abaixo o sentido de movimento do: came, seguidor, balancim, mola, haste.

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10 - Represente graficamente a came abaixo com os seguintes raios: a) X X’ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

4 5 6 7 8 7 6 5 4 3 2 1 2 3 4 4

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b) X 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

X’ 3 4 6 8 10 12 10 8 6 8 10 12 10 8 6 3

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MÓDULO 8 - ELEMENTOS DE FIXAÇÃO

1. Generalidades A união por parafuso é largamente utilizada em máquinas, pelas suas características de fácil montagem e desmontagem, ligação satisfatória e custo reduzido. Num parafuso, distinguem-se três partes principais:   

Cabeça Corpo Rosca

Alguns parafusos são também empregados para transmitir forças geralmente com uma grande multiplicação, quando são denominados “parafusos de força”. Nestes casos a seção da rosca é trapezoidal ou quadrada. O estudo que se segue refere-se aos parafusos como elementos de união, mas muito do que aqui se diz, aplicam-se apli cam-se também aos parafusos de força.

Tipos de rosca

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2. Tipos de parafusos De uma maneira geral os parafusos podem ser divididos em 2 tipos: Parafuso com Porca É utilizado quando as peças a unir são vazadas. Os furos devem apresentar apr esentar um diâmetro maior que o parafuso, para facilitar a montagem, dispensar trabalhos de precisão e evitar esforços suplementares. Como orientação, pode-se prever uma folga de 0,8 à 1,6 mm. Parafuso Prisioneiro É utilizado quando não se pode vazar uma das peças a unir. O rosqueamento da peça não vazada deverá ser maior que o do parafuso e com ajuste bloqueado para que, na desmontagem, apenas a porca seja retirada. reti rada. 3. Tipos de Cabeças Dentro dos tipos citados, os parafusos podem apresentar diversas formas, quer variando a forma da cabeça, quer não apresentando o corpo cilíndrico não roscado. É muito comum referir-se aos parafusos segundo o tipo de cabeça, havendo então parafusos de d e cabeça quadrada, sextavada, etc.

Tipos de cabeças dos parafusos. 4. Tipos de Roscas Os parafusos de fixação são padronizados para permitir a intercambialidade, o que geralmente não ocorre para os parafusos de força. Geralmente, para cada diâmetro existem 3 passos diferentes, resultando as chamadas roscas grossas, rosca média e rosca fina. Para alguns tamanhos existe ainda a extrafina. As duas últimas séries são muito empregadas na indústria automobilística e de aviões e em peças de pequenas espessuras.

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4.1. Rosca Métrica É adotada nos países que seguem as unidades métricas. As relações básicas do perfil são as indicadas na figura e pela pel a relação: H = 0,866p

A designação da rosca é feita pela letra “M” seguida pelos números indicativos do diâmetro nominal (diâmetro externo) e do passo, em milímetros e separados pelo sinal “X”. Exemplo: M10x1,25

4.2. Rosca Whitworth É o sistema normalizado mais antigo. Adota um perfil trapezoidal e impõe que a cada diâmetro corresponda um número de filete por polegada bem definido, dentro das roscas grossas ou finas.

Sua designação é feita pela letra “W” seguida do diâmetro em polegada

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5. Material Os parafusos são fabricados com ligas de ferro ou de cobre e, mais raramente, de outros metais. O material além de satisfazer às condições de resistência, deve também apresentar propriedades compatíveis com o processo p rocesso de fabricação. A norma ABNT–EB168 estabelece ABNT–EB168 estabelece as características mecânicas de parafusos e peças roscadas similares, de qualquer forma geométrica e de aço-carbono ou aço-liga. Agrupa os parafusos em classes de propriedades mecânicas, sendo que cada classe é designada por 2 números separados por um ponto. O primeiro número corresponde a um décimo do valor, em Kgf/mm2 da resistência à tração mínima exigida na classe; o segundo número corresponde a um décimo da relação percentual entre a tensão de escoamento e a de resistência à tração, sendo estes valores mínimos exigidos. Exemplo: Parafuso 4.8 4 – a resistência à tração mínima exigida é de 40 Kgf/mm 2 8 – a relação mínima exigida entre a tensão de escoamento e a tensão de tração é de 80. Classe

3.6 4.6 4.8 5.6 5.8 6.8 8.8 10.9 12.9 14.9

Resistência à tração Kgf/mm2 Min. Máx.

Dureza Brinell HB Min. Máx.

34

49

90

150

40

55

100

170

50 60 80 100 120 140

70 80 100 120 140 160

140 170 225 280 330 390

215 245 300 365 425 -

Tensão de Escoamento Kgf/mm2 20 24 32 30 40 48 -

Elasticidade kgf/mm2 64 90 108 126

6. Normalização A título de consulta, se necessário, tem-se abaixo a normalização dos parafusos, no que diz respeito a:   

Terminologia: ABNT TB-41 Diâmetros e passos: ABNT NB-97 Tolerância nas roscas: ABNT NB-97

7. Esforços nos Parafusos Uma junta por parafuso deve constituir um dispositivo irreversível para que possa permitir uma união permanente, cessados os esforços provocantes do aperto. Para isso é necessário que o ângulo de avanço da rosca seja menor que o ângulo de atrito (ver condição de auto-retenção em parafusos de potência). Cuidados especiais devem ser tomados, se a carga é pulsativa ou há possibilidade de vibrações nos mecanismos, pela tendência ao desaperto da porca.

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Para obtenção da união faz-se necessário o uso de uma chave. Como as deformações de um corpo são proporcionais às cargas atuantes, pode-se determinar o módulo da força F, medindo-se as deformações sofridas pela chave; é o que se faz com as chaves dinamométricas. O braço deformado permite que se leia no mostrador, graduado convenientemente, o esforço produzido. Em muitas aplicações práticas há necessidade de que o aperto não seja menor que o estipulado, justificando-se a existência de tais chaves. Em geral, a parte roscada de um parafuso sujeito à tração sofre esforços complexos, sendo necessário evitarem, tanto quanto possível, qualquer concentração de tensão. Observese que a própria forma de rosqueamento é concentradora de tensões, além de produzir a ruptura das Fibras do material nos parafusos usinados. Assim é regra fundamental fazer o parafuso trabalhar a uma tração pura, evitando, sempre que possível, cargas de cisalhamento, torção e flexão.

Chave Dinamométrica ou Torquímetro. Os testes demonstram que a incidência das rupturas do parafuso é de:   

65% na primeira ou segunda rosca em contato com a porca; 25% no início do rosqueamento; 10% na proximidade da cabeça do parafuso.

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8. Parafusos de Potência Também conhecidos por parafusos de acionamento, os parafusos de potência destinamse a exercer uma força com vantagem mecânica. Podem ser definidos também como componentes usados em máquinas para transformar o movimento angular em movimento linear e, usualmente, para transmitir potência, o fuso do torno, o parafuso para torno de bancada, os parafusos para prensas e macacos, etc. A forma da rosca é algo diferente das roscas de fixação. As formas comuns são vistas na figura que fornece os dados relativos a rosca quadrada e a rosca trapezoidal.

Roscas de parafusos de acionamento

9. Passo e Avanço O passo “p” é a distância medida, de um ponto de um filete ao ponto correspondente no filete adjacente. O avanço é a distância axial que a rosca avança numa volta, isto é, a distância que a porca se desloca ao longo do eixo numa volta. Um parafuso de rosca simples ou única (uma entrada) tem um avanço igual ao passo; um parafuso de rosca dupla tem duas entradas e o avanço é duas vezes o passo; o de rosca tríplice tem três entradas e o avanço é três vezes o passo, e assim por diante.

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Matematicamente:

L=n.p

Onde:

l = avanço n = nº. de entradas do parafuso p = passo

Passo e avanço.

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ROSCA NORMAL AMERICANA TAMANHOS FRACIONAIS Rosca normal Americana (NC) Rosca Fina Americana (NF) Rosca esp. Americana (NS) Broca Macho Fios Pol. 1/8 40 NS 2,6 3/16 24 NS 3,7 1/4 20 NS 5,1 1/4 28 NF 5,5 5/16 18 NC 6,6 5/16 24 NF 6,9 3/8 16 NC 7,9 3/8 24 NF 8,5 7/16 14 NC 9,4 7/16 20 NF 10,0 1/2 13 NC 10,5 1/2 20 NF 11,5 9/16 12 12,0 NC 9/16 18 NF 13,0 5/8 11 NC 13,5 5/8 18 NF 14,5 11/16 11 NS 15,0 11/16 16 NS 15,9 3/4 10 NC 16,5 3/4 16 NF 17,5 7/8 7/8 7/8

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

1 1 1/8 1/8 1/4 1/4 3/8 3/8 1/2 1/2 5/8 3/4 7/8 2

9 NC 14 NF 18 NS 8 NC 14 NF 7 NC 12 NF 7 NC 12 NF 6 NC 12 NF 6 NC 12 NF 5 ½ NS 5 NC 5 NS 4 ½ NC

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19,5 20,5 21,0

ROSCA PROGRESSIVA Parafusos para máquina Macho Fios 0 80 1 64 1 72 2 56 2 64 3 48 3 56 4 36 4 40 4 48 5 40 5 44 6 32 6 8 8 10 10 12 12 14 14

40 32 36 24 32 24 28

Pol.

Broca

NF NC NF NC NF NC NF NS NC NF NC NF NC

1,2 1,5 1,5 1,8 1,85 2,05 2,1 2,2 2,25 2,4 2,6 2,6 2,8

NF NC NF NC NF NC

2,9 3,5 3,5 3,8 4,0 4,5 4,6

NF 20 NS 24 NS

PARA TUBOS – NPT. (BRIGGS) Macho Fios 1/8 27 1/4 18 3/8 18 1/2 14 3/4 14 1 11 1 1/4 11 1 1/2 11 2 11 2 1/2 8 3 8 3 1/2 8 4 8

Pol.

1/2 1/2 1/2 1/2

Broca 8,7 11,0 15,0 18,5 23,5 29,5 38,0 44,0 56,5 66,5 82,5 95,5 108,0

4,9 5,1

22,5 23,5 25,0 26,5 28,0 30,0 30,5 32,9 34,0 36,0 36,9 39,5 42,8 45,0

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ROSCA NORMAL INGLESA Rosca normal White (BSW) Rosca fina Ingl. (BSF) Rosca espec. White (Whit) Broca Mach Fios Pol. o 1/6 60 BSW 1,2 3/32 48 BSW 1,9 1/8 40 2,6 BSW 5/32 32 BSW 3,2 3/16 24 BSW 3,7 7/32 24 BSW 4,5 1/4 20 BSW 5,1 1/4 26 BSF 5,4 9/32 26 BSF 6,25 5/16 18 BSW 6,6 5/16 22 BSF 6,8 3/8 16 BSW 8,0 3/8 20 BSF 8,4 7/16 14 9,4 BSW 7/16 18 BSF 9,8 1/2 12 BSW 10,5 1/2 16 BSF 11,1 9/16 12 BSW 12,0 9/16 16 BSF 12,7 5/8 11 BSW 13,5 5/8 14 BSF 14,5 11/16 11 BSW 15,0 11/16 14 BSF 15,9 3/4 10 BSW 16,5 3/4 12 17,0 BSF 13/16 12 BSF 18,6 7/8 9 BSW 19,5 7/8 11 BSF 19,8 1 8 BSW 22,5 1 10 BSF 23,0 1 1/8 7 BSW 25,0 1 1/8 9 BSF 25,6 1 1/4 7 28,0 BSW 1 1/4 9 BSF 29,0 1 3/8 6 BSW 31,0 1 3/8 8 BSF 32,0 1 1/2 6 BSW 34,0 1 1/2 8 BSF 35,5 1 5/8 5 BSW 36,0 1 3/4 5 BSW 39,5 1 7/8 4/2 BSW 42,0 2 4/2 BSW 44,5 ��

B. A.

PARA TUBOS BSP – GÁS

(BRITSH ASSOCIATION) Macho Fios

Pol.

Broca

Macho Fios

Pol.

