aula_02 - elementos de fixação

Elementos de

Fixao Prof. Joo Paulo Barbosa, M.Sc.

INTRODUO AOS ELEMENTOS DE FIXAO

Na mecnica muito comum a necessidade de unir peas

como chapas, perfis e barras.

Entretanto, em mecnica as peas a serem unidas, exigem

elementos prprios de unio que so denominados

elementos de fixao.

A unio de peas feita pelos elementos de fixao pode ser

de dois tipos: mvel ou permanente.

Fixao mvel

No tipo de unio mvel , os elementos de fixao podem ser colocados ou retirados do conjunto sem causar qualquer dano s peas que foram unidas. o caso, por exemplo, de unies feitas com parafusos, porcas e arruelas.

Fixao Permanente.

No tipo de unio permanente, os elementos de fixao, uma vez instalados, no podem ser retirados sem que fiquem inutilizados. o caso, por exemplo, de unies feitas com rebites e soldas.

Tanto os elementos de fixao mvel como os

elementos de fixao permanente devem ser usados

com muita habilidade e cuidado porque so,

geralmente, os componentes mais frgeis da

mquina.

Ainda importante planejar e escolher

corretamente os elementos de fixao a serem

usados para evitar concentrao de tenso nas peas

fixadas. Essas tenses causam rupturas nas peas

por fadiga do material.

Fadiga de material significa queda de resistncia ou

enfraquecimento do material devido a tenses e

constantes esforos.

Tipos de elementos de fixao

Mveis os elementos de fixao mveis mais

usados em mecnica so: pinos, cavilhas,

parafusos, porcas, arruelas, chavetas etc...

Permanente os elementos de fixao

permanente mais usados em mecnica so:

rebites e soldas.

Rebite O rebite formado por um corpo cilndrico e uma

cabea. fabricado em ao, alumnio, cobre ou

lato. usado para fixao permanente de duas ou

mais peas.

Pino O pino une peas articuladas. Nesse tipo de unio,

uma das peas pode se movimentar por rotao.

Cavilha A cavilha une peas que no so articuladas entre si.

Contrapino ou Cupilha O contrapino ou cupilha uma haste ou arame com forma

semelhante de um meio-cilindro, dobrado de modo a fazer uma cabea circular e tem duas pernas desiguais.

Parafusos O parafuso uma pea formada por um corpo cilndrico roscado

e uma cabea, que pode ter vrias formas.

Porca A porca tem forma de prisma, de cilindro etc. Apresenta um furo

roscado. Atravs desse furo, a porca atarraxada ao parafuso.

Arruela A arruela um disco metlico com um furo no centro. O corpo do

parafuso passa por esse furo.

Anel elstico O anel elstico usado para impedir deslocamento de eixos.

Serve, tambm, para posicionar ou limitar o movimento de uma pea que desliza sobre um eixo.

Chaveta A chaveta tem corpo em forma prismtica ou cilndrica que pode ter faces paralelas ou inclinadas, em funo da grandeza do esforo e do tipo de movimento que deve transmitir.

Alguns autores classificam a chaveta como elementos de fixao e outros autores, como elementos de transmisso. Na verdade, a chaveta desempenha as duas funes.

Rebites

Prof. Joo Paulo Barbosa, M.Sc.

Rebites

A fixao por rebites um meio de unio

permanente. A figura ao lado mostra

a rebitagem para unir duas peas.

Um rebite compe-se de um corpo em forma de eixo cilndrico e de uma cabea. A cabea pode ter vrios formatos.

Os rebites so peas fabricadas em ao, alumnio, cobre ou lato. Unem rigidamente peas ou chapas, principalmente, em estruturas metlicas, de reservatrios, caldeiras, mquinas, navios, avies, veculos de transporte e trelias. Rebites (trabalham ao corte) :

Vantagens das ligaes Rebitadas: Barata e simples;

Maior facilidade de reparao;

Aplicao a materiais de m soldabilidade.

Execuo simples No exige operrio qualificado Controle de qualidade simples.

Desvantagens das ligaes Rebitadas:

No desmontvel

Maior peso da unio

Campo de aplicao reduzido (chapas)

No recomendvel a carregamentos dinmicos

Reduo de resistncia do material rebitado furao

Tipos de rebite e suas propores

O quadro a seguir mostra a classificao dos rebites em funo do formato da cabea e de seu emprego em geral.

A fabricao de rebites padronizada, ou seja, segue normas tcnicas que indicam medidas da cabea, do corpo e do comprimento til dos rebites.

No quadro a seguir apresentamos as propores padronizadas para os rebites. Os valores que aparecem nas ilustraes so constantes, ou seja, nunca mudam.

Em estruturas metlicas, voc vai usar rebites de ao de cabea redonda:

Dimetros padronizados: de 10 at 36 mm (d).

Comprimentos teis padronizados:de 10 at 150 mm (L).

Existem tambm rebites com nomes especiais: de tubo, de alojamento explosivo etc.

O rebite explosivo contm uma pequena cavidade cheia de carga explosiva. Ao se aplicar um dispositivo eltrico na cavidade, ocorre a exploso.

