eixos, Árvores e acoplamentos

20
SENAI CENTRO DE EXCELÊNCIA EM TECNOLOGIA E MANUFATURA Curso Técnico em Mecânica Industrial – 3° Módulo ELEMENTOS DE MÁQUINA EIXOS, ÁRVORES E ACOPLAMENTOS Cleiton Castro Felipe Roberto Fernando Lourenço Rafael Rodrigues Raphael Prado Welington Diogenes

Upload: felipe-roberto

Post on 25-Jun-2015

6.727 views

Category:

Documents


4 download

DESCRIPTION

Trabalho Sintetizado sobre eixos e árvores e acoplamentos

TRANSCRIPT

Page 1: Eixos, Árvores e Acoplamentos

SENAICENTRO DE EXCELÊNCIA EM TECNOLOGIA E MANUFATURA

Curso Técnico em Mecânica Industrial – 3° Módulo

ELEMENTOS DE MÁQUINAEIXOS, ÁRVORES E ACOPLAMENTOS

Cleiton CastroFelipe RobertoFernando LourençoRafael RodriguesRaphael PradoWelington Diogenes

Betim2010

Page 2: Eixos, Árvores e Acoplamentos

Índice

Introdução ------------------------------------------------------------------------------------ 03

Eixos e Árvores ----------------------------------------------------------------------------- 04

Materiais de Fabricação ------------------------------------------------------------------ 05

Tipos e Características de Árvores ---------------------------------------------------- 05

Eixos Maciços ------------------------------------------------------------------------------- 06

Eixos Vazados ------------------------------------------------------------------------------ 07

Eixos Cônicos ------------------------------------------------------------------------------- 07

Eixos Roscados -----------------------------------------------------------------------------

07

Eixos-árvore ranhurados ----------------------------------------------------------------- 08

Eixos-árvore estriados -------------------------------------------------------------------- 08

Eixos-árvore flexíveis ----------------------------------------------------------------------

08

Acoplamentos ------------------------------------------------------------------------------- 09

Classificação -------------------------------------------------------------------------------- 09

Acoplamentos fixos ------------------------------------------------------------------------ 09

Acoplamento rígido com flanges parafusadas -------------------------------------- 09

Acoplamento com luva de compressão ou de aperto ----------------------------- 09

Acoplamento de discos ou pratos ------------------------------------------------------ 10

Acoplamentos elásticos -------------------------------------------------------------------

10

Acoplamento elástico de pinos --------------------------------------------------------- 10

Acoplamento perflex ----------------------------------------------------------------------- 11

Acoplamento elástico de garras -------------------------------------------------------- 11

Acoplamento elástico de fita de aço --------------------------------------------------- 12

Acoplamento de dentes arqueados --------------------------------------------------- 12

Junta universal homocinética ----------------------------------------------------------- 13

Acoplamentos móveis --------------------------------------------------------------------- 14

Montagem de acoplamentos ------------------------------------------------------------ 14

Lubrificação de acoplamentos ---------------------------------------------------------- 15

Referências Bibliográficas --------------------------------------------------------------- 16

Page 3: Eixos, Árvores e Acoplamentos

Introdução

Já há algum tempo temos visto vários elementos de máquinas e suas aplicações. Neste trabalho vamos falar um pouco sobre eixos, árvores e acoplamentos. É de suma importância a correta instalação e manutenção preventiva destes. São assuntos de extrema importância para a mecânica, pois são responsáveis por transmitir força e movimento ao resto da ‘máquina’.

Analisando ao pé da letra, podemos constatar que esses elementos são a ‘coluna vertebral’ da máquina. Falamos sobre suas aplicações e classificações, materiais de construção, dentre outros temas.

Tentamos aqui, ao máximo, exemplificar as funções de cada elemento com gravuras para melhor compreensão do leitor. Esperamos que seja proveitoso.

Page 4: Eixos, Árvores e Acoplamentos

Eixos e Árvores

Assim como o homem, as máquinas contam com sua “coluna vertebral” como um dos principais elementos de sua estrutura física: eixos e árvores, que podem ter perfis lisos ou compostos, em que são montadas as engrenagens, polias, rolamentos, volantes, manípulos etc.

Os eixos e as árvores podem ser fixos ou giratórios e sustentam os elementos de máquina. No caso dos eixos fixos, os elementos (engrenagens com buchas, polias sobre rolamentos e volantes) é que giram.

Quando se trata de eixo-árvore giratório, o eixo se movimenta juntamente com seus elementos ou independentemente deles como, por exemplo, eixos de afiadores (esmeris), rodas de trole (trilhos), eixos de máquinas-ferramenta, eixos sobre mancais.