Broc a

1/8 1/4 3/8

28 19 19

8,7 11,5 15,0

0 1 2

1.00 90 81

5,1 4,5 4,0

1/2 5/8 3/4 7/8 1 1 1/4 1 1/2 1 3/4 2 2 1/4 2 1/2

14 14 14 14 11 11 11 11 11 11 11

18,5 20,5 24,0 27,5 30,0 39,0 45,0 51,0 56,5 63,0 72,0

3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 14

73 66 59 53 48 43 39 35 31 28 23

3,5 3,0 2,6 2,25 2,05 1,95 1,5 1,4 1,2 1,05 0,80

2 3/4 3 3 1/4 3 1/2 3 3/4 4

11 11 11 11 11 11

78,5 85,0 90,5 97,5 104,0 110,5

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ROSCA MÉTRICA PASSOS FRANCESES PASSOS INTERNACIONAIS Macho 1.4 2. 2. 2. 2.3 2.5 2.6 3. 3. 3. 3. 3.5 3.5 4. 4. 4. 4.5 4.5 5. 5. 5. 5. 5. 5.5 5.5 6. 6. 6. 7. 7. 7.

Passo

Broca

30 40 45 50 40 45 45 35 50 60 75 35 60 50 70 75 50 75 50 75 80 90 1,00 75 90 75 1,00 1,25 75 1,00 1,25

1,10 1,60 1,50 1,50 1,90 2,00 2,10 2,70 2,50 2,40 2,25 3,20 2,90 3,50 3,30 3,25 4,00 3,75 4,50 4,25 4,20 4,10 4,00 4,75 4,60 5,20 5,00 4,80 6,20 6,00 5,80

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PASSOS ESPECIAIS Macho Passo Broca 8. 8. 9. 9. 10. 10. 10. 11. 12. 12. 12. 13. 13. 13. 14. 14. 14. 14. 15. 15. 16. 16. 17. 18. 18. 18. 19. 20. 20. 20. 22.

1,00 1,25 1,00 1,25 1,00 1,25 1,50 1,50 1,25 1,50 1,75 1,50 1,75 2,00 1,25 1,50 1,75 2,00 1,75 2,00 1,50 2,00 2,00 1,50 2,00 2,50 2,50 1,50 2,00 2,50 1,50

7,00 6,80 8,00 7,80 9,00 8,80 8,60 9,60 11,00 10,50 10,50 11,50 11,50 11,00 13,00 12,40 12,50 12,00 13,50 13,00 14,40 14,00 15,00 16,50 16,00 15,00 16,50 18,40 18,00 17,50 20,40

Macho

Passo

Broca

22 24 24 25 26 26 27 28 28 30 30 32 32 33 34 35 36 36 38 38 39 40 40 42 42 44 45 45 46 48 50

2,50 2,00 3,00 2,00 2,00 3,00 3,00 2,00 3,00 2,00 3,50 2,00 3,50 3,50 3,00 3,00 3,00 4,00 3,00 4,00 4,00 3,00 4,00 3,00 4,50 4,50 3,00 4,50 4,50 5,00 5,00

19,50 21,75 21,00 22,75 23,75 23,00 24,00 25,75 25,00 27,75 26,50 29,75 28,50 29,50 30,75 31,75 32,75 32,00 34,75 34,00 35,00 36,75 36,00 38,75 37,00 39,00 41,75 40,00 41,00 43,00 45,00

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Para Passo

CÁLCULO DE BROCA PARA ROSCA MÉTRICA ESPECIAL Deduzir do Ø nominal Para Passo

Deduzir do Ø nominal

0.25

0.25

1.

1.

0.3

0.30

1.25

1.30

0.35

0.40

1.5

1.60

0.4

0.40

1.75

2.00

0.45

0.50

2.

2.25

0.5

0.50

2.5

2.75

0.6

0.60

3.

3.25

0.7

0.70

3.5

4.00

0.75

0.80

4.

4.25

0.8

0.80

4.5

5.00

0.9

1.00

5.

5.50

Exemplo: Furo para rosca M 7 -passo 0,9 = 1.0 (vide tabela) = Ø 6.0

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10. Bibliografia SHIGLEY, J. E.. Elementos de Máquinas. Rio de Janeiro. Livros Técnicos e Científicos. Editora S.A. Volume I e II. 3a. Edição. NIEMANN,G.; Elementos de máquinas, Ed. Edgard Blucher, vol 1, 2 e 3, São Paulo 1976. Complementar ZAMPESE, B. ; Dimensionamento, ed. do Grêmio Politécnico, São Paulo 1986. MELCONIAN, Sarkis;Elementos de Máquinas, 3 ed., livros Érica Editora Ltda, São Paulo, 1995. RESHETOV ; Machine Design, Mir Moscow, 1978. NORTON, R. L.; Machine Design, 2a ed., Prentice-Hall Inc, New Jersey, 1998.

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11. Exercícios 1 – A união por parafusos é largamente utilizada em máquinas e equipamentos na indústria mecânica. Cite as três características deste tipo de elemento de fixação. 2 – As três partes principais de um parafuso são _______________ , _____________ e __________ Os testes demonstram que a incidência das rupturas de um parafuso é na seguinte proporção: ___________________, _________________ e _________________. 3 – Conceitue Rosca Métrica ou Internacional e Rosca Whitworth, indicando o tipo e ângulo do perfil. 4 - Quando usamos parafusos prisioneiros? 5 – De uma maneira geral os parafusos podem ser divididos em dois tipos. Classifique-os e dê um exemplo de utilização de cada um.

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___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ ��

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___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ ��

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MÓDULO 9 – ENGRENAGENS 1. Conceito São rodas dentadas que constituem um dos mais importantes sistemas de transmissão de rotação e potência. Esta transmissão é feita por acoplamento direto, entre eixos paralelos, reversos e ortogonais, sem deslizamentos e ocupam um espaço reduzido. Aumentam ou reduzem velocidades e torque (momento torçor) dos mais diversos conjuntos mecânicos de acionamentos. Em função das condições em que trabalham, são construídas entre outros, em aço, ferro fundido, bronze, plástico, ambatex, couro, fibra, madeira, etc. Classificam-se de acordo com a posição dos dentes em cilíndricas com dentes retos, cilíndricas com dentes helicoidais, cônicas com dentes retos, cônicas com dentes espirais ou palóides, cônicas com dentes envolventes, cônicas com dentes inclinados, cônicas com dentes ciclóides, côncava e parafuso sem-fim, cremalheira.

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2. Engrenagens Cilíndricas de Dentes Retos – Nomenclatura

Nº. de dentes

A

Cabeça do dentes

M

Módulo

B

Pé do dentes

d p

Diâmetro primitivo

d

Diâmetro do furo

d e

Diâmetro externo

d

Diâmetro do cubo

di

Diâmetro interno

l

Comprimento do cubo

1

1

P

Passo

l

Comprimento da coroa

S = V

Espessura circular

θ

Ângulo de pressão

h

Altura do dente

G

Espessura da coroa

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Definições: Passo é a distância do centro de um rolo ao centro do rolo posterior, os quais coincidem com o Diâmetro Primitivo, de uma roda dentada; ou a distância entre cristas de dentes de uma engrenagem, correia dentada, etc. Módulo é a relação entre o passo e o número π. 3. Engrenagem Cilíndrica de Dentes Retos

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4. Engrenagem Cilíndrica de Dentes Retos e Cremalheira

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5. Engrenagem Cilíndrica Helicoidal – Nomenclatura M

Módulo normal

Z

Nº. de dentes

mc

Módulo circunferencial

θ

Ângulo de pressão

dp

Diâmetro primitivo

P n

Passo normal

de

Diâmetro externo

Pc

Passo circunferencial

dpi

Diâmetro primitivo ideal

a

Cabeça do dente

β

Ângulo de inclinação da hélice

b

Pé do dente

Ph

Passo da hélice

Pa

Passo axial

Passo axial é igual à distância entre duas hélices medida ao longo da geratriz do cilindro. Passo frontal ou Circular (P ou Pc) é a distância entre duas hélices, medida ao longo do circulo de interseção do cilindro com um plano normal ao eixo da roda. Passo normal (Pn) é igual à distância entre duas hélices medida ao longo de uma hélice ortogonal.

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6. Engrenagem Cilíndrica Helicoidal As engrenagens cilíndricas helicoidais são utilizadas para a transmissão de movimentos com freqüência elevada de rotações, entre eixos paralelos ou entre eixos que se cruzam. Realizam um movimento contínuo, suave, em razão de seus dentes inclinados estarem em contato constante, o que elimina consideravelmente o ruído. Quanto maior for a inclinação dos dentes, maior será o esforço axial no eixo dos mancais. As engrenagens helicoidais, entre eixos paralelos devem estar: uma com os dentes inclinados à direita e outra à esquerda; principalmente quando houver mais de uma engrenagem montada sobre o mesmo eixo.

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7. Engrenagem Cônica de Dentes Retos – Nomenclatura

Z Zi M dp de h a b l

γ Nº. de dentes γ Nº. de dentes da roda ideal para SC escolha da fresa δ Módulo ϕ Diâmetro primitivo ψ Diâmetro externo ψ Φ Altura do dente ξ Cabeça do dente α Pé do dente Comprimento do dente V

g

Geratriz primitiva

E

Ri

Geratriz do cone complementar

e

��

Ângulo de inclinação dos eixos Espessura cordal do dente Semi-ângulo do cone primitivo Ângulo da cabeça do dente Ângulo do pé do dente Semi-ângulo do cone externo Semi-ângulo do cone interno Semi-ângulo do cone complementar Distância entre o vértice do cone e a extremidade superior dos sentes Distância entre o vértice do cone e a extremidade inferior dos dentes Folga no pé do dente

��

As engrenagens cônicas transmitem movimento de rotação entre dois eixos concorrentes, que formam entre si ângulos retos, agudos ou obtusos. Além das engrenagens cônicas de dentes retos, existem ainda as engrenagens com dentes cônicos espirais, que além de transmitirem grandes esforços, diminuem o ruído da mesma forma que as engrenagens cilíndricas helicoidais. Quando a posição dos eixos não coincide com um único centro, os dentes são chamados hipoidais.

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8. Engrenagem e Rosca Sem-Fim

M Z1 Z2 dp de di D a b Ph Pf

Módulo normal Nº. de entradas do sem-fim Nº. de dentes da coroa Diâmetro primitivo Diâmetro externo Diâmetro interno Diâmetro máximo externo da coroa Cabeça do dente Pé do dente Passo da hélice Passo frontal

��

β θ α

l1 l2 Ri Re I Pc Pn Pa

Ângulo da hélice ou filete Ângulo de pressão Ângulo do chanfro da coroa Comprimento do sem-fim Largura da coroa Raio interno da garganta Raio externo da garganta Distância entre centros Passo circular ou aparente Passo normal Passo axial

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9. Fórmulas para Engrenagens de Dentes Retos “Módulo” (M)

Para achar Módulo

Símbol Conhecendo o m O passo

Fórmula P

m =

π

O diâmetro primitivo e o nº. de dp = m dentes O diâmetro exterior e o nº. de m= dentes Diâmetro primitivo

dp

Passo

p

Diâmetro exterior

de

Diâmetro da raiz dr Número de dentes

z

Altura (*)

h s

Espessura do dente Distância entre os centros

C

O módulo e o nº. de dentes O diâmetro exterior e o módulo O módulo A espessura O diâmetro primitivo e o módulo O módulo e o nº. de dentes O diâmetro primitivo e o módulo O diâmetro primitivo e o módulo O módulo O passo O módulo O módulo e o nº. total de dentes Os diâmetros primitivos

Espessura da engrenagem Cabeça Fundo

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z de

z + 2 dp = m. z

dp = de − 2m p = m.π p = 2.s de = dp + 2m

de = m(z + 2) dr = dp − 2,166m z =

dp

m h = 2,166.m s =

p

2 s = 1,57.m C = C =

m( z1 + z 2)

2 dp1 + dp 2

b

O módulo

2 b = de 6 a 10m

c f

O módulo O módulo

c = m f = 1,166m

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10. Fórmulas para Engrenagens de Dentes Retos “Diametral Pitch” (“Dp”)

Para achar

Símbolo Conhecendo

Diametral Pitch “DP”

Fórmula O passo circular " DP" =

C p

O nº. de dentes e o diâmetro primitivo z

" DP" =

d p

O nº. de dentes e o diâmetro exterior " DP" =

Passo circular

Cp

z + 2 de

O diametral Picth C p =

π

DP

O nº. de dentes e o diâmetro primitivo C p =

Espessura

s

dp

z

O passo circular s =

Diâmetro primitivo

.dp

π

Cp

2

O nº. de dentes e o Diametral Pitch dp =

z

" DP"

O nº. de dentes e o passo circular dp =

z.Cp π

O diâmetro exterior e o nº. de dentes dp =

de. z z + 2

O diâmetro exterior e o Diametral Pitch dp = de −

Diâmetro exterior

de

2 " DP"

O nº. de dentes e o Diametral Pitch de =

z + 2

" DP"