Para que voc conhea um pouco esses rebites com denominaes especiais, apresentamos ilustraes de alguns deles.

Alm desses rebites, destaca-se, pela sua importncia, o rebite de repuxo, conhecido por rebite pop. um elemento especial de unio, empregado para fixar peas com rapidez, economia e simplicidade.

Abaixo mostramos a nomenclatura de um rebite de repuxo

Os rebites de repuxo podem ser fabricados com os seguintes materiais metlicos: ao-carbono; ao inoxidvel; alumnio; cobre; (liga de nquel e cobre).

Especificao de rebites

Para adquirir os rebites adequados ao seu trabalho, necessrio que voc conhea suas especificaes, ou seja:

De que material feito

O tipo de sua cabea

O dimetro do seu corpo

O seu comprimento til

Na especificao do rebite importante voc saber qual ser o seu comprimento til (L) e a sobra necessria (z). Nesse caso, preciso levar em conta:

O dimetro do rebite

O tipo de cabea a ser formado

O modo como vai ser fixado o rebite: a frio ou a quente

Processos de rebitagem A segunda cabea do rebite pode ser feita por meio de dois

processos: manual e mecnico.

Processo manual

Esse tipo de processo feito mo, com pancadas de martelo. Antes de iniciar o processo, preciso comprimir as duas superfcies metlicas a serem unidas, com o auxilio de duas ferramentas: o contra-estampo, que fica sob as chapas, e o repuxador, que uma pea de ao com furo interno, no qual introduzida a ponta saliente do rebite.

Aps as chapas serem prensadas, o rebite martelado at encorpar, isto , dilatar e preencher totalmente o furo. Depois, com o martelo de bola, o rebite boleado, ou seja, martelado at comear a se arredondar. A ilustrao mostra o boleamento.

Em seguida, o formato da segunda cabea feito por meio de outra ferramenta chamada estampo, em cuja ponta existe uma cavidade que ser usada como matriz para a cabea redonda.

Processo mecnico

O processo mecnico feito por meio de martelo pneumtico ou de rebitadeiras pneumticas e hidrulicas.

Rebitadeiras Pneumticas

O martelo pneumtico ligado a um compressor de ar por tubos flexveis e trabalha sob uma presso entre 5 Pa 7 Pa, controlada pela alavanca do cabo.

Caractersticas tcnicas

Encaixe Redondo

Rotao sem Carga: 2.200 BPM

Presso de Trabalho: 90 Libras

Potncia: Equivalente 1/4 HP

Consumo de Ar: 0,21 Ps Cbicos Por Segundo (6,10 Litros Por Segundo) **

** Considerando que para tirarmos um rebite ficamos com a ferramenta penumtica acionada no mximo em 10 segundos, deveremos multiplicar o valor vezes 10, para chegarmos ao consumo de ar correto

Rebitadeira Hidrulica A rebitadeira pneumtica ou hidrulica funciona por meio de presso contnua. Essa mquina tem a forma de um C e constituda de duas garras, uma fixa e outra mvel com estampos nas extremidades.

A estrutura em "C", construda em ao de liga forjado, passa por um rigoroso processo de fabricao em mquinas CNC, tratado trmicamente em diversas fases do processo. Obtendo-se uma estrutura de alta resistncia totalmente livre de tenses internas.

Dados de Aplicao

A forma correta da cabea do rebite se produz utilizando uma fora adequada.

A fora requerida depende do tamanho do rebite, material, grau de dureza.

Na rebitagem a frio, o corpo do rebite esmagado preenchendo completamente os furos antes da cabea estar formada, resultando numa rebitagem extremamamente forte. No processo de rebitagem a frio, o material sofre o encruamento, resultando num acrscimo das propriedades mecnicas do rebite.

Passos na formao de rebites O Rebite encaixado nas peas a unir conforme ilustrado abaixo,

em seguida o rebite parcialmente formado e no passo seguinte, o rebite totalmente formado.

Verifica-se que antes da cabea estar formada o rebite preencheu completamente o furo.

A cabea abaulada pr-formada tambm conformada em cabea cnica

Fora Requerida na Rebitagem

Os dados abaixo se aplicam para rebites de ao

carbono ASTM Grau A141 ou A31.

TAMANHO DO REBITE FORA REQUERIDA

8,0mm (5/16) 11,5 tons

10,0mm (3/8") 16,5 tons

11,0mm (7/16") 22,0 tons

16,0mm (5/8") 46,0 tons

D1 = do Corpo do Rebite

D2 = da Cabea do Rebite

k = Altura da Cabea

d = do Prego

L = Comprimento do Rebite

dimenses em milmetros

Rebite de repuxo ou pop

Adequado para fixao de chapas de alumnio,

calhas, dobradias e fechadura em portas de ao

e uso diversos.

Equipamentos para rebitagem de repuxo

Rebitagem a quente e a frio

Tanto a rebitagem manual como a mecnica podem ser feitas a quente ou a frio.

A rebitagem a quente indicada para rebites com dimetro superior a 6,35 mm, sendo aplicada, especialmente, em rebites de ao.