Page 5: Eixos, Árvores e Acoplamentos

Material de fabricação

Os eixos e árvores são fabricados em aço ou ligas de aço, pois os materiais metálicos apresentam melhores propriedades mecânicas do que os outros materiais. Por isso, são mais adequados para a fabricação de elementos de transmissão:· eixos com pequena solicitação mecânica são fabricados em aço ao carbono;· eixo-árvore de máquinas e automóveis são fabricados em aço-níquel;· eixo-árvore para altas rotações ou para bombas e turbinas são fabricados em aço cromo-níquel;· eixo para vagões são fabricados em aço-manganês.

Quando os eixos e árvores têm finalidades específicas, podem ser fabricados em cobre, alumínio, latão, portanto, o material de fabricação varia de acordo com a função dos eixos e árvores.

Tipos e características de árvores

Conforme suas funções, uma árvore pode ser de engrenagens (em que são montados mancais e rolamentos) ou de manivelas, que transforma movimentos circulares em movimentos retilíneos.

Para suporte de forças radiais, usam-se espigas retas, cônicas, de colar, de manivela e esférica.

Para suporte de forças axiais, usam-se espigas de anéis ou de cabeça.

Page 6: Eixos, Árvores e Acoplamentos

As forças axiais têm direção perpendicular (90º) à seção transversal do eixo, enquanto as forças radiais têm direção tangente ou paralela à seção transversal do eixo.

Quanto ao tipo, os eixos podem ser roscados, ranhurados, estriados, maciços, vazados, flexíveis, cônicos, cujas características estão descritas a seguir.

Eixos maciçosA maioria dos eixos maciços tem seção transversal circular maciça, com

degraus ou apoios para ajuste das peças montadas sobre eles. A extremidade do eixo é chanfrada para evitar rebarbas. As arestas são arredondadas para aliviar a concentração de esforços.

Page 7: Eixos, Árvores e Acoplamentos

Eixos vazados

Normalmente, as máquinas-ferramenta possuem o eixo-árvore vazado para facilitar a fixação de peças mais longas para a usinagem.Temos ainda os eixos vazados empregados nos motores de avião, por serem mais leves.

Eixos cônicos

Os eixos cônicos devem ser ajustados a um componente que possua um furo de encaixe cônico. A parte que se ajusta tem um formato cônico e é firmemente presa por uma porca. Uma chaveta é utilizada para evitar a rotação relativa.

Eixos roscados

Esse tipo de eixo é composto de rebaixos e furos roscados, o que permite sua utilização como elemento de transmissão e também como eixo prolongador utilizado

Page 8: Eixos, Árvores e Acoplamentos

na fixação de rebolos para retificação interna e de ferramentas para usinagem de furos.

Eixos-árvore ranhurados

Esse tipo de eixo apresenta uma série de ranhuras longitudinais em torno de sua circunferência. Essas ranhuras engrenam-se com os sulcos correspondentes de peças que serão montadas no eixo. Os eixos ranhurados são utilizados para transmitir grande força.

Eixos-árvore estriados

Assim como os eixos cônicos, como chavetas, caracterizam-se por garantir uma boa concentricidade com boa fixação, os eixos-árvore estriados também são utilizados para evitar rotação relativa em barras de direção de automóveis, alavancas de máquinas etc.

Eixos-árvore flexíveis

Consistem em uma série de camadas de arame de aço enroladas alternadamente em sentidos opostos e apertadas fortemente. O conjunto é protegido por um tubo flexível e a união com o motor é feita mediante uma braçadeira especial com uma rosca.

São eixos empregados para transmitir movimento a ferramentas portáteis

Page 9: Eixos, Árvores e Acoplamentos

(roda de afiar), e adequados a forças não muito grandes e altas velocidades (cabo de velocímetro).

Acoplamentos

Acoplamento é um conjunto mecânico, constituído de elementos de máquina, empregado na transmissão de movimento de rotação entre duas árvores ou eixos-árvore.

Classificação

Os acoplamentos podem ser fixos, elásticos e móveis.

Acoplamentos fixos

Os acoplamentos fixos servem para unir árvores de tal maneira que funcionem como se fossem uma única peça, alinhando as árvores de forma precisa.

Por motivo de segurança, os acoplamentos devem ser construídos de modo que não apresentem nenhuma saliência.

Vamos conhecer alguns tipos de acoplamentos fixos.

Acoplamento rígido com flanges parafusadas

Esse tipo de acoplamento é utilizado quando se pretende conectar árvores, e é próprio para a transmissão de grande potência em baixa velocidade.