O diâmetro primitivo e o Diametral Pitch de = dp +

O nº. de dentes e o passo circular de =

2 " DP"

( z + 2)Cp π

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Número dentes

de z

O Diametral Pitch e o diâmetro primitivo z = dp." DP"

O diâmetro primitivo e o passo circular z =

Altura

h

dp. Cp

O Diametral Pitch h =

2,157 " DP"

O passo circular h = 0,6866".Cp

Distância entre C os centros

Os diâmetros primitivos C =

dp1 + dp 2 2

O número de dentes e o “DP” C =

Cabeça dente

do c

z1 + z 2 2." DP"

O diâmetro primitivo e o nº. de dentes c =

dp z

O passo circular c = 0,3183.Cp

Fundo do dente f

O Diametral Pitch ou o passo circular f =

1,157

" DP" f = 0,3714.Cp

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11. Bibliografia SHIGLEY, Joseph Edward; Projeto de Engenharia Mecânica, ed. Bookman, Porto Alegre, 2005. PROVENZA, Francesco. Desenhista de Máquinas- 46 ed. São Paulo: F Provenza 1991. NIEMANN,G.; Elementos de máquinas, Ed. Edgard Blucher, vol 1, 2 e 3, São Paulo 1976. ZAMPESE, B. ; Dimensionamento, ed. do Grêmio Politécnico, São Paulo 1986. MELCONIAN, Sarkis;Elementos de Máquinas, 3 ed., livros Érica Editora Ltda., São Paulo, 1995. RESHETOV; Machine Design, Mir Moscow, 1978. NORTON, R. L.; Machine Design, 2a ed., Prentice-Hall Inc, New Jersey, 1998. MANFÉ ,Giovanni; POLZA, Rino; SCARATO, Giovanni; DESENHO TÉCNICO MECÂNICO , VOL 1,2 e 3. São Paulo ed. Hemus 1977. AGOSTINHO, RODRIGUES E LIRANI ; TOLERÂNCIAS, AJUSTES, DESVIOS E ANÁLISES DE DIMENSÕES, EDITORA EDGARD BLÜCHARD, 1995. FAIRES, Virgim, M. Elementos Orgânicos de Máquinas, vol1. Ed. Livros técnicos e Científicos, 1966. PROVENZA, Francesco. Projetista de Máquinas. 71 reimpr. São Paulo: F. Provenza, 1996.

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12. Exercícios a) Calcular o passo (p) de uma engrenagem módulo 2. b) Queremos fazer uma cremalheira módulo 3. A que distância devemos deslocar a mesa da fresadora para abrir os vãos dos dentes? c) O diâmetro externo de uma engrenagem mede 153 mm. Empregando-se o módulo 1,5, quantos dentes serão necessários? d) O diâmetro externo de uma engrenagem é de 88 mm e precisamos fazer 20 dentes. Qual é o módulo? e) Calcular as dimensões para uma engrenagem módulo 3 com 40 dentes: m = 3; z = 40. f) Determinar o módulo para a engrenagem que tem como único dado a espessura do dente igual a 8,63 mm. g) Duas engrenagens de módulo 3, uma com 25 dentes e outra com 60 dentes, deverão ser ajustadas em uma máquina. Qual será a distância entre os centros dos dois furos? h) Os diâmetros de duas engrenagens, de módulo 3 medem, respectivamente, 75 mm e 180 mm. Qual será a distância entre os centros dos furos? i) Qual o diâmetro primitivo de uma engrenagem Diametral Pitch 10 com 30 dentes? j) Uma engrenagem Diametral Pitch 14 tem 40 dentes. Qual será o diâmetro externo? k) Qual é a altura dos dentes de uma engrenagem “DP” 16? l) Uma engrenagem tem um passo igual a 16 mm. Qual será a altura dos dentes? m) O diâmetro primitivo de uma engrenagem de 40 dentes é de 2”.Qual é o “DP”? n) O diâmetro externo de uma engrenagem de 40 dentes mede 16,8”. Qual é o Diametral Pitch? o) Qual é a distância entre os centros de duas engrenagens de “DP” 10, com 50 e 100 dentes, respectivamente?

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MÓDULO 10 - CORRENTES DE ROLO PARA TRANSMISSÃO DE POTÊNCIA MECÂNICA

1. Definições e Características Para uma transmissão de potência econômica e eficiente, as correntes de rolo possuem inúmeras vantagens se comparadas a outros meios. Tão flexíveis como as correias e tão eficientes como as engrenagens, elas fornecem inigualável elasticidade de projeto, resistência a choques, facilidade de instalação e confiabilidade. Desde uma simples transmissão industrial até as exigentes condições de operação, encontradas no acionamento de uma sonda para prospecção de petróleo, são satisfeitas com correntes de rolo e somente elas proporcionam todas as seguintes vantagens:      

As correntes de rolo não escorregam: mantêm constante a relação de transmissão. Rendimento de 98%: esta eficiência se mantêm ao longo de todas a sua vida útil. Versatilidade de operação: eficiência em vários ambientes de trabalho. Absorvem choques: a sua inerente elasticidade mais a película de óleo entre seus componentes, reduz os efeitos danosos de choques e impactos. Leves e compactas: menor espaço e peso por HP transmitido. Maior durabilidade: a distribuição de carga entre vários dentes da roda, garante uma longa vida útil.

2. Principais Dimensões

As principais dimensões de uma corrente de rolo são:   

Passo Distância entre placas internas Diâmetro do rolo. a) O passo é a distância entre o centro de dois pinos consecutivos. b) A distância entre placas internas é a distância medida entre a face interna das placas do elo interno da corrente. c) Diâmetro externo do rolo.

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3. Composição Uma corrente é formada por elos externos e internos que se repetem alternadamente. O elo interno é formado por duas placas internas, duas buchas e dois rolos, sendo as buchas montadas com ajuste prensado nas placas enquanto os rolos giram livremente sobre as buchas. O elo externo é formado por dois pinos montados com ajuste prensado em duas placas externas e posteriormente rebitadas. À medida que a corrente articula nas rodas dentadas, os pinos giram dentro das buchas, uma vez que são montados com ajuste prensado em suas respectivas placas. Desta forma, pinos e buchas são os principais componentes sujeitos a desgaste. As placas internas e externas suportam as cargas de tensão aplicadas na corrente e estruturalmente mantêm pinos e buchas no lugar. Os rolos absorvem os choques, reduzindo o impacto do engrenamento da corrente na roda dentada.

4. Elo de Redução e Elo de Emenda

O elo de redução é uma combinação de elo externo e interno em um único elo e é usado quando o número total de elos da corrente fechada é ímpar (fig.1). O elo de emenda é um tipo especial de elo externo. A principal diferença com este último é que somente uma das extremidades dos pinos é montada com ajuste prensado e rebitadas numa placa externa, enquanto na outra extremidade do pino, uma placa denominada de emenda é montada com ajuste deslizante. Permitindo, desta forma, que a corrente seja aberta ou fechada com facilidade. Neste extremo do pino, o travamento da placa pode ser feito de várias maneiras: por contra pino tipo cupilha (fig.2), por grampo elástico (fig.3), por contra pino tipo bengala ou outros. 5. Normas para Corrente de Rolo Internacional: Americana: Brasileira:

ISO 606 ANSI B29. 1 NBR 6390

6. Considerações Importantes Dois fatores importantes devem ser considerados ao determinar a qualidade de uma corrente de rolo: a resistência ao desgaste e à fadiga. Como a maioria dos elementos de máquina, a vida útil de uma corrente de rolo é determinada por um desses dois fatores. ��

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6.1. Desgaste Normalmente, uma corrente de transmissão, selecionada corretamente, tem como fator determinante do fim de sua vida útil, o desgaste que ocorre na área da articulação do pino e da bucha. Uma corrente é considerada desgastada quando o alongamento excessivo, provocado pelo atrito nas áreas de contato pino-bucha, impede o engrenamento da corrente com a roda dentada. O desgaste normal é provocado pela oscilação do pino dentro da bucha, pela rotação do rolo sobre a bucha e pela rotação do rolo no dente da roda dentada. Se o desgaste entre pinos e buchas atinge valores extremos, a corrente pode acavalar na roda dentada. Neste caso, a corrente deve ser substituída, tomando-se muito cuidado para garantir que a sua instalação, lubrificação e manutenção sejam feitas corretamente. Estes fatores são os que mais contribuem para o aumento da vida útil das correntes de rolo.

6.2. Fadiga A variação de tensão, provocada pela oscilação de carga que ocorre entre o tramo tenso e o tramo folgado da corrente, normalmente não é suficientemente grande para danificá-la, quando a mesma foi corretamente selecionada. As correntes de rolo podem sofrer falhas por fadiga quando sujeitas a elevadas cargas cíclicas. A magnitude e freqüência, de tais cargas, vão determinar a vida útil da corrente. Quando a transmissão for projetada para suportar um número determinado de ciclos de sobrecarga, através de uma seleção correta, que considere o limite de carga de fadiga da corrente, pode-se obter um número satisfatório de horas de trabalho.

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6.3. Interação Corrente/Roda Dentada Para que uma corrente tenha uma longa vida útil, deve ser corretamente fabricada, selecionada e usada com rodas dentadas, também fabricadas obedecendo obedecend o às mesmas normas da corrente.

Uma corrente de rolo é basicamente uma série de mancais ligados por placas externas e internas. A flexibilidade da corrente é dada pelo movimento dos mancais à medida que a mesma entra e sai da roda dentada. A maior rotação do pino com relação à bucha ocorre nos pontos A, B, C e D. Durante cada ciclo completo de um sistema de transmissão por correntes, cada elo completa um ciclo de carga. No tramo de trabalho a corrente suporta a carga máxima. No tramo folgado, resta um mínimo de tensão ou carga. A tensão da corrente é absorvida pelos dentes da roda dentada. A capacidade da roda dentada para absorver esta tensão depende do ângulo de pressão do dente, do número de dentes e da tensão do tramo folgado. À medida que a corrente circula ao redor da roda motriz (de A até B), o primeiro dente contatado (no ponto A) absorve um percentual da tensão da corrente. O segundo dente absorve o mesmo percentual da tensão residual não absorvida pelo primeiro dente. Este processo se repete com cada dente absorvendo um percentual da tensão residual não absorvida pelo dente precedente. Finalmente, (no ponto B), há apenas uma pequena quantidade de tensão não absorvida pelos dentes compreendidos entre os pontos A e B. esta tensão residual deve ser balanceada pela tensão no tramo folgado se a transmissão funcionar corretamente. Normalmente, o ponto de balanceamento ocorre antes de a corrente entrar no tramo folgado. folg ado. De B até C, a carga na corrente é relativamente pequena. A carga aumenta entre C e D, até que a corrente alcance novamente sua tensão máxima. Este ciclo de carga enfatiza a importância de que a corrente e as rodas dentadas sejam corretamente fabricadas e selecionadas. Uma longa vida útil se obtém unicamente quando corrente e rodas dentadas são de elevada qualidade.

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7. Dados Técnicos 7.1. Passo Usar o menor passo possível capaz de transmitir a potência e a carga na velocidade exigida pela aplicação. Normalmente, as correntes simples satisfazem a maioria das exigências e têm um custo menor. Correntes múltiplas, de passo pequeno, devem ser usadas para transmitir potência a altas velocidades ou quando se desejar um baixo nível de ruído, desde que possam ser usadas rodas dentadas com grande número de dentes. 7.2. Número de dentes da Roda Dentada Menor A quantidade mínima de dentes recomendada para a roda dentada menor varia em função da velocidade e da potência transmitida. 7.3. Relação de Transmissão A relação de transmissão é determinada pelas velocidades das rodas motriz e conduzida. Corretamente selecionadas, as relações de transmissão podem chegar até a ordem de 10 : 1 (normalmente, 6 : 1 é a máxima relação recomendada). Porém, desdobrar transmissões (com altas relações), em duas ou mais, proporciona melhores características de operação. Também, são mais econômicas do que uma única redução de elevada relação de transmissão.

7.4. Distância entre Centros Para um máximo de vida útil da corrente, recomenda-se que a distância entre centros, das rodas dentadas, situe-se em torno de 30 a 50 passos. Para distâncias menores que 30 passos, deve-se cuidar de que o arco de contato da corrente com a roda dentada menor seja de, no mínimo, 120º. Para distâncias maiores que 50 passos, devem-se ser utilizados apoios; distâncias maiores que 80 passos devem ser evitadas. Se o projeto exigir valores maiores deve-se colocar um eixo intermediário e desdobrar a transmissão em duas ou mais.