A rebitagem a frio feita por martelamento simples, sem utilizar qualquer fonte de calor. indicada para rebites com dimetro de at 6,3 mm, se o trabalho for mo, e de 10 mm, se for mquina.

Ferramentas para rebitagem Manual

Estampo

uma ferramenta usada para dar forma a

uma pea.

Contra-estampo

O contra-estampo na verdade um estampo

colocado em posio oposta do estampo.

Tambm de ao temperado e apresenta um

rebaixo semi-esfrico no qual introduzida a

cabea do rebite.

Repuxador

O repuxador comprime as chapas a serem rebitadas. feito de ao temperado e apresenta trs partes: cabea, corpo e face. Na face existe um furo que aloja a

extremidade livre do rebite.

Defeitos de rebitagem

Os principais defeitos na rebitagem so devidos, geralmente, ao mau preparo das chapas a serem unidas em m execuo das operaes nas fases de rebitagem.

Os defeitos causados pelo mau preparo das chapas so:

Furos fora do eixo, formando degraus - Nesse caso, o corpo rebitado preenche o vo e assume uma forma de rebaixo, formando uma inciso ou corte, o que diminui a resistncia do corpo.

Chapas mal encostadas - Nesse caso, o corpo do rebite preenche o vo existente entre as chapas, encunhando-se entre elas. Isso produz um engrossamento da seco do corpo do rebite, reduzindo sua resistncia.

Dimetro do furo muito maior em relao ao dimetro do rebite O rebatimento no suficiente para preencher a folga do furo. Isso faz o rebite assumir um eixo inclinado, que reduz muito a presso do aperto.

Os defeitos causados pela m execuo das diversas

operaes e fases de rebitagem so:

Aquecimento excessivo do rebite - Quando isso

ocorre, o material do rebite ter suas caractersticas

fsicas alteradas, pois aps esfriar, o rebite contrai-se

e ento a folga aumenta. Se a folga aumentar,

ocorrer o deslizamento das chapas.

Rebitagem descentralizada - Nesse caso, a segunda cabea fica fora do eixo em relao ao

corpo e a primeira cabea do rebite e, com isso, perde sua capacidade de apertar as chapas.

Mal uso das ferramentas para fazer a

cabea - A cabea do rebite rebatida erradamente

e apresenta irregularidades como rebarbas ou

rachaduras.

O comprimento do corpo do rebite pequeno em relao espessura da chapa - Nessa situao, o material disponvel para rebitar a segunda cabea no suficiente e ela fica incompleta, com uma superfcie plana.

Eliminao dos defeitos

Para eliminar os defeitos preciso remover a cabea do rebite. Isso pode ser feito por trs processos: com talhadeira, com lima e com esmerilhadeira.

Eliminao com talhadeira

A cabea do rebite aberta em duas partes

e depois extrada.

A cabea do rebite pode ser extrada inteira, com uma talhadeira trabalhando de lado.

Depois de eliminada uma das cabeas, o restante do rebite extrado com um saca-pinos sobre o qual se aplicam alguns golpes com o martelo.

Eliminao com esmerilhadeira

A esmerilhadeira uma mquina-ferramenta que desgasta o material por meio da ao abrasiva exercida pelo rebolo. A cabea do rebite pode ser esmerilhada e o corpo retirado com saca-pinos ou por meio de furao.

Eliminao com lima

A lima usada quando se trata de chapas finas que no podem sofrer deformaes. O corpo do rebite pode ser retirado por meio de furao, com broca de dimetro pouco menor que o dimetro do rebite.

recomendaes sobre procedimentos de

segurana durante as operaes de rebitagem:

Use culos de segurana

Use protetor auricular durante todo o trabalho.

Escreva com giz a palavra quente na pea onde houver rebites aquecidos.

Verifique se todas as ferramentas esto em ordem antes de iniciar o trabalho.

Tome cuidado quando executar rebitagem mquina; preciso saber oper-la corretamente.

Dimensionamento dos rebites

CISALHAMENTO

Um corpo submetido ao esforo de cisalhamento quando sofre a ao de um carregamento (fora cortante) que atua na direo transversal ao seu eixo.

-Pinos -Cavilhas -Cupilhas


Os pinos e cavilhas tem a finalidade de alinhar ou fixar os elementos de mquinas, permitindo unies mecnicas, ou seja, unies em que se juntam duas ou mais peas, estabelecendo, assim, conexo entre elas.

Pinos, Cavilhas e cupilhas

Pino

Cavilha

As cavilhas, tambm, so chamados pinos estriados, pinos entalhados, pinos ranhurados ou, ainda, rebite entalhado. A diferenciao entre pinos e cavilhas leva em conta o formato dos elementos e suas aplicaes

Pinos e Cavilhas se diferenciam

pelos seguintes fatores:

Utilizao; Forma; Tolerncia de medidas; Acabamento superficial; Material Tratamento trmico.

