Download - Aula_02 - Elementos de Fixação
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Elementos de
Fixao Prof. Joo Paulo Barbosa, M.Sc.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Pino O pino une peas articuladas. Nesse tipo de unio,
uma das peas pode se movimentar por rotao.
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Cavilha A cavilha une peas que no so articuladas entre si.
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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.
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Parafusos O parafuso uma pea formada por um corpo cilndrico roscado
e uma cabea, que pode ter vrias formas.
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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.
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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.
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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.
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Rebites
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Rebites
A fixao por rebites um meio de unio
permanente. A figura ao lado mostra
a rebitagem para unir duas peas.
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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) :
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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
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Tipos de rebite e suas propores
O quadro a seguir mostra a classificao dos rebites em funo do formato da cabea e de seu emprego em geral.
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A fabricao de rebites padronizada, ou seja, segue normas tcnicas que indicam medidas da cabea, do corpo e do comprimento til dos rebites.
No quadro a seguir apresentamos as propores padronizadas para os rebites. Os valores que aparecem nas ilustraes so constantes, ou seja, nunca mudam.
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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).
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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.
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Alm desses rebites, destaca-se, pela sua importncia, o rebite de repuxo, conhecido por rebite pop. um elemento especial de unio, empregado para fixar peas com rapidez, economia e simplicidade.
Abaixo mostramos a nomenclatura de um rebite de repuxo
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Os rebites de repuxo podem ser fabricados com os seguintes materiais metlicos: ao-carbono; ao inoxidvel; alumnio; cobre; (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
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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
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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.
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Aps as chapas serem prensadas, o rebite martelado at encorpar, isto , dilatar e preencher totalmente o furo. Depois, com o martelo de bola, o rebite boleado, ou seja, martelado at comear a se arredondar. A ilustrao mostra o boleamento.
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Em seguida, o formato da segunda cabea feito por meio de outra ferramenta chamada estampo, em cuja ponta existe uma cavidade que ser usada como matriz para a cabea redonda.
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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.
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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
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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.
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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.
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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.
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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
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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
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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.
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Equipamentos para rebitagem de repuxo
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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.
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Ferramentas para rebitagem Manual
Estampo
uma ferramenta usada para dar forma a
uma pea.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Mal uso das ferramentas para fazer a
cabea - A cabea do rebite rebatida erradamente
e apresenta irregularidades como rebarbas ou
rachaduras.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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-Pinos -Cavilhas -Cupilhas
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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
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Pino
Cavilha
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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
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Pinos e Cavilhas se diferenciam
pelos seguintes fatores:
Utilizao; Forma; Tolerncia de medidas; Acabamento superficial; Material Tratamento trmico.
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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.
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Pino cnico Pino Cnico com haste Roscada
Pino Cilndrico
Pino Elstico
Pino de guia
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Cavilha
A cavilha uma pea cilndrica, fabricada em
ao, cuja superfcie externa recebe trs entalhes
que formam ressaltos. A forma e o comprimento
dos entalhes determinam os tipos de cavilha.
Sua fixao feita diretamente no furo aberto
por broca, dispensando-se o acabamento e a
preciso do furo alargado.
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Classificao das cavilhas
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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.
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Contrapinos Especiais Para eletrificao, isoladores e ferragens.
Fabricados em ao (ferro), cobre, lato,
alumnio e ao inox.
So confeccionados conforme desenho
ou amostra.
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Funo das cupilhas Sua funo principal a de travar outros
elementos de mquinas como porcas.
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Elementos de Fixao - Pinos
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Elementos de Fixao - Pinos
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Elementos de Fixao - Pinos
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Elementos de Fixao - Pinos
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Elementos de Fixao Pinos Entalhados
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Parafusos
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Parafusos O parafuso uma pea formada por um corpo
cilndrico roscado e uma cabea, que pode ter
vrias formas.
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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.
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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
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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)
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Perfil da rosca (seco do filete)
Triangular o mais comum. Utilizado em parafusos e porcas de
fixao, unies e tubos.
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Trapezoidal
Empregado em rgos de comando das mquinas
operatrizes (para transmisso de movimento suave e
uniforme), fusos e prensas de estampar (balancins
mecnicos).
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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
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Dente de serra Usado quando a fora de solicitao muito
grande em um s sentido (morsas, macacos,
pinas para tornos e fresadoras).
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Quadrado Quase em desuso, mas ainda utilizado em
parafusos e peas sujeitas a choques e
grandes esforos (morsas)).
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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.
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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;
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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.
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Que fatores influenciam a escolha
de parafusos?
- Funo;
- Propriedades;
- Mtodo de montagem;
- Qualidade;
- Garantia;
- Custo de aplicao.
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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.
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Os parafusos se diferenciam pela forma da rosca,
da cabea, da haste e do tipo de acionamento.
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O corpo do parafuso pode ser cilndrico ou
cnico, totalmente roscado ou parcialmente
roscado. A cabea pode apresentar vrios
formatos; porm, h parafusos sem cabea.
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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.
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Parafusos passante
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Parafusos no passantes So parafusos que no utilizam porcas. O papel de
porca desempenhado pelo furo roscado, feito numa
das peas a ser unida.
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Parafusos de presso Esses parafusos so fixados por meio de presso. A
presso exercida pelas pontas dos parafusos
contra a pea a ser fixada. Os parafusos de presso
podem apresentar cabea ou no.