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7.5. Tensão na Corrente É importante que a corrente trabalhe sempre sob a tensão certa. Após as primeiras 100 horas de operação, recomenda-se fazer um ajuste da tensão da corrente visando eliminar folgas provenientes do alongamento inicial. Os ajustes posteriores dependerão das condições da operação.

Quando existir a possibilidade de deslocar algum dos eixos, o ajuste será fácil e simples. Para eixos fixos, a tensão da corrente pode ser mantida por meio de um esticador manual ou automático. A roda dentada do esticador deve ter, no mínimo, o mesmo número de dentes da roda dentada menor. O esticador deve ser localizado no tramo folgado da correntes, próximo da roda dentada menor e na parte externa da transmissão, aumentando, desta maneira, o arco de engrenamento da corrente com a roda. A tensão da corrente deve ser cuidadosamente mantida quando a operação apresentar algumas das seguintes características:    

eixos fixos; transmissões verticais ou quase verticais; ve rticais; cargas de choque ou impacto; transmissões reversíveis.

7.6. Baixas Velocidades Para a seleção de uma corrente a velocidades extremamente baixas, que não aparecem nas tabelas Capacidades de Potência, deve-se escolher a corrente com base na sua carga limite de resistência à tração, de forma que a relação carga limite/carga de trabalho seja, no mínimo, 6 : 1. A carga de trabalho pode p ode ser calculada com a fórmula que passaremos mais adiante. 7.7. Transmissões que Operam em várias Velocidades Para transmissões provenientes de um conversor de torque de um motor de combustão interna com engrenagem de câmbio de velocidade ou de um motor elétrico de potência constante e velocidade variável, deve-se selecionar a corrente com base na sua carga limite de resistência à tração, de forma que a relação carga limite/carga de trabalho seja no mínimo 6:1. Em transmissões provenientes de motores elétricos, com velocidade e potência variável, a seleção deve ser feita de modo a atender à condição máxima de carga. Na seleção do passo da corrente, deve ser considerada a faixa de velocidades envolvidas. 7.8. Disposições Recomendadas para Sistemas de Transmissão por Corrente A disposição relativa das rodas dentadas deve receber uma consideração especial a fim de se obter a maior eficiência do sistema e da vida útil da corrente. A seguir, mostramos as disposições mais recomendadas:

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8. Classificação de cargas. CLASSE 1 – 1 – Cargas

CLASSE 2 – 2 – Cargas

CLASSE 3 – Choques Pesados,

Constantes

Pulsantes

Altos Picos de Carga

Fator de Serviço: 1,0

Fator de Serviço: 1,3

Fator de Serviço: 1,7 Serviço: 1,7

EXEMPLOS TÍPICOS

EXEMPLOS TÍPICOS

EXEMPLOS TÍPICOS

Agitadores: líquidos Agitadores: líquidos

Misturador: Misturador: argila,

Britadeiras

Transportadores:

argamassa.

Transportadores: oscilantes Transportadores: oscilantes e

uniformemente

Transportadores:

vibradores (Shakers),

carregados ou

carregados pesadamente,

alimentadores de britadeiras.

alimentados.

desuniformente

Geradores: Geradores: elétricos

alimentados.

Guindastes: serviço Guindastes: serviço pesado,

Árvores de

Dragas e Elevadores de

exploração de madeira,

Transmissão: Transmissão: serviço

Caçambas:

serralheiras, equipamentos de

leve

descarregamento

perfuração rotativa.

centrífugo,

Dragas: separador Dragas: separador em lavador de

descarregamento direto,

vaivém, transmissão do suporte

contínuo.

de perfuração.

Máquinas: Máquinas: todos os tipos com cargas não reversíveis.

Guinchos de Elevação,

Processamento de ��

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Bombas: centrífugas, de

Alimento: cortadores,

Bombas para Dragas: bombas

engrenagens rotativas.

misturadores de massa de

de lama.

Peneiras: rotativas,

farinha, moedores de

Britadores de Martelo.

uniformemente

carne, trituradores e

alimentadas

desfibradores (não incluindo britadores). Lavadoras: lavadoras,

Máquinas: prensas de estampagem, guilhotinas e todos os tipos sujeitas a severos impactos ou choques e cargas

centrífugas.

reversíveis.

Árvores de

Usinas Siderúrgicas: trefilas,

Transmissão: serviço

máquinas de conformação,

pesado. Máquinas: todos os tipos, com choques moderados e cargas não

acionamento dos cilindros, bancadas de tensionamento. Moinhos Rotativos: bolas, tolos e cilindros.

reversíveis. Bombas: de vácuo, de pistão.

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9. Informações Gerais para Instalação As correntes de rolo para transmissão de potência mecânica exigem, na sua instalação, uma série de cuidados os quais favorecem o aumento da sua vida útil e, também, de todo o sistema de transmissão. 9.1. Precauções Ao montar ou desmontar a corrente: a) desligar sempre, da rede elétrica, o equipamento antes de remover ou instalar a corrente; b) usar equipamentos de proteção individual – óculos, luvas e sapatos de segurança; c) apoiar a corrente e suas partes para prevenir movimentos indesejáveis; d) é recomendado o uso de equipamentos de fixação. As ferramentas devem estar em boas condições e ser corretamente usadas; e) não tente desmontar ou montar a corrente, exceto se souber a construção da mesma (incluindo o sentido correto para remover ou colocar o pino); f) nunca utilize tramos, de correntes, danificados. 9.2. Eixos Os eixos motriz e conduzido devem ser paralelos e coplanares entre si, estando perfeitamente nivelados.   

verifique cuidadosamente o nivelamento de cada eixo, utilizando um nível de precisão com bolha aplicado diretamente no eixo; quando da utilização de correntes múltiplas, o nível pode ser aplicado através dos dentes da roda; verifique o paralelismo utilizando uma régua. Repita a verificação do nivelamento e aperte porcas e parafusos a fim de manter os eixos paralelos e nivelados.

9.3. Rodas Dentadas  

Nunca instale uma corrente nova num sistema com rodas dentadas desgastadas; Verifique o desgaste dos dentes e, caso os mesmos apresentem o formato tipo “bico de papagaio” (Fig. a), troque as rodas dentadas.

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Figura 11

Como alternativa, sempre que possível, pode-se virar as rodas dentadas no eixo, de forma que a corrente trabalhe sobre a face do dente sem desgaste:  

assegure-se de que as rodas dentadas não apresentem empenamento; alinhe-as axialmente no eixo, usando uma régua, como aparece na figura, e cuidando para que a mesma se apóie ao longo de todas a superfície lateral de ambas as rodas dentadas.

É admissível um desalinhamento conforme indicado abaixo: Distância entre centros dos eixos até o Desalinhamento máximo admissível limite máximo de 50 passos da corrente utilizada D (mm) D(mm) 1000

Certifique-se de que tanto as rodas dentadas quanto as correntes tenham sido fabricadas sob as mesmas normas técnicas. Exemplo: correntes fabricadas sob Norma ANSI B29.1 só poderão ser utilizadas com rodas dentadas produzidas sob esta mesma Norma.

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9.4. Ajuste da corrente

O ajuste da folga ou flecha da corrente é de fundamental importância para o seu correto funcionamento. Ao contrário das correias, as correntes não requerem tensão inicial na montagem. Uma flecha de 2% a 3%, da dist6ancia entre centros, que permita sua flexão com a mão, é a folga recomendada na montagem da corrente nas rodas dentadas. Quando a corrente trabalha tensa demais, isto é, sem folga, seus componentes ficam sujeitos a cargas desnecessárias, sem por isto transmitir mais potência do que uma corrente instalada de forma correta. Isto causa o desgaste rápido das articulações da corrente, devido ao excesso de pressão nas mesmas, assim como o desgaste acelerado nos mancais dos eixos condutor e conduzido. A tensão excessiva também desfavorece a formação de uma película de óleo entre os componentes da articulação da corrente, prejudicando a lubrificação e sendo mais um fator que contribui para o desgaste acelerado. Folga em excesso também é prejudicial, por permitir vibrações e a flexão da corrente o que, por fadiga e desgaste, reduz a vida útil. Em longas distâncias entre centros, recomenda-se a utilização de apoios, tais como guias ou rodas dentadas intermediárias, para evitar uma flecha excessiva.

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Sistemas de transmissão verticais, sistemas sujeitos a cargas de choque ou reversão e freios dinâmicos devem operar com os dois tramos da corrente tensos. Inspeções periódicas devem ser realizadas para evitar o acúmulo excessivo de folga. Para determinar a flecha da corrente, mantenha um tramo tenso (permitindo acumular toda a folga no tramo oposto), coloque uma régua (como ilustrado na figura abaixo) e pressione a corrente no centro do tramo, de forma a permitir a medição da flecha. Ajuste os centros das rodas dentadas até corrigir o valor da flecha.

Valores da flecha para 2% da distância entre centros das rodas dentadas: DISTÂNCIA ENTRE CENTROS (mm): 500 750 1000 1250 1500 1750

2000

2250

2500

2750

3000

FLECHA (mm): 10 15 20

40

45

50

55

60

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25

30

35

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10. Rodas Dentadas A eficiência de um sistema de transmissão por corrente e a vida útil de seus componentes depende, em grande parte, da interação da corrente com a roda dentada. Informalmente, a seguir, dados importantes referentes às principais dimensões das rodas dentadas.

10.1. Diâmetro Primitivo (Dp) É o diâmetro definido pela circunferência que passa pelo centro dos pinos da corrente quando, a mesma, abraça a roda dentada. 10.2. Diâmetro da Raiz do Dente (Dr) É o diâmetro primitivo menos o diâmetro (d1) do rolo da corrente. É importante que o diâmetro da raiz do dente não seja superdimensionado o que introduz sobrecargas à corrente, eixos mancais, etc. Quando o número de dentes (z) for par mede-se entre as bases de dois vãos opostos. Quando o número de dentes (z) for ímpar, mede-se desde a base do vão entre dois dentes até a base do vão oposto mais próximo. 10.3. Diâmetro Externo (De) É o diâmetro medido sobre o topo dos dentes. O diâmetro máximo do cubo da roda dentada é determinado pela necessidade de folga entre o cubo e as placas da corrente quando, a mesma, abraça a roda dentada. O diâmetro máximo do furo da roda depende da resistência necessária da parede do cubo, na qual deve ser considerado, também, o rasgo da chaveta. Dp =

90 p , Dr = Dp − d 1 quando z for par, Dr = Dp Cos − d 1 quando z for ímpar 180 z Sen z De = Dp + 1,25 p − d 1 (máx.)

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11. Manutenção A manutenção apropriada para correntes de rolo requer: a) lubrificação adequada b) inspeção periódica c) tensão adequada Uma cuidadosa inspeção periódica das correntes e rodas dentadas é necessária para detectar eventuais problemas, antes que sérios danos apareçam na transmissão. O custo da manutenção preventiva é diluído na extensão da vida útil da corrente. A freqüência da inspeção será feita em função da aplicação da corrente. Uma lista de inspeção deve fazer parte da rotina de manutenção onde constem dados como: data da instalação da corrente, freqüência de lubrificação, data do último ajuste, etc. Durante o período inicial de operação da corrente, isto é, nas primeiras horas de trabalho, é conveniente fazer-se inspeções mais freqüentes e os ajustes necessários. Vencido este período inicial, a inspeção poderá ser feita com intervalos maiores de tempo. 11.1. Substituição da Corrente e da Roda Dentada As correntes de rolo para transmissão de potência mecânica são projetadas de forma que o final de sua vida útil seja conseqüência do desgaste de seus componentes (principalmente, pino e bucha) e não por ruptura. Neste último caso, tanto quando a ruptura ocorrer por cisalhamento do pino (normalmente, pela ultrapassagem da carga limite de resistência à tração) como por ruptura de placa (normalmente, pela ultrapassagem da carga limite de resistência à fadiga), além da substituição da corrente, deve-se avaliar as condições da transmissão como um todo, incluindo a seleção da corrente. À medida que os componentes da articulação (pino e bucha) sofrem desgaste, o passo da corrente vai se modificando e, como conseqüência, o comprimento total, da mesma, aumenta. Este alongamento deve ser compensado ajustando a distância entre os centros das rodas dentadas, ajustando o esticador ou reduzindo o comprimento total da corrente (através da retirada de um ou mais elos). Em caso contrário, a folga excessiva provocará vibrações prejudiciais à transmissão podendo, então, a corrente acavalar nos dentes da roda dentada, o que ocasionará trancos e impactos no sistema. As rodas dentadas são projetadas de forma a admitir certo desgaste e um conseqüente alongamento da corrente. Porém, este alongamento tem um limite. A avaliação deste alongamento é feita através da medição do comprimento da corrente. Este procedimento de medição é extremamente simples. O primeiro passo é aplicar, ao tramo escolhido, uma carga mínima a qual elimine as folgas entre pinos e buchas e que mantenha a corrente em linha reta. Deve-se utilizar o maior número de passos possível (no mínimo, quatro passos). A medição pode ser feita pelo uso de uma régua metálica ou trena, escolhendo um pino em cada extremidade do tramo a ser medido e determinando a distância entre eles (através do uso do mesmo ponto de referência em cada pino). A borda da cabeça do pino é, normalmente, um bom ponto de referência como representado a seguir:

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12. O percentual de alongamento é definido da seguinte forma: compriment o medido − ( passo % alongament o =

no min al × nº de passos medidos) ( passo no min al × nº de passos medidos )

× 100

Exemplo: a medição de 20 elos de uma corrente ANSI 160, de 2”(50,8 mm) de passo deu como resultado 1.038,86 mm. % alongament o =

1.038,86 − (50,8 × 20) (50,8 × 20)

× 100 = 2,25%

O limite de alongamento máximo permitido é de 3% a 5%. Além destes percentuais, a corrente não tem mais condições de operar e, desta forma, deverá ser substituída. Do mesmo modo que a corrente, a roda dentada sofre desgaste na face do dente (pelo atrito com o rolete da corrente). Este desgaste é perceptível a olho nu através da verificação de que o vão entre os dentes começa a aumentar e o perfil, do dente, a se deformar. Esta deformação faz com que o dente tenda a tomar um formato tipo “bico de papagaio” (Figura 1.15 a). Como resultado desta mudança, a corrente fica sobrecarregada, prejudicando sua entrada e saída na roda dentada, causando “chicotaços”, vibrações e operação irregular, principalmente, em altas velocidades. Isto determina o final da vida útil das rodas dentadas, as quais, na maioria dos casos, podem ser invertidas no eixo (uma boa solução para aumentar a vida útil das mesmas). A eficiência do sistema, formado pelas rodas dentadas e a corrente, depende da interação das mesmas. As normas de fabricação de ambas devem ser correspondentes, nunca devendo ser instalada uma corrente nova m rodas dentadas desgastadas ou ao contrário. 13. Procedimento para Estocagem 1º Caso: Corrente Usada 1. Lavar, perfeitamente, a corrente com querosene; 2. Enrolar a corrente; 3. Mergulhar a corrente em graxa anti-corrosiva, levemente aquecida (banho-maria), para torná-la mais líquida. Manter a corrente no banho o tempo necessário para que a graxa penetre entre todos os componentes da mesma (máximo: 10 minutos); 4. Retirar a corrente do banho e aguardar até a graxa atingir maior viscosidade; 5. Embalar a corrente e estocá-la, de prefer6encia, em caixa de madeira fechada. 2º Caso: Corrente Nova 1. Manter a corrente dentro da caixa (fechada), conforme recebida da fábrica, pois a mesma recebeu um banho anti-corrosivo; 2. Se a corrente foi muito manipulada, aplicar a graxa nos pontos onde a manipulação possa ter retirado a proteção. Estocar conforme itens 2 e 5 do 1º caso.

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14. Exercícios 1. Nos sistemas de transmissões por correntes é necessário que todas as engrenagens de corrente estejam num mesmo _____________ e os eixos estejam _________________ entre si. 2. Cite três vantagens da utilização das correntes de rolos na transmissão de potência mecânica. 3. Quais as principais dimensões das correntes de transmissões de rolos? 4. O que é pretensão de uma corrente de transmissão? 5. Além das correntes de rolos, quais os tipos de correntes utilizadas na indústria mecânica? 6. Como devem estar montadas as engrenagens e as correntes num sistema de transmissão para que este tenha uma boa eficiência? 7. As correntes podem ser fechadas por: ( ( ( (

) Rebitagem dos pinos ) Soldagem dos pinos ) Cupilhas ou travas elásticas ) Parafusos e arruelas

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MÓDULO 11 - MOTOREDUTORES E REDUTORES 1. Conceito Dá-se o nome de “Motoredutor” a um acionamento composto por flangeamento de um motor elétrico a um redutor de velocidade. Eles servem para acionar máquinas e equipamentos de baixa velocidade de todas as espécies. Transmissões, correntes e engrenagens abertas, usadas para diminuírem a velocidade após os motores elétricos, têm as desvantagens de grande desgaste e baixo rendimento, além de ocuparem espaço demasiadamente grande. No motoredutor são reunidas, numa unidade compacta e homogênea, todas as peças necessárias para o acionamento. Motoredutores são a prova de poeira e jatos de água e, desta maneira, destinados a servirem bem em ambientes úmidos e poeirentos, assim como ao ar livre. Grades e capas de proteção, usualmente imprescindíveis em transmissões abertas, tornam-se desnecessárias. A construção compacta permite a montagem no lugar do serviço em tempo e espaço mínimo. O acionamento nos dois sentidos de rotações é possível sem restrições. A montagem pode ser feita em qualquer forma construtiva, observando as instruções de lubrificação. A manutenção exigida é mínima. Ela se restringe à troca dos lubrificantes a cada 10.000 horas de serviço. A construção do motoredutor é robusta e sólida. Os eixos de entrada e saída são coaxiais. A engrenagem de saída não é suportada em balanço. A grande distância existente entre os mancais e os pesados rolamentos, permite forças radiais até 68500 N na ponta do eixo de saída. A carcaça é reforçada por uma parede central que também serve como mancal dos rolamentos. As engrenagens são de fabricação própria. Os flancos dos dentes são cementados e retificados ou xavados (processo “shaving”). Todas as engrenagens são lubrificadas por banho de óleo, favorecendo rápida dissipação do calor e manutenção simplificada. Os motoredutores são fornecidos prontos para uso, em execução com pés ou com flange, bem como em todas as formas construtivas. O motor é dimensionado conforme a potência requerida no eixo de saída. A montagem do motoredutor se faz em qualquer forma construtiva, de modo rápido e sem complicações.

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2. Simbologia Todo acionamento está pronto para funcionamento. O volume do óleo lubrificante depende da forma construtiva. As formas construtivas correspondem a norma DIN 42.950. SÍMBOLOS

FIXAÇÃO Fixação

Base de fixação para o braço de torção

Respiro

Nível de óleo

Dreno de óleo

Posição da caixa de ligação: 0º, 90º, 180º ou 270º. Na folha de formas construtivas, sempre corresponde a 0º.

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Entrada do cabo elétrico: normal, 1, 2 ou 3. Posição do alívio manual para motores com freio.

Sentido de rotação: (somente para acionamentos equipados com contra-recuo) horário ou anti-horário, olhando-se o eixo de saída.

Para acionamentos angulares indicar: Posição do eixo de saída: A, B ou A + B Posição do flange: A, B ou A + B

Rotações Os valores das rotações de saída, indicados nas tabelas são aproximados. Eles dependem do tamanho do motor e da carga relativa incidente sobre ele, bem como da rede elétrica. Variações até ± 4% são admissíveis. A rotação de saída do redutor é calculada pela seguinte fórmula:

Rotações de saída =

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rotações do motor redução (i ) ��

Para todos os acionamentos, são indicadas as forças radiais admissíveis. Elas referem-se aos eixos normais de catálogo, considerando-se que o centro da força age sobre o ponto central do comprimento da ponta do eixo, e carga do tipo I. Obtêm-se condições mais favoráveis quando a força radial aplicada atua o mais próximo possível do mancal. Condições diferentes exigem recálculo dos valores citados. Mediante montagem de rolamentos reforçados ou por definição exata do ângulo de direção da força radial, cargas mais altas sobre o eixo de saída são admissíveis.

3. Momentos de Inércia Os momentos de inércia dos redutores são relativamente pequenos e situam-se na faixa de 2 – 12% dos momentos de inércia dos motores flageados; por isto, podem ser desprezados na maioria dos casos. 4. Exemplos Motoredutores e Redutores são projetados para serviço normal com fator de serviço 1 (f.s.=1), isto é, uma carga uniforme, com pequenas massas a serem aceleradas e poucas ligações hora. Para outras condições de trabalho necessitamos do chamado “fator de serviço” (f.s.) (vide diagrama dos fatores de serviço). Este fator de serviço considera o tipo de carga, a duração de serviço/dia, e o número de ligações/hora. Ele exerce influência unicamente sobre o tamanho do redutor, não sobre a potência do motor trifásico. Caso o eixo de saída não for acoplado diretamente, mas montados nele elementos de transmissão, como polias, pinhões de corrente, engrenagens ou braços excêntricos, deve-se verificar se as forças radiais resultantes não ultrapassam as admissíveis. Em tais casos, devese tomar em consideração que as forças radiais admissíveis indicadas nas tabelas abaixo dos valores das rotações, referem-se às forças agindo sobre os eixos de saída normal e com o centro da força agindo sobre o centro do comprimento da ponta do eixo. 5. Redutores com Adaptadores A todos os redutores de engrenagens helicoidais, cônicas e de rosa sem-fim podem ser acoplados adaptadores sobre a tampa mancal de entrada. Esta alternativa possibilita a montagem de outros tipos de motores. 6. Escolha do Acionamento Para o dimensionamento e a escolha correta do acionamento é imprescindível o conhecimento exato de sua aplicação. As condições de serviço na sua influência sobre o redutor expressam-se internacionalmente nos chamados “fatores de serviço”, cujas curvas demonstradas no diagrama seguinte. Os valores resultaram da experiência na prática e foram comprovados cientificamente em testes de laboratório. A carga equivalente sobre o redutor, em relação ao momento de torção nominal ou à carga radial nominal, é maior ou menor na proteção dos Fatores de Serviço f s.

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7. Tipos de Carga I. Uniforme, Fator de aceleração das massas admissível ≤ 0,2. II. Choques moderados, Fator de aceleração das massas admissível ≤ 3. III. Choques fortes, Fator de aceleração das massas admissível ≤ 10. Fator de aceleração das massas

Todos os momentos de inércia das partes acionadas Momento de inércia do motor

Nas tabelas de potências, todos os acionamentos SEW são calculados com rotações para serviço contínuo em máquinas acionadas com carga uniforme e pequenas massas a serem aceleradas (tipo de carga I). Desta forma, os redutores de engrenagens helicoidais trabalham dentro da faixa de resistência permanente à fadiga. Exemplo: Tipo de carga I – 200 ligações/hora a. Duração de serviço 8 horas/dia, f.s.=1. Escolha do redutor conforme os dados das tabelas. b. Duração de serviço 24 horas/dia, f.s.=1,35. O momento de torção máx. do redutor tem que ser no mínimo 35% acima do momento requerido da máquina acionada. A sua durabilidade dica determinada somente por peças de desgaste, como retentores, rolamentos e lubrificantes. Aplicações com duração de serviço limitada permitem, às vezes, uma diminuição do tamanho do redutor em comparação com as tabelas de potência. ��

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I. Massas uniformes, pequenas, a serem aceleradas: Ventiladores, bombas centrífugas, agitadores e misturadores de líquidos e semilíquidos de densidade constante, furadeiras, máquinas, lavadoras e engarrafadores de bebidas, mesas de montagem, transportadoras de correias, elevadores inclinados, elevadores para cargas de pequeno porte, plataformas, alimentadores de rosca com velocidade constante, alimentadoras, enlatadoras, elevadores, etc... II. Choques moderados, massas médias a serem aceleradas: Ventiladores pesados, bombas de engrenagens e rotativas, agitadores e misturadores para líquidos de densidade variável, amassadeiras, guinchos, portões, transportadores de correias trabalhando em serviço irregular, elevadores de serviços pesados, fornos rotativos, tambores, moinhos de bola, bases giratórias, marombas, etc... III. Choques pesados, massas grandes a serem aceleradas: Bombas a êmbolo, centrífugas, transportadores vibratórios, prensas de estampar, guilhotinas, transportadores de rolos acionados, máquinas de fundição, viradeiras, prensas, tambores de limpeza, calandras, misturadores de borracha, moinhos para cimento, etc...

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Motoredutores de engrenagens helicoidais.

Redutores de engrenagens helicoidais.

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Motoredutores de eixos paralelos e redutores de eixos paralelos.

Motoredutores de engrenagens cônicas. ��

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Redutores de engrenagens cônicas.

Motoredutores de rosca sem-fim.

