Elementos de Máquinas

Aula 12

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Aula passada

Elementos de União

Tipos de uniões

Falhas

Elementos roscados

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estiloalternacena.blogspot.com

Elementos roscados

A pré-carga em elementos roscados é muito importante. Medições direta da deformação elástica axial induzida

pela força.

Uso de torquimímetro

Torquímetro inteligente

Comumente se estabele um plano de reaperto.

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Rebites

Largamente utilizados para uniões estruturais permanentes

Resistencia ao cisalhamento

Baixo custo

Tempo de montagem

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Aplicações

Eficientes em cisalhamento

Ineficientes em tração

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www.mspc.eng.br

www.emic.com.br

Aplicações

Civil

Edifícios

Pontes

Mecânica

Vasos de pressão

Automóveis

Navios

Aviões

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portugues.torange.biz

www.unideutsch.com.br

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Aplicações

Em aeronaves, devido as tensões superficiais

Rebites não empenam as partes unidas.

Bloqueio de propagação de trincas

Custo

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Outras vantagens

Não tendem a afrouxar pela vibração

Podem ser montados de apenas um lado (modo cego)

Unir materiais em diversas espessuras

Simples

Seguro

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Materiais

Podem ser feitos de qualquer material dúctil, com resistencia ao cisalhamento

Aço de médio carbono

Aço de baixo carbono

Alumínio

Latão

Ligas de cobre

Aço inoxidável

Metais presciosos

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Mais utilizado

Aeronaves, peças automotivas, mobília

Se justificado pela sua aplicação

Rebitagem

Quente

A friu

Rebite

Estampo - Contra estampo

Repuxador

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Rebitagem

Cálculos

Função da largura e esforço

Recobrimento

Recobrimento simples (vedação)

Recobrimento duplo (melhor vedação)

Furo=raio*1,06

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Falhas por tração

𝜎𝑡 =𝐹𝑠

𝑏 − 𝑁𝑟𝐷ℎ 𝑡

• 𝜎𝑡= tensão trativa na chapa

• 𝐹𝑠=carga total cisalhante

• 𝑏= largura bruta da chapa

• 𝑁𝑟=Número de rebites suportando a carga

• 𝐷ℎ=diâmetro do furo

• 𝑡=espessura da chapa

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Cisalhamento

𝜏𝑠 =𝑓𝑠𝐴𝑠

=

𝐹𝑠𝑁𝑟𝜋𝐷𝑟²4

=4𝐹𝑠

𝜋𝐷𝑟²𝑁𝑟

• 𝜏𝑠= tensão de cisalhamento • 𝑓𝑠=força de cisalhamento por rebite • 𝐴𝑠= área de cisalhamento por rebite • 𝐹𝑠=carga total cisalhante • 𝑁𝑟=Número de rebites suportando a carga • 𝐷𝑟=diâmetro do rebite

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Apoio compressivo

𝜎𝑐 =𝑓𝑠𝑡𝐷𝑟

=𝐹𝑠

𝑡𝐷𝑟𝑁𝑟

• 𝜎𝑐= tensão de apoio compressivo

• 𝑓𝑠=força de cisalhamento por rebite

• 𝐹𝑠=carga total cisalhante

• 𝑁𝑟=Número de rebites suportando a carga

• 𝐷𝑟=diâmetro do rebite

• 𝑡=espessura da chapa

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Soldas

Para uniões permanentes, soldas são uma alternativa atrativa economicamente.

O processo envolve a fusão dos material as serem unidos

O calor é fornecido por um arco elétrico controlado que passa o eletrodo para a peça de trabalho.

Normalmente um gás é usado para proteger a solda no processo de soldagem

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Tipos de Soldas

Com vareta

Soldagem com eletrodo metálico e gás inerte (MIG)

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Especificação

Normatizada pela American Weldind Society (AWS)

Dentre os vários tipos de juntas soldadas, estima-se que 85 % da soldas industriais seja por filete, 10% de topo e 5% soldas especiais.

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Soldas

As juntas de soldas devem ser consideradas como zonas não homogenias, estendendo-se desde:

O metal base não aquecido zona afetada pelo calor (ZAC) região do metal da solda

Esse gradiente da origem a concentradores de tensão, que devem ser considerados no projeto.

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Tratamento

Muitas vezes tratamento térmico de pré e /ou pós aquecimento são usados para reduzir as tensões residuais e distorções para níveis aceitáveis.

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Materiais

A maioria dos metais podem ser soldados, usando apropriadamente o processo, eletrodo e o meio de proteção

O material do eletrodo normalmente possui composição similar a do metal base a ser soldado, mas normalmente resistência a tração um pouco mais elevada

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Tabela de soldabilidade relacionada com o tipo de solda

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Especificação de eletrodos revestidos

A ANSI/AWS, especifica um sistema de numeração para a classificação eletrodo

Exemplo: EXXXYY E= significa que é eletrodo. Os 2 ou 3 primeiros dígitos relaciona-se a resistência a tração mínima. Os próximo digito está relacionado com a conveniencia de soldagem ( 1=todas as posições, 2=plana, filetes, 3=somente plana) O ultimo dígito refere-se ao revestimento do eletrodo e ao tipo de corrente.

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Especificação de eletrodos revestidos

Importante: para aplicações nas quais a segura pública está em questão os fatores de segura estão na lei.

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União por Adesivo

Processo que vem ganhando maiores proporções com o desenvolvimento de novos matérias adesivos

Adesivo propiciam juntas confiáveis a um baixo custo.

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Adesivos

Uma superfície aderente é essencial par uma forte união

Uma união por adesivo possuem grande probabilidade de sucesso quando requerido em cisalhamento.

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Adesivos

Vantagens em relação ao rebite e a elementos roscados:

Carregamento distribuído através da junta

Concentrações minimizadas

Superfície lisas, produzem melhor aparência, e acabamento mais fácil

Junção de materiais dissimilares

A capacidade visco elástica pode acomoda a expansão térmica, proporcionar amortecimento.

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Elementos de Fixação

União móvel

Parafusos – arruela - Porcas

Pino (peças articuladas) - Contra pino (cupilha)

Anel elástico

chaveta

União permanente

Rebites (cabeça e corpo cilíndrico)

Soldas

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Pino

Elementos de fixação peças que tem movimentos relativos ou não

Pino cônico

Pino cilíndrico

Pino elástico

Norma

Diâmetro, comprimento e função

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