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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.
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Segue um quadro sntese
com caractersticas da
cabea, do corpo, das
pontas e com indicao
dos dispositivos de
atarraxamento.
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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.
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- 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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Alguns tipos de parafusos allen ou sextavado interno
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Aplicao Em geral, esse tipo de parafuso utilizado para travar
elementos de mquinas. Por ser um elemento
utilizado para travar elementos de mquinas, esses
parafusos so fabricados com diversos tipos de pontas,
de acordo com sua utilizao.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Vrios tipos de parafusos
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Parabolt
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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:
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Elementos de Fixao - Parafusos
Designao dos Parafusos
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Elementos de Fixao - Parafusos
Designao dos Parafusos
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Elementos de Fixao - Parafusos
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Elementos de Fixao - Parafusos
Designao dos Parafusos
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Elementos de Fixao - Parafusos
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Porcas
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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.
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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
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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.
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Porcas Sextavadas Utilizadas para segurar a carga no sistema / tirante
pela proteo ou ajuste determinados no projeto.
Usos diversos, em automveis, residncias e
indstrias.
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Porcas Quadradas
Usos diversos, em automveis, residncias e
indstrias.
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Porcas Recartilhadas
Para aperto manual so mais usados os tipos de porca borboleta, recartilhada alta e recartilhada
baixa.
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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.
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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.
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Porcas auto travante ou Parlok Essa porca possui nylon em seu interior, que trava a
porca no parafuso.
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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.
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Porcas rpidas
Para montagem de chapas em locais de difcil
acesso, podemos utilizar as porcas:
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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.
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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.
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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.
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Outros tipos de porcas
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Elementos de Fixao - Porcas
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Elementos de Fixao - Porcas
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Elementos de Fixao
Porcas Castelo e Cavilhas
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Elementos de Fixao - Porcas
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Elementos de Fixao
Porcas KM e Arruelas MB
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Elementos de Fixao - Porcas
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Elementos de Fixao - Porcas
Designao dos Parafusos
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Elementos de Fixao - Porcas
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Elementos de Fixao - Porcas
Designao dos Parafusos
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Arruelas
Prof. Joo Paulo Barbosa, M.Sc.
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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.
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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.
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Arruela Lisa Alm de distribuir igualmente o aperto, a arruela lisa
tem, tambm, a funo de melhorar os aspectos do
conjunto. A arruela lisa por no ter elemento de trava,
utilizada em rgos de mquinas que sofrem
pequenas vibraes.
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Arruela de Presso A arruela de presso utilizada na montagem de
conjuntos mecnicos, submetidos a grandes esforos e
grandes vibraes. A arruela de presso funciona, tambm, como elemento de trava, evitando o
afrouxamento do parafuso e da porca. , ainda, muito empregada em equipamentos que sofrem variao de
temperatura (automveis, prensas etc.).
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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.
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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.
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Arruela Ondulada A arruela ondulada no tem cantos vivos. indicada,
especialmente, para superfcies pintadas, evitando
danificao do acabamento. adequada para equipamentos que possuem acabamento externo
constitudo de chapas finas.
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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.
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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.
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Outros tipos menos utilizados:
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Elementos de Fixao - Arruelas
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Anis Elsticos
Prof. Joo Paulo Barbosa, M.Sc.
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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.
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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.
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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.
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Para furos com dimetro entre 9,5 e 1000 mm.
Trabalha internamente Norma DIN 472.
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Para eixos com dimetro entre 8 e 24 mm.
Trabalha externamente Norma DIN 6799 .
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Para eixos com dimetro entre 4 e 390 mm
para rolamentos.
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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,
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Na utilizao dos anis, alguns pontos
importantes devem ser observados:
A dureza do anel deve ser adequada aos elementos que trabalham com ele.
Se o anel apresentar alguma falha, pode ser devido a defeitos de fabricao ou condies de operao.
As condies de operao so caracterizadas por meio de vibraes, impacto, flexo, alta temperatura ou
atrito excessivo.
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.
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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.
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Alguns tipos de alicate:
Para anis externos
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Para anis internos
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Chavetas
Prof. Joo Paulo Barbosa, M.Sc.
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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.
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Chavetas longitudinais
So colocadas na extenso do eixo para unir roldanas,
rodas, volantes etc. Podem ser com ou sem cabea e
so de montagem e desmontagem fcil.
Sua inclinao de 1:100 e suas medidas principais so
definidas quanto a:
altura (h); comprimento (L);
largura (b).
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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.
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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.
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Chaveta plana Sua forma similar da chaveta encaixada, porm, para sua montagem no se abre
rasgo no eixo. feito um rebaixo plano.
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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.
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Chavetas tangenciais So formadas por um par de cunhas, colocado em cada rasgo. So sempre
utilizadas duas chavetas, e os rasgos so
posicionados a 120. Transmitem fortes cargas e so
utilizadas, sobretudo, quando o eixo est submetido a
mudana de carga ou golpes.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Em geral, a chaveta dimensionada em funo do
eixo por meio de tabela.
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Elementos de Fixao - Chavetas
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Elementos de Fixao - Chavetas
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Elementos de
Fixao Prof. Joo Paulo Barbosa, M.Sc.