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Redutores de rosca sem-fim.

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8. Exercícios a) O que é um motoredutor? b) Quais as vantagens dos motoredutores em relação aos sistemas de transmissões antigamente utilizados? c) Que tipos de cargas os motoredutores podem estar submetidos? d) Quais os quatro tipos de motoredutores que existem no mercado atualmente?

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MÓDULO 12 – CABOS DE AÇO 1 - Generalidades Cabos são órgãos flexíveis compostos de elementos torcidos ou trançados e em seguida enrolados. As principais aplicações dos cabos são: dispositivos de elevação (talhas, cadernais, guinchos, guindastes, etc.), transportes de cargas (teleféricos), comandos ou mecanismos (pás e caçambas de terraplanagem) e outras.

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Arame – Elemento metálico obtido por estiragem.

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Perna – Conjunto de arames enrolados entre si. Cabo – Conjunto final de toros enrolados entre si ou em torno de um núcleo

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denominado alma, que pode ser têxtil, metálico ou misto. 2 – Almas dos cabos a) Alma de Fibra São utilizadas fibras naturais (AF) sisal ou rami, ou fibras artificiais de polipropileno. As fibras artificiais (AFA) são utilizadas em cabos especiais por seu custo ser superior á fibra natural. 1. A alma de fibra oferece apoio macio ás pernas. 2. A alma de fibra faz com que o cabo fique mais flexível do que o cabo com alma de aço. 3. A alma de fibra normalmente é lubrificada. Quando o cabo sofre a tração, consequentemente há também uma compressão da alma situada na região central do cabo, liberando assim o lubrificante con tido no interior da alma de fibra. 4. Cabos com alma de fibra, geralmente são mais leves. 5. Cabos com alma de fibra, geralmente são mais baratos. 6. Cabos com alma de fibra, são mais fáceis de trançar e prensar, facilitando o seu manuseio.

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b) Alma de Aço São almas que garantem maior resistência aos amassamentos, aumentam a resistência à tração, porém diminuem a flexibilidade. a) Os cabos com alma de aço são mais eficientes onde há a necessidade: Trabalhar comprimidos e enrolados desordenadamente nos tambores com grandes esforços. Sofrendo violentos impactos de tração.

b) Os cabos com alma de aço são podem ser utilizados em locais com temperaturas elevadas, as quais poderiam ocasionar riscos às almas de fibra. c) Quando em razões de projeto se deseja o aumento da carga de ruptura para um mesmo diâmetro. d) Em cabos estáticos, algumas vezes se consegue um diâmetro menor, com peso menor e consequentemente um preço menor.

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3 – Materiais Os cabos de aço têm a maior aplicação. O material é o composição:   

Siemens Martin,

tendo como

Carbono: 0,30 a 0,85 %, Silício: 0,30 % e Manganês: 0,40 a 0,80 %.

Outros materiais utilizados são:    

Cobre Alumínio Bronze Latão

4. Tipos de cabos de aço. A letra pode ser:

Na composição "Seale" existem pelo menos duas camadas adjacentes com o mesmo número de arames. Todos os arames de uma mesma camada possuem alta resistência ao desgaste.

"Warrington" é a composição onde existe pelo menos uma camada constituída de arames de dois diâmetros diferentes e alternados. Os cabos de aço fabricados com essa composição possuem boa resistência ao desgaste e boa resistência à fadiga.

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A composição "Filler" possui arames principais e arames finos, que servem de enchimento para a boa acomodação dos outros arames. Os arames de enchimento não estão sujeitos às especificações que os arames principais devem satisfazer. Os cabos de aço fabricados com essa composição possuem boa resistência ao desgaste, boa resistência à fadiga e alta resistência ao amassamento.

Por outro lado, ainda existem outros tipos de composições que são formadas pela aglutinação de duas das acima citadas, como por exemplo, a composição " WarringtonSeale" , que possui as principais características de cada composição, proporcionando ao cabo alta resistência à abrasão conjugado com alta resistência à fadiga de flexão.

5. Torção Quando as pernas são torcidas da esquerda para a direita, diz-se que o cabo é de "Torção à direita" (Z). Quando as pernas são torcidas da direita para a esquerda, diz-se que o cabo é de "Torção à esquerda" (S). Nenhum cabo de aço com torção à esquerda deve ser pedido sem que primeiro sejam consideradas todas as características do seu uso. No cabo de torção regular, os arames de cada perna são torcidos em sentido oposto à torção das próprias pernas (em cruz). Como resultado, os arames do topo das pernas são posicionados aproximadamente paralelos ao eixo longitudinal do cabo de aço. Estes cabos são estáveis, possuem boa resistência ao desgaste interno e torção e são fáceis de manusear. Também possuem considerável resistência a amassamentos e deformações devido ao curto comprimento dos arames expostos.

No cabo de torção Lang , os arames de cada perna são torcidos no mesmo sentido que o das próprias pernas. Os arames externos são posicionados diagonalmente ao eixo longitudinal do cabo de aço e com um comprimento maior de exposição que na torção regular. Devido ao fato dos arames externos possuírem maior área exposta, a torção Lang proporciona ao cabo de aço maior resistência à abrasão. São também mais flexíveis e possuem maior resistência à fadiga. Estão mais sujeitos ao desgaste interno, distorções e deformações e possuem baixa resistência aos amassamentos. Além do mais, os cabos de aço torção Lang devem ter sempre as suas extremidades permanentemente fixadas para prevenir a sua distorção e em vista disso, não são recomendados para movimentar cargas com apenas uma linha de cabo.

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6 - Inspeção e substituição dos cabos de aço Os cabos de aço quando em serviço devem ser inspecionados periodicamente afim de que sua substituição seja determinada sem que o seu estado chegue a apresentar perigo de uma ruptura. 6.1 - Número de arames rompidos Deve-se anotar o número de arames rompidos em um passo ou em cinco passos do cabo. Observar se as rupturas estão distribuídas uniformemente ou se estão concentradas em uma ou duas pernas. Neste caso há perigo destas pernas romperem antes do cabo. Arames rompidos visíveis atingirem 6 fios em um passo ou 3 fios em uma perna 6.2 – Arames gastos por abrasão Mesmo que os arames não cheguem a se romper, podem atingir um ponto de desgaste tal, que diminua consideravelmente o coeficiente de segurança do cabo de aço, tornando seu uso perigoso. Desgaste dos arames externos maior do que 1/3 de seu diâmetro original; 6.3 – Corrosão Durante a inspeção deve-se observar cuidadosamente se o cabo não está sofrendo corrosão. É prudente também uma medição do diâmetro do cabo em toda a sua extensão, para se verificar uma diminuição repentina do diâmetro do cabo. Diminuição do diâmetro do cabo maior do que 5% em relação ao seu diâmetro nominal; Danos por alta temperatura ou qualquer outra distorção no cabo, como dobra, amassamento ou "gaiola de passarinho". Exigem substituição por um novo.

Alma Saltada

Gaiola de passarinho

Dobra

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7. Medição de cabos de aço O diâmetro de um cabo de aço é aquele de sua circunferência máxima. Observe na ilustração abaixo a forma correta de medi-lo:

Modo errado

Modo correto

8. Colocação correta dos grampos Observe a correta colocação dos grampos (clipes) em suas extremidades. Só há uma maneira correta de realizar esta operação, com a base do grampo colocada no trecho mais comprido do cabo (aquele que vai em direção ao outro olhal). Para cabos de diâmetro até 5/8" (16 mm) use, no mínimo, três grampos. Este número deve ser aumentado quando se lida com cabos de diâmetros superiores.

Errado

Errado

Certo

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9. Lubrificação dos cabos de aço Os laços e cabos de aço devem ser bem lubrificados periodicamente, protegendo-os da corrosão e diminuindo os atritos interno e externo, aumentando sua durabilidade. Nunca se deve utilizar óleo queimado para tal operação, apenas os lubrificantes especialmente desenvolvidos para esse fim. O óleo queimado é um material ácido, que em vez de proteger acelera o processo de corrosão e normalmente apresenta partículas que acabam aumentando o desgaste do cabo por abrasão. Existem diversas formas de lubrificação, mas a mais eficiente é realizada por gotejamento ou pulverização, com o lubrificante sendo aplicado na região do cabo que passa pelas polias e tambores.

Com pincel

Com estopa

Gotejamento ou pulverização

10. Verificação das polias Com o uso constante, o cabo tem seu diâmetro reduzido. Como durante o trabalho o cabo provoca um desgaste natural das polias, quanto maior a redução do diâmetro do cabo, maior o desgaste irregular da polia, provocando assim um sulco de diâmetro inferior ao recomendado. Quando um cabo novo é colocado na polia danificada, este passa a não assentar perfeitamente no canal (Fig.1), provocando no cabo, durante o uso, amassamentos e desgaste por abrasão prematuros, que diminuirão sua durabilidade. Por tudo isso, procure verificar as polias com cuidado de tempos em tempos, e retifique aquelas que estiverem com problema. No caso do perfil da polia estar muito danificado (Fig.1), a melhor opção é substituí-lo por uma nova. O uso de um gabarito de polias facilita a identificação destes problemas.

Alinhamento da polia

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Inspeção da polia deve ser periódica

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11. Glossário de Termos Técnicos AA (alma aço)

Símbolo usado para designar a alma constituída de uma perna.

AACI (alma aço de cabo independente)

Símbolo usado para designar a alma constituída de cabo independente

AF (alma de fibra)

Símbolo usado para designar a alma constituída de fibra. NOTA: No Brasil, o símbolo AF é normalmente empregado para designar alma de fibra natural.

AFA (alma de fibra artificial)

Símbolo usado para designar a alma constituída de fibra artificial.

Alma

Núcleo em torno do qual as pernas são dispostas em forma de hélice. A alma poder ser constituída em fibra natural ou artificial, podendo ainda ser formada por uma perna ou um cabo de aço independente.

Arame

Fio de aço obtido por trefilação.

ASA

Associação de normas técnicas americana - American Standard Assossiation. Entidade que rege padrões técnicos nos EUA. Alguns países da América Latina e da Europa, também adotam essa norma.No Brasil a norma mais utilizada no segmento de engenharia é a DIN Deutch Industrien Normem, desenvolvida na Alemanha.

Bate-estaca

Equipamento usado em construção civil para aplicação de estacas de fundação e em alguns casos sondagem de solo.

Bitola

Distância entre dois eixos. Também pode ser considerada bitola, a medida do diâmetro de uma barra cilíndrica.

Cabo de aço

Conjunto de pernas dispostas em forma de hélice, podendo ou não ter uma alma de material metálico ou de fibra.

Cabo de aço galvanizado

Cabo de aço constituído por arames galvanizados. Podem ser galvanizados na bitola final (sem retrefilação posterior) ou em uma bitola intermediária e retrefilados posteriormente.

Cabo de aço polido

Cabo de aço constituído por arames de aço sem qualquer revestimento.

Cabo pré-formado

Cabo constituído de pernas, nas quais a forma helicoidal é dada antes do fechamento do cabo.

Cabos compostos com arames de diâmetro diferentes

Designação utilizada para indicar que na composição das pernas existem arames com diâmetros diferentes. As composições mais conhecidas são Seale, Filler e Warrington.

Cabos compostos com arames de mesmo diâmetro

Designação utilizada para indicar que na composição das pernas os diâmetros são aproximadamente iguais. O processo de fabricação deste cabo envolve normalmente uma ou mais operações de fechamento da perna.

Composição dos cabos

Maneira como os arames estão dispostos nas pernas.

Construção

Termo genérico usado para indicar o número de pernas, o número de arames de cada perna, a sua disposição e o tipo de alma.

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Core

Núcleo do cabo de aço. Pode ter diversas construções, entre elas as mais conhecidas são: núcleo de fibra, núcleo de arame e núcleo de plástico.

Cushion Core

Cabo de aço com estrutura de construção especialmente projetada para uso em segmento de mineração. Sua construção conta com revestimento plástico.

Filler

Designação utilizada para indicar que na composição das pernas existem arames principais e arames finos, que servem de enchimento para a boa acomodação dos outros arames. Os arames de enchimento não entram no cálculo da carga de ruptura dos cabos, nem estão sujeitos ao atendimento de requisitos que os arames principais devem satisfazer.

Passo do cabo

Comprimento correspondente a uma volta completa de uma perna ao redor da alma.

Perna

Conjunto de arames torcidos em forma de hélice, podendo ou não ter um núcleo ou alma constituído por um arame, outro material metálico ou fibra.