Pinos Os pinos so usados em junes resistentes a

vibraes. H vrios tipos de pino, segundo sua

funo:. TIPO FUNO

1. Pino Cnico Ao de Centragem.

2. Pino Cnico com Haste Roscada

A ao de retirada do pino de furos cegos facilitado por um simples aperto da porca

3. Pino Cilndrico Requer um furo de tolerncia rigorosas e utilizados quando so aplicadas as foras cortantes.

4. Pino Elstico ou pino tubular partido.

Apresenta elevada resistncia ao corte por ser assentado Em furos com variao de dimetros considerveis

5. Pino de guia Serve para alinhar elementos de mquinas. A distncia entre os pinos deve ser bem calculada para evitar o risco de ruptura.

Pino cnico Pino Cnico com haste Roscada

Pino Cilndrico

Pino Elstico

Pino de guia

Cavilha

A cavilha uma pea cilndrica, fabricada em

ao, cuja superfcie externa recebe trs entalhes

que formam ressaltos. A forma e o comprimento

dos entalhes determinam os tipos de cavilha.

Sua fixao feita diretamente no furo aberto

por broca, dispensando-se o acabamento e a

preciso do furo alargado.

Classificao das cavilhas

Cupilha ou contrapino Cupilha um arame de seco semi-circular,

dobrado de modo a formar um corpo cilndrico

e uma cabea.

Confeccionados conforme ABNT

PB-171( equivalente DIN 94).

Fabricados em ao (ferro),

zincados ou cobreados.

Tambm fabricados em cobre, lato, ao inox ou alumnio.

Contrapinos Especiais Para eletrificao, isoladores e ferragens.

Fabricados em ao (ferro), cobre, lato,

alumnio e ao inox.

So confeccionados conforme desenho

ou amostra.

Funo das cupilhas Sua funo principal a de travar outros

elementos de mquinas como porcas.

Elementos de Fixao - Pinos

Elementos de Fixao Pinos Entalhados

Parafusos


Parafusos O parafuso uma pea formada por um corpo

cilndrico roscado e uma cabea, que pode ter

vrias formas.

Todo parafuso tem rosca de diversos tipos.

Para voc compreender melhor a noo de

parafuso e as suas funes, vamos, antes,

conhecer roscas.

Rosca

Rosca um conjunto de filetes em torno de

uma superfcie cilndrica.

As roscas podem ser internas ou externas.

As roscas internas encontram-se no interior das porcas. As roscas externas se localizam no corpo dos parafusos.

As roscas permitem a unio e desmontagem de peas.

As roscas permitem a unio e desmontagem de peas

Porca Parafuso

Os filetes das roscas apresentam vrios perfis.

Esses perfis, sempre uniformes, do nome s roscas

e condicionam sua aplicao.

Perfil da rosca (seco do filete)

Perfil da rosca (seco do filete)

Triangular o mais comum. Utilizado em parafusos e porcas de

fixao, unies e tubos.

Trapezoidal

Empregado em rgos de comando das mquinas

operatrizes (para transmisso de movimento suave e

uniforme), fusos e prensas de estampar (balancins

mecnicos).

Redondo Redondo

Redondo Emprego em parafusos de grandes dimetros e que

devem suportar grandes esforos, geralmente em

componentes ferrovirios. empregado tambm em

lmpadas e fusveis pela facilidade na estampagem

Redondo

Dente de serra Usado quando a fora de solicitao muito

grande em um s sentido (morsas, macacos,

pinas para tornos e fresadoras).

Quadrado Quase em desuso, mas ainda utilizado em

parafusos e peas sujeitas a choques e

grandes esforos (morsas)).

Parafusos Parafusos so elementos de fixao, empregados

na unio no permanente de peas, isto , as peas

podem ser montadas e desmontadas facilmente,

bastando apertar e desapertar os parafusos que as

mantm unidas.

Numa montagem por parafuso, podemos ter como elementos: o prprio parafuso; a porca ; hastes

dotadas de roscas - fusos; arruelas, dispositivos de

segurana.

As cabeas dos parafusos, por sua vez, podem

ser:

sextavadas - predominantes em construo de mquinas;

de Fenda (cabea escariada), de sextavado interno (Allen).

As principais vantagens dos parafusos So:

- Baixo custo;

- Facilidades de montagem e desmontagem;

As principais aplicaes dos parafusos so:

- Parafusos de fixao em unies desmontveis;

- Parafusos obturadores para tapar orifcios;

- Parafusos de transmisso de foras;

-Parafusos de movimento para transformar

movimentos retilneo em rotativos e vice-versa.

As principais desvantagens nos parafusos de

fixao so:

- Possibilidade de ocorrer desaperto durante o

funcionamento do equipamento.

- Baixo rendimento de transmisso e o elevado

desgaste dos flancos das roscas.

Que fatores influenciam a escolha

de parafusos?

- Funo;

- Propriedades;

- Mtodo de montagem;

- Qualidade;

- Garantia;

- Custo de aplicao.

Como que eu devo especificar um parafuso?

A especificao exata de um parafuso consiste em:

- So usadas as dimenses genrica standard, DIN

para mtrico; BS916 para polegadas;

- Cabea e tipo de fenda quando exista;

- Tipo de rosca;

- Dimetro do parafuso ou pea;

- Comprimento do parafuso (geralmente deste a

cabea ponta);

- Qualidade de ao e resistncia;

- Acabamento

- Tratamento galvnico.

