eixos arvores e mancais

Luziane Barbosa

Aula 5 e 6: Capítulo 3

Eixos, árvores, mancais e guias

Luziane Barbosa SENAI - CETEMP

História


Árvore:

� Elemento que gira transmitindo potência.

� Submetido à esforços de flexão.


Exemplo de árvore

� O virabrequim transforma movimento circular em linear.


Eixo

� Elemento fixo ou não que suporta rodas dentadas, polias,etc...

� Sujeito principalmente a esforços de flexão.


Exemplos:


Materais

� Os eixos e árvores precisam de:� Resistência mecânica: resistência à tração de 500 à

600N/mm²;� Resistência ao desgaste: tratamento térmico (têmpera ou

cementação);

� Podemos usar: � Aço ABNT 1045 com dureza de 40 a 50 RC após

revenimento. � Aços liga com 28-35RC;� Aços para cementação que devem atingir 56 à 62RC;


Eixos maciços

� A extremidade do eixo é chanfrada para evitar rebarbas.


Eixos e Árvores Vazadas

� Eixo-árvore vazado são utilizados em máquinas-ferramenta 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

� A parte que se ajusta tem um formato cônico é firmemente presa por uma porca.

� Uma chaveta é utilizada para evitar a rotação relativa.


Eixos roscados

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

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


Formas de transmissão de força e movimento:

�Pela forma:� Chavetado;� Entalhado;� Estriado;� Seção

poligonal;

�Pelo atrito:� Elementos

anelares;� Arruelas estreladas;


Transmissão pela forma


Elementos Chavetados

� Usado em:� Polias;� Engrenagens;� Acoplamento;


Elementos Entalhados

� Transmite forças maiores que os chavetados e permite distribuição de forças em todo o perímetro do encaixe. Podendo ter de 4 a 20 entalhes.


Elementos Estriados

� Seção transversal forte;

� Boa distribuição do momento torçor;

� Facilita a montagem;


Elementos com Seção Poligonal

� Momento de rotação máximo;

� Aproveitamento máximo das forças de torção.


Transmissão por cardan


Terminais de cardan


Transmissão por atrito


Elementos Anelares

Dois anéis cônicos apertados entre si e atuando simultaneamente sobre o eixo e o cubo, fazendo com que as peças giram sem golpe frontal e por isso com rigorosa circularidade.


Arruelas Estreladas

� Proporcionam grande vigor de movimento frontal circular. O aperto é produzido pelo aparafusamento que força a arruela simultaneamente contra o eixo e o cubo.


Formas de transmissão de força e movimento:

�Pela forma:� Chavetado;� Entalhado;� Estriado;� Seção

poligonal;

�Pelo atrito:� Elementos

anelares;� Arruelas estreladas;


Tipos de espiga


Esforços radiais e eixos


fatores considerar no projeto de eixos e arvores:

� Carga;� Operação;� Material;� Dimensionamento;� Tratamento térmico;� Acabamento superficial;� Tolerâncias.


Temperatura de operação

� O projeto deve considerar se eixo expande-se e contrai-se com as mudanças de temperatura.


Função de fusível

Em certas máquinas, alguns eixos assumem a função de fusível de segurança, ou seja, sua quebra evita danificação de um outro componente mais caro.


Fatores a observar na usinagem de eixos e árvores

� tolerâncias dimensionais;� tolerâncias geométricas:

� Ovalização (circularidade e cilindricidade);� Conicidade;� Excentricidade (concentricidade);� Estado superficial (Rugosidade);� Rebarbas;� Raios de concordância;� e as posições dos furos para lubrificação.


A rugosidade depende de cada processo

� Ver pág. 248 informação técnicas SENAI


Montagem

Durante a montagem o fator mais importante a ser observado é o perfeito alinhamento do eixo ou da árvore, pois o desalinhamento provoca uma rápida quebra por fadiga.


Montagem de retentores

Montar e dimensionar corretamente afim de evitar vazamento de óleo ou sucos no eixo.


Em gaxetas,

� O aperto deve ser o suficiente para vedar, mas não provocar superaquecimento.


Limpeza na montagem

� É fundamental para evitar o desgaste por abrasão provocado pela sujeira.


Lubrificação

� Não devem esquecer os cuidados com lubrificação.


Principais danos nos eixos e árvores

� Quebra ou deformação por sobrecarga;

� Quebra por fadiga;

� Desgaste acelerado


Quebra ou deformação por sobrecarga

� Aplicação de força superior a resistência;

� Engripamento das buchas ou rolamentos;

� No caso de virabrequins, engripamentos nos pistões;

� Penetração de um corpo estranho entre os dentes das engrenagens;

� Pancadas ou vibrações súbitas;


Quebra por fadiga

� Caracteriza-se pelo aparecimento de trincas sob esforço cíclico ( variação de carga), inferior ao limite de escoamento que progride até o momento em que a secção restante não e suficiente para agüentar a carga e se rompe.