Acoplamento com luva de compressão ou de aperto

Page 10: Eixos, Árvores e Acoplamentos

Esse tipo de luva facilita a manutenção de máquinas e equipamentos, com a vantagem de não interferir no posicionamento das árvores, podendo ser montado e removido sem problemas de alinhamento.

Acoplamento de discos ou pratos

Empregado na transmissão de grandes potências em casos especiais, como, por exemplo, nas árvores de turbinas. As superfícies de contato nesse tipo de acoplamento podem ser lisas ou dentadas.

Acoplamentos elásticos

Esses elementos tornam mais suave a transmissão do movimento em árvores que tenham movimentos bruscos, e permitem o funcionamento do conjunto com desalinhamento paralelo, angular e axial entre as árvores.

Os acoplamentos elásticos são construídos em forma articulada, elástica ou articulada e elástica. Permitem a compensação de até 6 graus de ângulo de torção e deslocamento angular axial.

Veja a seguir os principais tipos de acoplamentos elásticos.

Acoplamento elástico de pinos

Page 11: Eixos, Árvores e Acoplamentos

Os elementos transmissores são pinos de aço com mangas de borracha.

Acoplamento perflex

Os discos de acoplamento são unidos perifericamente por uma ligação de borracha apertada por anéis de pressão. Esse acoplamento permite o jogo longitudinal de eixos.

Acoplamento elástico de garras

As garras, constituídas por tocos de borracha, encaixam-se nas aberturas do contra disco e transmitem o movimento de rotação.

Page 12: Eixos, Árvores e Acoplamentos

Acoplamento elástico de fita de aço

Consiste de dois cubos providos de flanges ranhuradas, nos quais está montada uma grade elástica que liga os cubos. O conjunto está alojado em duas tampas providas de junta de encosto e de retentor elástico junto ao cubo. Todo o espaço entre os cabos e as tampas é preenchido com graxa.

Apesar de esse acoplamento ser flexível, as árvores devem estar bem alinhadas no ato de sua instalação para que não provoquem vibrações excessivas em serviço.

Acoplamento de dentes arqueados

Os dentes possuem a forma ligeiramente curvada no sentido axial, o que permite até 3 graus de desalinhamento angular. O anel dentado (peça transmissora do movimento) possui duas carreiras de dentes que são separadas por uma saliência central.

Page 13: Eixos, Árvores e Acoplamentos

Junta universal homocinética

Esse tipo de junta é usado para transmitir movimento entre árvores que precisam sofrer variação angular, durante sua atividade. Essa junta é constituída de esferas de aço que se alojam em calhas.

A ilustração anterior é a de junta homocinética usada em veículos. A maioria dos automóveis é equipada com esse tipo de junta.

Page 14: Eixos, Árvores e Acoplamentos

Acoplamentos móveis

São empregados para permitir o jogo longitudinal das árvores. Esses acoplamentos transmitem força e movimento somente quando acionados, isto é, obedecem a um comando.

Os acoplamentos móveis podem ser: de garras ou dentes, e a rotação é transmitida por meio do encaixe das garras ou de dentes.Geralmente, esses acoplamentos são usados em aventais e caixas de engrenagens de máquinas-ferramenta convencionais.

Page 15: Eixos, Árvores e Acoplamentos

Montagem de acoplamentos

Os principais cuidados a tomar durante a montagem dos acoplamentos são:· Colocar os flanges a quente, sempre que possível.· Evitar a colocação dos flanges por meio de golpes: usar prensas ou dispositivos adequados.· O alinhamento das árvores deve ser o melhor possível mesmo que sejam usados acoplamentos elásticos, pois durante o serviço ocorrerão os desalinhamentos a serem compensados.· Fazer a verificação da folga entre flanges e do alinhamento e concentricidade do flange com a árvore.· Certificar-se de que todos os elementos de ligação estejam bem instalados antes de aplicar a carga.

Lubrificação de acoplamentos

Os acoplamentos que requerem lubrificação, geralmente não necessitam cuidados especiais.

O melhor procedimento é o recomendado pelo fabricante do acoplamento ou pelo manual da máquina. No entanto, algumas características de lubrificantes para acoplamentos flexíveis são importantes para uso geral:- ponto de gota - 150ºC ou acima;- consistência - NLGI nº2 com valor de penetração entre 250 e 300;- baixo valor de separação do óleo e alta resistência à separação por centrifugação;- deve possuir qualidades lubrificantes equivalentes às dos óleos minerais bem refinados de alta qualidade;- não deve corroer aço ou deteriorar o neopreme (material das guarnições).

Page 16: Eixos, Árvores e Acoplamentos