Os parafusos se diferenciam pela forma da rosca,

da cabea, da haste e do tipo de acionamento.

O corpo do parafuso pode ser cilndrico ou

cnico, totalmente roscado ou parcialmente

roscado. A cabea pode apresentar vrios

formatos; porm, h parafusos sem cabea.

Classificao de 4 grandes grupos: Parafusos passantes;

Parafusos no-passantes;

Parafusos de presso; Parafusos prisioneiros.

Parafusos passantes Esses parafusos atravessam, de lado a lado, as peas a

serem unidas, passando livremente nos furos. Dependendo do servio, esses parafusos, alm das

porcas, utilizam arruelas e contra porcas como

acessrios. Os parafusos passantes apresentam-se com cabea ou sem cabea.

Parafusos passante

Parafusos no passantes So parafusos que no utilizam porcas. O papel de

porca desempenhado pelo furo roscado, feito numa

das peas a ser unida.

Parafusos de presso Esses parafusos so fixados por meio de presso. A

presso exercida pelas pontas dos parafusos

contra a pea a ser fixada. Os parafusos de presso

podem apresentar cabea ou no.

Parafusos prisioneiros So parafusos sem cabea com rosca em ambas as

extremidades, sendo recomendados nas situaes

que exigem montagens e desmontagens frequentes.

Em tais situaes, o uso de outros tipos de parafusos

acaba danificando a rosca dos furos.As roscas dos

parafusos prisioneiros podem ter passos diferentes

ou sentidos opostos, isto , um horrio e o outro anti-

horrio.

Segue um quadro sntese

com caractersticas da

cabea, do corpo, das

pontas e com indicao

dos dispositivos de

atarraxamento.

Ao unir peas com parafusos, o profissional precisa levar

em considerao quatro fatores de extrema importncia:

Profundidade do furo broqueado; Profundidade do furo roscado; Comprimento til de penetrao do parafuso Dimetro do furo passante.

- A classificao geral dos parafusos quanto funo

que eles exercem e alguns fatores a serem considerados

na unio de peas. Alguns tipos de parafusos bastante

usados em mecnica.

Parafuso de cabea sextavada As medidas das partes dos parafusos so proporcionais ao

dimetro do seu corpo.

d = dimetro do parafuso;

k = altura da cabea (0,7 d);

s = medida entre as faces paralelas do sextavado

(1,7 d);

e = distncia entre os vrtices do sextavado (2 d);

L = comprimento til (medidas padronizadas);

b = comprimento da rosca (medidas padronizadas);

R= raio de arredondamento da extremidade do

corpo do parafuso.

Aplicao Em geral, esse tipo de parafuso utilizado em unies em

que se necessita de um forte aperto da chave de boca ou

estrela. Esse parafuso pode ser usado com ou sem rosca.

Quando usado sem rosca, o rosqueamento feito na pea.

Parafusos com sextavado interno Parafuso Allen O parafuso Allen fabricado com ao de alta resistncia trao e

submetido a um tratamento trmico aps a conformao. Possui

um furo hexagonal de aperto na cabea,que geralmente cilndrica

e recartilhada. Para o aperto, utiliza - se uma chave especial: a

chave Allen. Os parafusos Allen so utilizados sem porcas e suas

cabeas so encaixadas num rebaixo na pea fixada.

d = dimetro do parafuso;

t = 0,5 d = profundidade do encaixe da chave;

s1 = 0,5 d = medida do sextavado interno.

onde:

A = d = altura da cabea do parafuso;

e = 1,5 d = dimetro da cabea;

t = 0,6 d = profundidade do encaixe da

chave; s = 0,8 d = medida do sextavado interno;

d = dimetro do parafuso.

Alguns tipos de parafusos allen ou sextavado interno

Aplicao Em geral, esse tipo de parafuso utilizado para travar

elementos de mquinas. Por ser um elemento

utilizado para travar elementos de mquinas, esses

parafusos so fabricados com diversos tipos de pontas,

de acordo com sua utilizao.

Parafusos de cabea com fenda (De cabea escareada chata com fenda)

Aplicao

So fabricados em ao, ao inoxidvel, inox, cobre,

lato, etc. Esse tipo de parafuso muito

empregado em montagens que no sofrem

grandes esforos e onde a cabea do parafuso no

pode exceder a superfcie da pea.

De cabea redonda com fenda Aplicao

Esse tipo de parafuso tambm muito empregado

em montagens que no sofrem grandes esforos.

Possibilita melhor acabamento na superfcie. So

fabricados em ao, cobre e ligas, como lato.

De cabea cilndrica boleada com fenda Aplicao

So utilizados na fixao de elementos nos quais existe a possibilidade de se fazer um encaixe profundo para a cabea

do parafuso, e a necessidade de um bom acabamento na

superfcie dos componentes. Trata-se de um parafuso cuja

cabea mais resistente do que as outras de sua classe.

So fabricados em ao, cobre e ligas, como lato.