Seale

Designação utilizada para indicar que na composição das pernas existem pelo menos duas camadas adjacentes com mesmo número de arames. Todos os arames de uma mesma camada possuem o mesmo diâmetro.

Torção Lang

Designação utilizada quando o sentido da torção da camada externa dos arames nas pernas é igual ao do torcimento das pernas no cabo. Na torção Lang, o sentido de torção das pernas pode ser tanto da esquerda para a direita (torção Lang à direita) como da direita para a esquerda (torção Lang, à esquerda).

Torção regular

Designação utilizada quando o torcimento dos arames da camada externa da perna tem sentido oposto ao torcimento das pernas do cabo. Na torção regular, o sentido de torção das pernas pode ser tanto da esquerda para a direita (torção regular à direita) como da direita para a esquerda (torção regular à esquerda).

Warrington

Designação utilizada para indicar que na composição das pernas existe pelo menos uma camada constituída de arames de dois diâmetros diferentes e alternados.

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12 – Exercícios 1 – O que são cabos de aço? 2 – Quais os tipos de almas existentes nos cabos de aço? 3 – Comente a relação entre flexibilidade e desgaste por abrasão de um cabo de aço. 4 – Com relação ao acabamento como podem ser os cabos de aço? 5 – Qual o tipo de cabo de aço que tem a tendência a formar nós com maior facilidade? 6 – Quando usamos cabos de aço com alma de aço? 7 – Desenhe a maneira correta de se medir um cabo de aço 1 x 7. 8 – Que tipo de acabamento de cabo de aço usamos quando temos um ambiente agressivo? 9 - Como se dividem os cabos de aço? 10 - O que é a alma de um cabo de aço? Como interfere na flexibilidade? 11 - Cite três tipos de inspeção para os cabos de aço. 12 - Qual é a composição básica de material na construção de um cabo de aço?

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MÓDULO 13 - ELEMENTOS DE VEDAÇÃO

1. Introdução O desenvolvimento humano desencadeou a criação de uma série de dispositivos que nos conduziram ao estágio atual. Certamente a vedação contribuiu de maneira fundamental, contudo também ela sofreu uma evolução. Por volta do século XVIII, com o advento das máquinas a vapor, a história registra o uso de O’Rings de ferro fundido para vedações de cilindros. No entanto, devemos a Niels A. Christesen as patentes obtidas nos USA e Canadá do O’Ring como hoje é conhecido. 2. Princípio da Vedação A transmissão de energia mecânica pode ser efetuada por diversos meios: mecânicos, fluídos, etc. Devido à praticidade utiliza-se o meio fluído, que pode ser água, óleo solúvel, etc. Baseado no Princípio de Pascal, onde a força aplicada a uma massa líquida incompreensível se transmite por igual a todos os pontos do líquido e as paredes do recipiente que o contém. Utiliza-se nos sistemas hidráulicos óleos incompreensíveis. A pressão que se aplica a um fluido se transmite integralmente a todos os seus pontos bem como às paredes do recipiente que o contém.

Na construção das máquinas, surge um problema: como reter o óleo dentro do reservatório para evitar o vazamento de pressão e fluído do sistema? Para isto desenvolveu-se a utilização dos elastômeros. Os elastômeros são polímeros, que na temperatura ambiente podem ser alongados até duas vezes seu comprimento e retornam rapidamente ao seu comprimento original ao se retirar a pressão. Possuem, portanto, a propriedade da elasticidade. Comumente são conhecidos como borrachas.

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3. Métodos de Vedação 3.1 O’Rings 3.2 V’Rings 3.3 Anéis raspadores 3.4 Anéis União para parafusos 3.5 Gaxetas 3.6 Retentores

_______________GAXETA GS

_______________GAXETA-ZF

_______________ARRUELA E BICHA DE BORRACHA

_______________ARRUELA DE FELTRO

_______________ANEL ANTIEXTRUSÃO

_______________CONJUNTO O'RING C/ANEL DE PTFE EXTERNO

_______________CONJUNTO O'RING C/ANEL DE PTFE INTERNO

_______________CONJ. ARRUELA DE BORRACHA C/ANEL DE PTFE EXTERNO

_______________CONJ. ARRUELA DE BORRACHA C/ANEL DE PTFE INTERNO

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_______________CONJ. PEÇA DE BORRACHA C/ANÉIS DE PTFE EXTERNO

_______________CONJ. PEÇA DE BORRACHA C/ANÉIS DE PTFE INTERNO

_______________ANEL QUAD-RING

_______________ANEL MEIA CANA

_______________ANEL OVAL

_______________ANEL PASSA FIO

_______________GAXETA DE BORRACHA C/ANEL PTFE INTERNO-NIB

_______________GAXETA DE BORRACHA C/ ANEL PTFE EXTERNO-NAB

_______________GAXETA COMPACTA-1

_______________GAXETA COMPACTA-2

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_______________CONJUNTO DE GAXETA CHEVRON C/ANEL DE BORRACHA

________CONJUNTO DE GAXETA CHEVRON C/ANEL TENNSIONADOR DE EBONITE

_______________JOGO CHEVRON AUTOMÁTICO INTERNO

_______________JOGO CHEVRON AUTOMÁTICO EXTERNO

_______________JOGO CHEVRON DI

_______________JOGO CHEVRON DE

_______________JOGO CHEVRON W

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_______________VEDADOR PARA ÊMBOLO

_______________VEDADOR PARA ÊMBOLO-2

_______________RETENTOR BGOE-1

_______________RETENTOR BGOE-2

_______________DIAFRAGMA-1

_______________DIAFRAGMA-2

_______________DIAFRAGMA-3

_______________VEDAÇÃO P/VÁLVULA GAVETA

_______________VEDAÇÃO P/VÁLVULA BORBOLETA

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_______________COXIN-1

_______________COXIN-2

_______________COXIM-3

_______________BUCHA

_______________COMPENSADORA SANFONA

_______________VENTOSA

_______________SOCA-P/FUNDIÇÃO

_______________ACOPLAMENTO-1

_______________ACOPLAMENTO-2

_______________ACOPLAMENTO-3

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_______________ACOPLAMENTO-4

_______________ACOPLAMENTO-5

_______________CORDÃO TRAFILADO-1



3.1. Anel O’ring É um anel de secção circular, normalmente feito de composto elastomérico, abrangendo uma gama variada de tamanhos padronizados de acordo com normas internacionais. A secção circular é vantajosa em relação à secção quadrada ou retangular.

Secção Circular (Anel) Menor esforço de fechamento Maior área de vedação Peça deforma-se sem criar tensões internas

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Secção Quadrada (Arruela)   

Mais esforço no fechamento Menor área de vedação Peça deforma-se, criando tensões internas, tendência a forma circular.

ANEL QUAD-RING Efeito da Pressão: O material (Elastômero) de que é feito o anel, é submetido a pressão de trabalho e por ser um fluído de altíssima viscosidade, transmite a pressão nos pontos de contato com o cilindro e o canal do alojamento. Dependendo da secção do anel, profundidade do canal e dureza da borracha, pode ocorrer um “escoamento” do anel, provocando desempenho ruim da vedação, a chamada extrusão. Ver figura esquemática.

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Interferência É a diferença entre o diâmetro da secção do anel e a profundidade do canal. O anel deve ser instalado com um pequeno aperto. As tolerâncias são definidas pela interferência, a pressão do fluído e a dureza do anel. Ver figura.

Dureza do anel Os anéis normalmente são fabricados com elastômeros, os quais são definidos de acordo com o fluído e temperatura de trabalho. A dureza do elastômero é definida como sendo a resistência a penetração de uma agulha padronizada sob carga constante. A unidade de dureza utilizada é Shore A ou Shº A

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Dimensionamento de Anéis Para Alojamentos Estáticos O canal deve ser dimensionado, quando a pressão for interna, pelo seu diâmetro externo. Adotando-se DI (diâmetro interno) + 2 vezes a secção do anel (DS), temos: DE = DI + 2DS DE = ∅ externo alojamento DI = ∅ interno do anel DS = ∅ secção do anel Ver figura abaixo:

O canal deverá ser projetado. Quando a pressão for externa. Pelo seu diâmetro interno. Dl = dl Dl = ∅ interno do canal Dl = ∅ interno do anel Ver figura abaixo:

Para Alojamentos Dinâmicos O canal deve ser dimensionado, quando o alojamento for no pistão, pela seguinte fórmula: DE = di + 2 ds Como regra geral, a deformação inicial (pré-tensão) deve ser a menor possível (menor que DE). O anel deverá preencher entre 60 a 75% da capacidade cúbica do alojamento. O canal deverá ser dimensionado, quando o alojamento for no cilindro, segundo a relação: DI ≥ di. Não deverá ser achatado mais do que 3%. Ver figura abaixo: ��

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Deformação Permanente a compressão (DPC) - O composto elastomérico empregado deve ser formulado prevendo a deformação permanente ou colapso da vedação. Em caso de severas pressões devemos usar a menor interferência possível ou anéis anti extrusão. Ver figura abaixo:

Recomendações para Aplicação de Anéis Anti extrusão Sempre que possível use dois anéis anti extrusivos, um de cada lado do anel; No caso de apenas um anel anti extrusão, deixe que o O’Ring fique entre ele e a zona de pressão; O anel anti extrusão pode ser instalado tanto com o lado côncavo contra o O’Ring como contra a parede do canal; Os anéis anti extrusão não deformarão nem falharão desde que usados em alojamentos adequados; Utilize o catálogo do fabricante para dimensionar o alojamento. Aplicabilidade em Vedações estáticas e Dinâmicas Vedações Estáticas - Não há movimento relativo entre as superfícies, como por exemplo: flange, tampas, assentos de válvulas e uniões. Ver figura abaixo: As limitações de pressão de trabalho não existem, praticamente. Como regra geral, quanto menor a folga, maior a pressão. Dependendo do acabamento das superfícies que comprimem o anel e paralelismo, podemos chegar a 1000 Kgf/cm2. Vedações Dinâmicas - São vedações que atuam entre superfícies que possuem movimento relativo. ��

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Vedações dinâmicas com movimento alternativo ou recíproco - Possuem excelente rendimento na hidráulica ou na pneumática para pequenos diâmetros. Cursos pequenos e médias pressões. Para sistemas com velocidades muito baixas não são indicadas devido ao atrito, Provocando aquecimento e desgaste prematuro. A melhor aplicação se situa na faixa de 70 Kgf/cm 2 e velocidade de 0,3 m/s. Com o recurso dos A.A. Extrusão podemos chegar a pressões de 100 Kgf/cm 2. Outra alternativa é o uso de anéis de teflon para pressões de até 250 Kgf/cm 2 e velocidade de 4 m/s. Outro dado orientativo para aplicação de O’Rings em movimento alternativo é não exceder 60 ciclos/minuto ou 200 m. de velocidade/segundo. Exceto usando os recursos acima expostos. Vedações Dinâmicas com Movimento Rotativo - Este tipo de vedação é bastante restrito devido a ser utilizável em velocidades baixíssimas. Quando usado a velocidade não pode exceder a 1 m/s e pressões de 50 Kgf/cm2. O alojamento deve ficar na parte estacionária do sistema e deve impedir a rotação do anel. Ver figura abaixo:

Vedações de face - Aplica-se um anel, pressionando-o contra a face de contato da outra parte, vedando a passagem do fluído.

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Vedações por Esmagamento - O anel ocupa de 90 a 95% do volume do alojamento. Sendo virtualmente esmagado dentro do mesmo. Sempre que se fizer manutenção no conjunto, deve-se trocar o O’Ring, pois fica completamente deformado. É uma das variantes das vedações estáticas mais eficientes. Ver figura abaixo:

Vedações Pneumáticas = Podem ser usadas qualquer uma das descritas anteriormente, porém são classificadas diferentes. Vedações de Vácuo - Igualmente podem ser um dos tipos especiais, exceto pneumática, sendo classificadas separadamente. Devem possuir o requisito de baixo vazamento dos sistemas de vácuo, ou seja, baixa permeabilidade a gases. Para um bom desempenho do anel, deve-se observar alguns aspectos importantes na montagem dos mesmos:       

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Não deve possuir rebarba de fabricação, impurezas, sulcos de usinagem ou moldagem; Limpar antes da montagem de preferência com o próprio fluído de trabalho, evitando solventes agressivos; Examinar se o êmbolo, cilindro e alojamento apresentam perfeitas condições; Pré-lubrificar o anel antes da montagem com graxa ou óleo; Aperto máximo de 30%; Aperto mínimo de 0,18 mm; Quando da montagem do anel for necessário esticá-lo nunca deverá exceder a 5% do seu diâmetro interno e deixar repousar para que volte as dimensões originais antes de montar o conjunto; A borda do pistão deverá possuir um ângulo de entrada de aproximadamente 15º e uma profundidade de 2 a 8 mm, conforme tabelas dos fabricantes. Adotar dispositivos de montagem para evitar possíveis danos provocados para cantos vivos, roscas, etc.

