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Curso Superior de Tecnologia em - Refrigeração,

Ventilação e Ar condicionado

Disciplina: ELEMENTOS DE MÁQUINAS

Professor Me. Claudemir Claudino Alves

ELEMENTOS DE MÁQUINAS

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Aula 03 – PARAFUSOS E TIRANTES

PARAFUSOS

- Entre os elementos de união desmontáveis, os

parafusos são os mais utilizados, pelo custo reduzido e

fácil aplicação;

- Os parafusos podem ser de fixação ou de movimento.

Os parafusos de movimento são usados na transmissão

de forças. As roscas têm formato trapezoidal, quadrado

ou de dente de serra.


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Características dos parafusos de fixação.

O parafuso de fixação pode ser dividido em três partes:

cabeça, corpo e rosca, conforme indicado na figura


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A figura a seguir mostra esquematicamente diversas

formas de cabeça de parafusos.


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A rosca normalmente é de perfil triangular, com ângulo de

60° ou 55°, dimensões em milímetros (rosca métrica) ou

em polegadas (rosca UNC e rosca Whitworth). As

dimensões principais podem ser observadas na figura a

seguir.


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- Define-se o passo de uma rosca (p) como a distância

entre dois filetes consecutivos, medida paralelamente ao

eixo.

- Avanço é a distância que a porca percorre paralelamen-

te ao eixo da rosca, quando gira uma volta. Exemplo: em

uma rosca de três entradas, o avanço é equivalente a

três vezes o passo.

- A rosca pode ser grossa, média e fina. A rosca de uso

corrente é a grossa, que não é recomendada em aplica-

ções em que haja vibrações.

- A rosca fina, muito usada na indústria automobilística, é

a mais indicada para

suportar vibrações.


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- A designação da rosca métrica é feita pela letra M

(maiúscula), seguida pelos números indicativos do

diâmetro nominal (diâmetro externo) e do passo, em milí-

metros, separados pelo sinal “×”.

Exemplo: rosca M10 × 1,25.

Na designação da rosca de passo normal pode ser

suprimida a informação referente ao passo. Exemplo:

rosca M10.


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Classes de resistência de parafusos Sistema de designação

Os símbolos são formados por dois algarismos

separados por um ponto (x.x).

a) O primeiro algarismo indica 1/100 da resistência à

tração nominal (Rm) em MPa.

b) O segundo algarismo indica 10 vezes a relação entre o

escoamento nominal (Re) e a resistência à tração

nominal (Rm).

Por exemplo, em um parafuso com classe de resistência

5.6, temos:


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Esses símbolos com dois algarismos separados pelo

ponto, normalmente, vêm marcados nos parafusos e são

utilizados quando é necessária a certificação de suas

propriedades mecânicas. A figura a seguir mostra

esquematicamente sua localização.


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Fixação por atrito As fixações por atrito são dimensionadas em função da

força axial de compressão (Fa) entre as peças, originada

pelo torque de aperto dado no parafuso.

Este, quando solicitado, desenvolve uma força de atrito

(Fat) que mantém as partes unidas.

Nas tabelas a seguir constam os valores de torque, força

de aperto e diâmetro dos parafusos cuja classe de

resistência é respectivamente 5.6 e 8.8.


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Exemplo Determinar o diâmetro do parafuso para suportar a carga

de 5 kN, somente por atrito, para o carregamento

indicado na figura a seguir.

Dados: Q = 5 kN; μ = 0,15; parafuso de classe 8.8


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Se considerarmos o coeficiente de segurança, conforme

o tipo de solicitação, o diâmetro do parafuso ficaria muito

grande e inviável para a aplicação.

A solução mais adequada seria a utilização de mais

parafusos, ou fazer o parafuso trabalhar sujeito a

cisalhamento. Como sabemos, os parafusos devem estar

sujeitos apenas a esforços de tração. O parafuso, porém,

pode estar sujeito a cisalhamento se for colocado sem

folga no furo das peças, de modo que a parte roscada

não esteja na região sujeita a cisalhamento, como mostra

a figura a seguir.


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Observe que se obtém uma solução com o diâmetro menor,

mesmo levando em conta o coeficiente de segurança.

Existem outras soluções que podem ser adotadas caso os

esforços sejam de cisalhamento. As técnicas consistem em

descarregar o esforço cortante em outros elementos, tais

como: pinos, chavetas, buchas, ressaltos etc. Algumas

dessas técnicas são esquematicamente mostradas na figura

a seguir.


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Furos de passagem de parafusos

- Furos de passagem de parafusos, se realizados conforme

recomendação normativa, não exigem a utilização de

arruelas (lisas ou de pressão), exceto quando os elementos

estão sujeitos a vibrações. Nesse caso, usaremos arruelas

de pressão.

- A arruela lisa deve ser utilizada se o diâmetro do furo de

passagem for superior ao estipulado por norma, ou em furos

do tipo oblongo.

Algumas montagens são mostradas na figura a seguir.


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Os tipos e dimensões de parafusos, porcas e arruelas de pressão e lisas encontram-se tabelados pela norma ABNT, ou em livros, catálogos de fabricantes, manuais etc.


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Para parafusos de rosca métrica, a tabela a seguir fornece

os valores do diâmetro do furo de passagem.


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(1) Os furos de passagem da série fina devem ter um escareamen-to na área correspondente à concordância entre a cabeça e o corpo do parafuso.


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As dimensões d e D são indicadas na figura a seguir.


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Parafusos para vasos de pressão.


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A força (Fe) devido a pressão interna aplicada em

cada parafuso deve ser a igual a força total aplicada

na tampa (Ft) pela pressão, dividida pelo número de

parafusos (z).


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O número de parafusos depende do projeto. Uma

regra para flanges e vasos de pressão é que a

distância entre dois parafusos de ser no máximo

120mm.


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TIRANTES

Desmontagem

Em geral, uma maquina ou equipamento industrial

corretamente funcionando nas condições especificadas

pelo fabricante e recebendo cuidados periódicos do

serviço de manutenção preventiva é capaz de trabalhar,

sem problemas, por muitos anos.

Entretanto, quando algum dos componentes falha, seja

por descuido na operação, seja por deficiência na

manutenção, é necessário identificar o defeito e eliminar

suas causas.


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No caso de máquinas mais simples, é relativamente fácil

identificar o problemas e providenciar sua eliminação,

porem, quando se trata de maquinas mais complexas, a

identificação do problema e sua remoção exigem, do

mecânico, a adoção de procedimentos sequenciais bem

distintos.

O primeiro fato a ser considerado é que não se deve

desmontar uma maquina antes da analise dos

problemas. A analise, como já foi visto em aulas

anteriores, deve ser baseada no relatório do operador,

no exame da ficha de manutenção da maquina e na

realização de testes envolvendo os instrumentos de

controle.


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Atividades Pós-Desmontagens

Após a desmontagem, a lavagem, o secamento e a

separação das peças em lotes, deve-se dar inicio a

correção das falhas ou defeitos.

As atividades de correção mais comuns são:

Confecção de peças

Substituição de elementos mecânicos

Substituição de elementos de fixação

Rasqueteamento

Recuperação de roscas

Correção de erros de projetos

Recuperação de chavetas

Etc.


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Tensão Admissível

A tensão admissível é a tensão ideal de trabalho para o

material nas circunstâncias apresentadas. Geralmente, esta

tensão deverá ser mantida na região de deformação elástica

do material.


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