De cabea escareada boleada com fenda Aplicao

So geralmente utilizados na unio de elementos cujas espessuras sejam finas e quando necessrio que a cabea

do parafuso fique embutida no elemento. Permitem um bom

acabamento na superfcie. So fabricados em ao,cobre e

ligas como lato.

Parafuso auto-atarraxante O parafuso auto-atarraxante tem rosca de passo largo em um corpo

cnico e fabricado em ao temperado. Pode ter ponta ou no e, s

vezes, possui entalhes longitudinais com a funo de cortar a rosca

maneira de uma tarraxa. As cabeas tm formato redondo, em lato ou

chanfradas e apresentam fendas simples ou em cruz (tipo Phillips).

Esse tipo de parafuso elimina a necessidade de um furo roscado ou de

uma porca, pois corta a rosca no material a que preso. Sua utilizao

principal na montagem de peas feitas de folhas de metal de pequena

espessura, peas fundidas macias e plsticas.

Parafusos com rosca soberba para madeira

Aplicao

Esse tipo de parafuso tambm utilizado com auxlio de

buchas plsticas. O conjunto, parafuso-bucha aplicado

na fixao de elementos em bases de alvenaria. Quanto

escolha do tipo de cabea a ser utilizado, leva-se em considerao a natureza da unio a ser feita. So

fabricados em ao e tratados superficialmente para evitar efeitos oxidantes de agentes naturais.

So vrios os tipos de parafusos para madeira.

Apresentamos, em seguida, os diferentes tipos e os clculos para dimensionamento dos detalhes da cabea.

Vrios tipos de parafusos

Parabolt

Dimensionamento dos parafusos Trao no Parafuso

Cortante no parafuso

Apesar de ser regra de projeto garantir que o parafuso no

trabalhe submetido fora cortante, pode-se calcular esta

solicitao da forma:

Elementos de Fixao - Parafusos

Designao dos Parafusos

Porcas


Porcas

- So peas de forma prismtica ou cilndrica

geralmente metlica, com um furo roscado no qual

se encaixa um parafuso.

- So elementos de mquinas de fixao e esto

sempre associadas a um fuso ou parafuso.

Material de fabricao As porcas so fabricadas de diversos

materiais: ao, bronze, lato, alumnio,

plstico. H casos especiais em que as porcas

recebem banhos de galvanizao, zincagem e

bicromatizao para proteg-las contra

oxidao

Tipos de porca

Seus tipos variam de acordo com as roscas (que

correspondem a do parafuso) e formato, sendo os mais

comuns as porcas sextavadas, quadradas, recartilhadas (para

apertos manuais) e borboleta (tambm conhecidas por "porcas

de orelhas") para apertos manuais, auto travante.

Elas podem ser usadas na transmisso de movimentos, como

por exemplo nos macacos de um carro onde o fuso gira e a

porca se movimenta fazendo elevar a estrutura do

macaco.

Porcas Sextavadas Utilizadas para segurar a carga no sistema / tirante

pela proteo ou ajuste determinados no projeto.

Usos diversos, em automveis, residncias e

indstrias.

Porcas Quadradas

Usos diversos, em automveis, residncias e

indstrias.

Porcas Recartilhadas

Para aperto manual so mais usados os tipos de porca borboleta, recartilhada alta e recartilhada

baixa.

Porca borboleta A porca borboleta tem salincias parecidas com asas

para proporcionar o aperto manual. Geralmente

fabricada em ao ou lato, esse tipo de porca

empregado quando a montagem e a desmontagem

das peas so necessrias e frequentes.

Porca cega ou Porca Calota As porcas cega baixa e cega alta, alm de propiciarem boa fixao, deixam as peas unidas com melhor

aspecto. Nesse tipo de porca, uma das extremidades do furo

rosqueado encoberta, ocultando a ponta do parafuso. A

porca cega pode ser feita de ao ou lato, geralmente cromada e possibilita um acabamento de boa aparncia.

Porcas auto travante ou Parlok Essa porca possui nylon em seu interior, que trava a

porca no parafuso.

Porca Castelo

A porca castelo uma porca hexagonal com seis

entalhes radiais, coincidentes dois a dois, que se

alinham com um furo no parafuso, de modo que uma

cupilha possa ser passada para travar a porca, que

evitam o deslocamento axial.

Porcas rpidas

Para montagem de chapas em locais de difcil

acesso, podemos utilizar as porcas:

Porcas de fendas

Caractersticas das porcas de fendas:

A baixa deformao da rosca do elemento macho permite

reutilizar diversas vezes os elementos de fixao;

Bom comportamento quanto resistncia vibrao;

Excelente comportamento s variaes de temperatura;

Nenhuma agresso nem marcao na superfcie de apoio da

porca sobre a pea.

Fenda Simples O principio de auto-travamento da porca fenda simples

consistes em comprimir os flancos de alguns filetes de rosca

do elementos macho sobre seus setores. Este princpio

obtido executando-se uma fenda calibrada na parte central do

hexgono da porca, que amassada sob uma carga

especfica. Na montagem, a porca retorna sua forma

primitiva, gerando uma presso sobre os filetes de rosca e que

cria um torque de travamento constante e independente do

aperto.