Quebra por fadiga

� Cantos vivos ( principalmente internos)� Mudança brusca de secção� Furos de lubrificação em lugares inadequados� Desalinhamento dos eixos rigidamente

acoplados� Falta de contra pesos;� Carga radial excessiva imposta pela correia

ou corrente muito esticada;� Componentes desbalanceados;


Quebra por fadiga

� Recuperação mal feita:� Sequência de solda errada ou eletrodo

errado;� Falta de remoção das trincas ou

remoção mal feita;� Endireitamento mal feito ou

incompleto;


Mancais de deslizamento

� São conjuntos destinados a suportar as solicitações de peso e rotação de eixos e árvores.


Mancais de deslizamento

� Os mancais, em sua maioria, são constituídos por uma carcaça e uma bucha. A bucha pode ser dispensada em casos de pequena solicitação.

� Os mancais estão submetidos ao atrito de deslizamento que é o principal fator a considerar para sua utilização.


Classificação quanto aos esforços

Mancal axial Mancal radial Mancal misto


Mancal axial

� Impedem o deslocamento na direção do eixo, isto é , absorver esforços longitudinais.


Mancal axial


Mancal radial

� Impedem o deslocamento na direção do raio, isto é, absorvem esforços transversais.


Mancal radial


Mancal misto

� Tem, simultaneamente, os efeitos dos mancais axiais e radiais.


Formas construtivas dos mancais


Mancal axial

Feito de ferro fundido ou aço, tem como fator principal a forma da superfície que deve permitir uma excelente lubrificação.


Mancais axiais


Mancal inteiriço

Feito geralmente de ferro fundido e empregado como mancal auxiliar embuchado ou não.


Mancal inteiriço


Mancal ajustável

� Feito de ferro fundido ou aço e embuchado.� A bucha tem sempre forma que permite reajuste radial.� Empregado geralmente em tornos e máquinas que devem

funcionar com folga constante.


Mancal reto bipartido

� Feito de ferro fundido ou aço embuchado com buchas de bronze ou casquilhos de metal anti-fricção.

� Empregado para exigências médias.


Mancal reto bipartido


Mancal a gás

� O gás ( nitrogênio, ar comprimido,etc.) é introduzido através defuros radiais no mancal e mantém o eixo suspenso no furo.

� Isso permite altas velocidades e baixo atrito.

� Empregado em turbinas para esmirilhamento e outros equipamentos de alta velocidade.


Buchas


Buchas

� Podem ser de forma cilíndrica ou cônica;

� Apoiam eixos e guiam brocas e alargadores.

� Nos casos em que o eixo desliza dentro da bucha deve haver lubrificação.

� Podem ser fabricadas de metal antifricção ou de materiais plásticos, deve ser fabricada com material menos duro que o material do eixo.


Propriedades dos Materiais para buchas

� baixo módulo de elasticidade, para facilitar a acomodação à forma do eixo;

� baixa resistência ao cisalhamento, para facilitar o alisamento da superfície;

� baixa soldabilidade ao aço, para evitar defeitos e cortes na superfície;


Propriedades dos Materiais para buchas

� boa capacidade de absorver corpos estranhos, para efeito de limpar a película lubrificante;

� resistência à compressão, à fadiga, à temperatura de trabalho e à corrosão;

� boa condutibilidade térmica para dissipar o calor;

� coeficiente de dilatação semelhante ao do aço.


Materiais para buchas

� Os materiais mais usados são: � bronze fosforoso;� bronze ao chumbo;� Latão;� ligas de alumínio;� ligas de cobre sinterizado com adição de

chumbo ou estanho ou grafite em pó;� materiais plásticos como o náilon e o

politetrafluretileno (teflon).


Casquilho


Bronzina/Casquilho

� É utilizado para reduzir o atrito e servir de apoio e guia para peças giratórias, deslizantes ou oscilantes de um conjunto mecânico (por exemplo um motor), permitindo-lhes o movimento com um mínimo de atrito.


Buchas sinterizadas

� Os sinterizados são autolubrificantes por serem mergulhados em óleo quente após sua fabricação. Este processo faz com que o óleo fique retido na porosidade do material e com o calor do trabalho venha à superfície cumprir sua função.


Buchas de Teflon

� Também são auto-lubrificantes por conta de sua composição química;


Buchas grafitadas

� Também são auto-lubrificantes por conta de do grafite que é lubrificante;

eixos arvores e mancais

Documents