3.2 Anel V’ring É um anel constituído internamente de uma peça rígida e um lábio externo. A união se dá em formato V. O formato do anel possibilita sua aplicação em sistemas rotativos de altas velocidades e baixíssimas pressões. É fixado no eixo sob pressão e girando solidário ao mesmo pela ação centrífuga joga para fora da área de vedação sujidades. A eficiência de vedação é dada pelo lábio que pressiona a face estacionária perpendicular ao eixo. A face estacionária deve possuir acabamento com rugosidade inferior a 4,0 micrômetro e isenta de partículas abrasivas. Via de regra são três os tipos de V’Rings. ��

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São usados em laminadores e máquinas operatrizes, cuja pressão não exceda a 0,3 Kgf/cm2 e velocidade até 40 m/s. 3.3 Anel Raspador É um anel constituído semelhante ao V’Ring: um lábio de raspagem de ângulo positivo e uma secção rígida com ou sem anel metálico. É utilizado para limpeza de sujeiras que depositam nos êmbolos das máquinas hidráulicas e pneumáticas. Nas máquinas rotativas usase retentores com sistema tapa-pó. A altura menor do anel raspador deve corresponder a altura máxima do alojamento. Evitando acúmulo de sujeira dentro do alojamento. O lábio de raspagem não deve ficar em contato com saliências da superfície deslizante. São 6 modelos básicos. Os modelos AS-1 e AS-2 possuem capa metálica para montagem em alojamento de extremidade aberta em máquinas da construção civil, fundição e cimento.

Anel AS – 1 Anel AS – 2 Os modelos AS-3, AS-5 e AS-8 são indicados para pequenos diâmetros.

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O modelo AS-9 é aplicado quando se quer excepcional eficiência de raspagem e vida útil longa. São fabricados em poliuretano com bissulfeto de molibdênio. Utilizados em máquinas da construção civil, fundição, agrícola, cimento e outras em geral. Como foi visto, os modelos sem anel metálico são restritos a pequenos diâmetros. Visto que para diâmetros maiores há o risco do levantamento do lábio pelo movimento ou pela pressão. Os alojamentos devem ser usinados com tolerâncias mais justas.

3.4 Anéis União para Parafusos É uma junta de borracha com formato trapezoidal e um anel metálico, é utilizado em pequenos flanges e pode sofrer pressões superiores a 700 Kgf/cm 2. O anel metálico serve para regular o aperto aplicado a junta e evitar sua conseqüente deformação. 3.5 Gaxetas

É um anel de borracha com lábio que serve para vedação de sistemas hidráulicos e pneumáticos. Normalmente é usado para vedar sistemas com movimento alternativo, onde os anéis “O” não são recomendados. A eficiência de vedação é muito boa, porque é proporcional à pressão do fluído e de extrema versatilidade porque pode ser usada em sistemas de baixas e altas pressões.

Extrusão - A extrusão ocorre, normalmente na base das gaxetas, devido a má distribuição da pressão. Sistemas de altas pressões. Além da extrusão podem provocar o rasgo dos lábios das gaxetas. Tal fenômeno é reduzido pelo uso de composto de propriedades mecânicas elevadas e na redução da folga diametral. O modelo UR é o que mais freqüentemente apresenta rasgos sob altas pressões.

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Modelos: Os modelos usualmente empregados são os seguintes: Gaxetas Modelo “U” Os modelos “U” podem ser com perfil simétrico ou assimétrico, tendo lábios recuados ou não.   

Aplicações em baixas e médias pressões ( ≤ 100 Kgf/cm2). Máquinas operatrizes, prensas, tratores, máquinas agrícolas. Sistemas de duplo-efeito, porém exigem alojamentos maiores.

Gaxetas Modelo “UA” Os modelos “UA” de perfil simétrico podem estar associados ou não a um anel ou cordão de borracha de secção circular. As pressões vão de 100 a 200 Kgf/cm 2 e velocidade de 0,5 m/s. Na verdade podemos emprega-las de pressões negativas até altas pressões. A Gaxeta UA-1 de secção transversal quadrada pode ser usada para substituir O’Rings. O modelo UA-2 é de lábio recuado e proporciona máxima vedação em condições extremamente severas.As pressões se situam na faixa de 200 Kgf/cm 2 e velocidade de 0,5 m/s. São empregadas em movimentos alternativos de vácuos pneumáticos ou hidráulicos

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Bombas de pistões Prensas hidráulicas de baixas e altas pressões

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Cilindros telescópicos.

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Gaxeta Modelo “UR” São constituídas de uma gaxeta “U” com anel raspador.   

Sistemas de baixas pressões ( ≤ 40 Kgf/cm2) Velocidade até 0,3 m/s Pequenos diâmetros (até 300 mm).

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Gaxeta Modelo “L” São gaxetas tipo copo de fundo vazado. São utilizadas em conjuntos onde as pressões são baixas.  

Pressão ≅ 40 Kgf/cm2 Velocidade ≤ 0,5 m/s

Na instalação não devem sofrer compressão acima de 10% para evitar distorções no perfil. Como as gaxetas tipo “U” podem ser adaptadas para sistemas de duplo efeito, contudo devemos dimensionar o alojamento maior. A grande vantagem desta gaxeta é seu baixo coeficiente de atrito. Para aplicações acima de 40 Kgf/cm2, podemos construí-las com revestimento de tecido impregnados de borracha e recobertas com pó de grafite.

Gaxetas Modelo “H” São constituídas de um anel de borracha e um anel metálico utilizado atrás da gaxeta como apoio. Aplicações:  Sistemas rotativos de pequenos diâmetros 2  Baixas pressões (3 Kgf/cm a 40 Kgf/cm2 e velocidades 20 m/s a 0,5 m/s, respectivamente). 

Não devemos exceder a compressão de 10%.

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Empregados em sistemas rotativos de pequenos diâmetros e baixas pressões. Podemos ter modelos que trabalham com pressão de 3 Kgf/cm 2 e velocidade de 20 m/s a pressão de 40 Kgf/cm2 e velocidade de 0,5 m/s.

Como no caso das gaxetas “L” não podemos exceder a compressão e 10% na montagem.

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Gaxeta Modelo “T” São constituídos de um disco ou anel metálico e com dois lábios de vedação em borracha. Seu uso se verifica em sistemas de duplo efeito, onde se requer o máximo aproveitamento do curso. As pressões de trabalho não devem exceder a 60 Kgf/cm 2 e velocidade inferior a 0,5 m/s.

Gaxeta Modelo “V” A gaxeta é constituída de dois lábios unidos em formato “V”, sendo que a pressão nos lábios é proporcional a pressão do fluído. Isso confere uma eficiência de vedação elevadíssima e um desgaste mínimo. O material que a constitui é borracha. Tecido e revestimento de grafite em pó. São normalmente usadas em jogos e a pressão a que podem suportar é definida pela quantidade de gaxetas e pelo material com que é fabricada. As pressões podem chegar a 400 Kgf/cm2 e velocidade de aproximadamente 0,5 m/s.

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Conjunto de Gaxetas (Chevron) As Gaxetas Tipo Chevron são conjuntos de vedadores compostos por gaxetas em forma de "V", ou intermediárias, por um anel superior, chamado de anel posicionador ou tampa e por anel inferior denominado anel tensionador ou base. São aplicadas na vedação de sistemas hidráulicos de alta pressão e fabricadas em tecido impregnado com elastômeros.

Como regra geral quanto maior o número de peças, maior a pressão, melhor a vedação e maior o atrito. Preencha corretamente as linhas com seus respectivos nomes.

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3.6 Retentores - É uma vedação constituída de uma capa metálica (anel), um lábio de borracha e uma mola helicoidal. Como seu próprio nome diz, tem por finalidade reter óleos, graxas e outros fluídos dentro do sistema. O retentor é empregado em sistemas rotativos. O conjunto do eixo rotativo recebe o retentor, que fica instalado dentro de um alojamento (carcaça) do sistema estacionário.

3.7. Modelos de Retentores B-5 - O modelo B-5 é extremamente rígido por possuir dois anéis metálicos; pouco sensível a erros de montagem, exige bom acabamento do alojamento. Devido a sua rigidez é uma opção para retentor com grandes diâmetros.

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A-5 - O modelo A-5 com diâmetro extremo de anel metálico, é rígido e pouco sensível a erros de montagem, exigindo bom acabamento do alojamento.

R-5 - O modelo R-5 apresenta o anel metálico recoberto de borracha, o que lhe permite no diâmetro externo um assento estanque e a vantagem tanto em serviço quanto em estoque não sofrer ataque por corrosão; evita danificações no alojamento e não exige que o alojamento tenha acabamento polido. .

B-2 - O modelo B-2 é um modelo com guarda-pó, que apresenta excelente desempenho em sistemas que precisam de proteção contra sujeira e pó abrasivo do meio ambiente.

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A-2 - O modelo A-2 é um modelo com guarda-pó, que apresenta excelente desempenho em sistemas que precisam de proteção contra sujeira e pó abrasivo do meio ambiente.

R-2 - O modelo A-2 é um modelo com guarda-pó, que apresenta excelente desempenho em sistemas que precisam de proteção contra sujeira e pó abrasivo do meio ambiente.

Parâmetros na escolha do retentor: a) Pressão - Admitem pressões até 1 Kgf/cm2. Colocando-se anel de encosto pode chegar até 20 Kgf/cm2.Retentor para pressões até 30 Kgf/cm2 requerem perfis especiais. No entanto, para pressões elevadas devemos usar selos mecânicos. b) Velocidade - A especificação do retentor adequado é função da velocidade periférica, angular e diâmetro do eixo. A velocidade periférica determina o tipo de material do lábio de vedação. Outros fatores são considerados na definição do elastômero, tais como: temperatura e fluído de trabalho.

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c) Excentricidade - A excentricidade máxima é determinada pela velocidade angular do eixo, pelo tipo de material do lábio e pela robustez do perfil do retentor.

d) Geometria do Lábio - A eficiência de vedação é definida pelo perfil do lábio. No lábio convencional temos o ângulo de ar o perfil liso. Introduzindo-se nervuras ao ângulo de ar, temos o efeito hidrodinâmico de vedação, ou seja, ocorre refluxo do óleo que, eventualmente, tenha ultrapassado o lábio de vedação. e) Modelos - Os modelos de retentores são os mais variados possíveis. Sendo determinados em função da aplicação característica. No entanto, existem modelos básicos, alternativos e especiais. Para especificar o modelo consultar catálogo do fabricante. ��

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f) Tolerâncias - As tolerâncias do alojamento são definidas pelo diâmetro do eixo e as tolerâncias do retentor são função do diâmetro externo do retentor e, se o anel externo é recoberto com borracha ou não. Preencha corretamente as linhas com seus respectivos nomes.

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4. Montagem Os retentores deverão ser mantidos nas embalagens em local limpo e à temperatura ambiente. Sempre que manipulados evitar tocar no lábio de vedação. Devem estar isentos de rebarba de moldagem e falhas de fabricação. Deverão ser previamente lubrificados com o próprio fluído de trabalho. Como regra geral, devemos montar o retentor com a mola voltada para o fluído a ser vedado. a) Instalação no Alojamento Deverá ser efetuado numa prensa usando-se os dispositivos adequados, que podem obedecer os seguintes requisitos:  Perfeita pré-centralização do retentor;  O dispositivo deve evitar deformações no ato de prensar;  O dispositivo não deve danificar o lábio de vedação. b) Instalação do Retentor no Eixo  Chanfrar ou arredondar as superfícies do eixo, por onde deve passar o retentor;  Usar luvas de proteção do lábio, quando tiver que passar por saliências, rasgos de chaveta. O diâmetro da luva não deve pressionar o lábio, devendo possuir superfície polida e limpa;  O eixo não deve ser lixado

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Aplicação de um retentor:

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5. Exercícios O que você entende por vedação? Quais os principais métodos de vedação? O que é interferência? Qual sua finalidade na montagem de anéis O’Ring? Como se dividem os alojamentos dos anéis O’Ring? Onde usamos os anéis raspadores? Explique como funciona a vedação das gaxetas? Quando devemos aplicar a vedação através de retentores?

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ELEMENTOS DE MÁQUINAS

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