Fenda Dupla Principio de funcionamento: O auto travamento da porca de

fenda dupla consiste em comprimir os flancos de alguns filetes

de rosca do elemento macho sobre dois dos seus setores, em

planos diferentes e deslocados a 180. Esse princpio obtido

executando-se duas fendas calibradas na gola superior da

porca, que so amassada sob carga especfica. Para obter uma

montagem correta, p fundamental que o elemento macho

exceda a porca em pelo menos dois filetes da rosca.

Outros tipos de porcas

Elementos de Fixao - Porcas

Elementos de Fixao

Porcas Castelo e Cavilhas

Elementos de Fixao

Porcas KM e Arruelas MB

Arruelas


Arruelas A maioria dos conjuntos mecnicos apresenta

elementos de fixao. Onde quer que se usem esses

elementos, seja em mquinas ou em veculos

automotivos, existe o perigo de se produzir, em

virtude das vibraes, um afrouxamento imprevisto no

aperto do parafuso. Para evitar esse inconveniente

utilizamos um elemento de mquina chamado arruela.

As arruelas tm a funo de distribuir igualmente a

fora de aperto entre a porca, o parafuso e as partes

montadas. Em algumas situaes, tambm

funcionam como elementos de trava. Os materiais

mais utilizados na fabricao das arruelas so ao-

carbono, cobre e lato.

Tipos de arruelas

Existem vrios tipos de arruela: lisa, de presso,

dentada, serrilhada, ondulada, de travamento com

orelha e arruela para perfilados. Para cada tipo de

trabalho, existe um tipo ideal de arruela.

Arruela Lisa Alm de distribuir igualmente o aperto, a arruela lisa

tem, tambm, a funo de melhorar os aspectos do

conjunto. A arruela lisa por no ter elemento de trava,

utilizada em rgos de mquinas que sofrem

pequenas vibraes.

Arruela de Presso A arruela de presso utilizada na montagem de

conjuntos mecnicos, submetidos a grandes esforos e

grandes vibraes. A arruela de presso funciona, tambm, como elemento de trava, evitando o

afrouxamento do parafuso e da porca. , ainda, muito empregada em equipamentos que sofrem variao de

temperatura (automveis, prensas etc.).

Arruela Dentada Muito empregada em equipamentos sujeitos a grandes

vibraes, mas com pequenos esforos, como,

eletrodomsticos, painis automotivos, equipamentos de

refrigerao etc. O travamento se d entre o conjunto

parafuso/porca. Os dentes inclinados das arruelas formam

uma mola quando so pressionados e se encravam na

cabea do parafuso.

Arruela Serrilhada A arruela serrilhada tem, basicamente, as mesmas

funes da arruela dentada. Apenas suporta esforos

um pouco maiores. usada nos mesmos tipos de

trabalho que a arruela dentada.

Arruela Ondulada A arruela ondulada no tem cantos vivos. indicada,

especialmente, para superfcies pintadas, evitando

danificao do acabamento. adequada para equipamentos que possuem acabamento externo

constitudo de chapas finas.

Arruela de Travamento com Orelha

Utiliza-se esta arruela dobrando-se a orelha sobre um

canto vivo da pea. Em seguida, dobra-se uma aba

da orelha envolvendo um dos lados chanfrado do

conjunto porca/parafuso.

Arruela para Perfilados

uma arruela muito utilizada em montagens que

envolvem cantoneiras ou perfis em ngulo. Devido ao

seu formato de fabricao, este tipo de arruela

compensa os ngulos e deixa perfeitamente paralelas

as superfcies a serem parafusadas.

Outros tipos menos utilizados:

Elementos de Fixao - Arruelas

Anis Elsticos


Anis Elsticos

O anel elstico um elemento usado em eixos ou

furos, tendo como principais funes:

Evitar deslocamento axial de peas ou componentes.

Posicionar ou limitar o curso de uma pea ou conjunto deslizante sobre o eixo.

Esse elemento de mquina conhecido tambm

como anel de reteno, de trava ou de segurana.

Instalao dos Anis Elsticos

Anis elsticos so instalados sempre com as

bordas chanfradas (laminadas) voltadas para a

pea que est limitando. Dessa forma, a presso

sobre o anel elstico ser exercida na rea onde a

borda do anel est paralela parede da canaleta.

Se instalar incorretamente, o anel elstico

exercer presso sobre as bordas chanfradas ou

laminadas que podem comprimir o anel elstico e

com a possibilidade de desaloj-lo da canaleta.

Material de fabricao e forma Fabricado de ao-mola, tem a forma de anel incompleto,

que se aloja em um canal circular construdo conforme normalizao.

Aplicaes

- Para eixos com dimetro entre 4 e 1000 mm. Trabalha externamente, Norma DIN 471.

Para furos com dimetro entre 9,5 e 1000 mm.

Trabalha internamente Norma DIN 472.

Para eixos com dimetro entre 8 e 24 mm.

Trabalha externamente Norma DIN 6799 .

Para eixos com dimetro entre 4 e 390 mm

para rolamentos.

Para pequenos esforos axiais anel elstico circular

Tendo em vista facilitar a escolha e seleo dos

anis em funo dos tipos de trabalho ou

operao, existem tabelas padronizadas de

anis,

Na utilizao dos anis, alguns pontos

importantes devem ser observados:

A dureza do anel deve ser adequada aos elementos que trabalham com ele.

Se o anel apresentar alguma falha, pode ser devido a defeitos de fabricao ou condies de operao.

As condies de operao so caracterizadas por meio de vibraes, impacto, flexo, alta temperatura ou

atrito excessivo.

A igualdade de presso em volta da canaleta assegura aderncia e resistncia.

O anel nunca deve estar solto, mas alojado no fundo da canaleta, com certa presso.

A superfcie do anel deve estar livre de rebarbas, fissuras e oxidaes.

Em aplicaes sujeitas corroso, os anis devem receber tratamento anticorrosivo adequado. Dimensionamento correto do anel e do alojamento. Em casos de anis de seco circular, utiliz-los apenas uma vez.

Utilizar ferramentas adequadas para evitar que o anel fique torto ou receba esforos exagerados. Montar o anel com a abertura apontando para esforos menores, quando possvel. Nunca substituir um anel normalizado por um equivalente, feito de chapa ou arame sem critrios. Para que esses anis no sejam montados de forma incorreta, necessrio o uso de ferramentas adequadas,

no caso, alicates.

Alguns tipos de alicate:

Para anis externos

Para anis internos

Chavetas


Chavetas um elemento mecnico fabricado em ao. Sua

forma, em geral, retangular ou semicircular. A

chaveta se interpe numa cavidade de um eixo e de

uma pea.

A chaveta tem por finalidade ligar dois elementos

mecnicos.

Chavetas longitudinais

So colocadas na extenso do eixo para unir roldanas,

rodas, volantes etc. Podem ser com ou sem cabea e

so de montagem e desmontagem fcil.

Sua inclinao de 1:100 e suas medidas principais so

definidas quanto a:

altura (h); comprimento (L);

largura (b).

Chavetas encaixadas - So muito usadas. Sua forma corresponde do tipo mais simples de chaveta

de cunha. Para possibilitar seu emprego, o rasgo do

eixo sempre mais comprido que a chaveta.

As chavetas longitudinais podem ser de

diversos tipos: encaixada, meia-cana, plana,

embutida e tangencial.

Chaveta meia-cana Sua base cncava (com o mesmo raio do eixo). Sua inclinao de 1:100,

com ou sem cabea. No necessrio rasgo na

rvore, pois a chaveta transmite o movimento por

efeito do atrito. Desta forma, quando o esforo no

elemento conduzido for muito grande, a chaveta

desliza sobre a rvore.

Chaveta plana Sua forma similar da chaveta encaixada, porm, para sua montagem no se abre

rasgo no eixo. feito um rebaixo plano.

Chavetas embutidas Essas chavetas tem os extremos arredondados, conforme se observa na

vista superior ao lado. O rasgo para seu alojamento

no eixo possui o mesmo comprimento da chaveta.

As chavetas embutidas nunca tem cabea.

Chavetas tangenciais So formadas por um par de cunhas, colocado em cada rasgo. So sempre

utilizadas duas chavetas, e os rasgos so

posicionados a 120. Transmitem fortes cargas e so

utilizadas, sobretudo, quando o eixo est submetido a

mudana de carga ou golpes.

Chavetas de cunha

As chavetas tem esse nome porque so parecidas

com uma cunha. Uma de suas faces inclinada,

para facilitar a unio de peas.

Chavetas transversais - So aplicadas em unio de peas que transmitem movimentos rotativos e retilneos

alternativos.

Quando as chavetas transversais so empregadas em

unies permanentes, sua inclinao varia entre 1:25 e 1:50.

Se a unio se submete a montagem e desmontagem frequentes, a inclinao pode ser de 1:6 a 1:15.

Chavetas paralelas ou linguetas - Essas chavetas tem as faces paralelas, portanto, no tem

inclinao. A transmisso do movimento feita pelo

ajuste de suas faces laterais s laterais do rasgo da

chaveta. Fica uma pequena folga entre o ponto mais

alto da chaveta e o fundo do rasgo do elemento

conduzido.

As chavetas paralelas no possuem cabea. Quanto

forma de seus extremos, eles podem ser retos ou

arredondados. Podem, ainda, ter parafusos para

fixarem a chaveta ao eixo.

Chaveta de disco ou meia-lua (tipo woodruff)

uma variante da chaveta paralela. Recebe esse

nome porque sua forma corresponde a um segmento

circular.

comumente empregada em eixos cnicos por facilitar a montagem e se adaptar conicidade do fundo do

rasgo do elemento externo.

Dimensionamento das chavetas

Ser calculada da mesma forma que rebites e

pinos, com a diferena que sua rea no ser

circular.

s aplicar a frmula de tenso cisalhante.

Em geral, a chaveta dimensionada em funo do

eixo por meio de tabela.

Elementos de Fixao - Chavetas

Elementos de

Fixao Prof. Joo Paulo Barbosa, M.Sc.

aula_02 - elementos de fixação

Documents