elementos de vedação e elásticos

19/04/23 Curso Técnico em Mecânica - CFPWL SENAI/AM 1

Tópicos abordados

Elementos de VedaçãoConceitoVedação I: Juntas de borrachas, Anéis de borracha, de papelão, Juntas metálicas,, de Cortiça e Retentores

Vedação II: Gaxetas, Selo mecânico, Vedação anaeróbica

Junções I: Classificação (Vedação fixa e móvel), Vedação com elemento intermediário em junções fixas e móveis, e tipos de Vedação em câmara de estopa e vedação de contato circular em junções móveis

Junções II: Anéis toroidais de seção circular (O`ring ou oR), Anéis de sustentação BK, Vedações Estáticas, Vedações dinâmicas com movimento alternativo, Vedações dinâmicas com movimento rotativo, Montagem e Anéis Ring- flon.

Junções III: Anel de vedação V Ring e anel raspadores.

Elementos Elásticos

Conceito

Molas I: Molas Helicoidais e suas aplicações

Molas II: Molas Planas, Material de fabricação e aplicação


Elementos de Vedação

Conceito:

Vedação é o processo usado para impedir a passagem, de maneira estática ou dinâmica, de líquidos, gases e sólidos particulados (pó) de um meio para o outro.

Ex: Consideremos uma garrafa de refrigerante lacrada. A tampa em si não é capaz de vedar a garrafa. É necessário um elemento contraposto entre a tampa e a garrafa impedindo a passagem do liquido para o exterior e não permitindo que substancias existente no exterior entrem na garrafa.

Os elementos de vedação atuam de maneira diversificada e são específicos para cada tipo de atuação. Ex: Tampas, bombas, eixos, cabeçotes de motores, válvulas etc.

Fonte: Telecurso 2000Ele

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Elementos de Vedação I - Tipos Juntas de borracha: são vedações empregadas em

partes estáticas muito usadas em equipamentos . podem ser fabricadas com materiais em forma de mantas e ter uma camada interna de lona (Borracha lonada) ou materiais com outros formatos. Seu uso em vedadores é limitado, por Ter pouca resistência aos óleos minerais. É adaptável em vedações de óleo de mamona ou de álcool. Sua aplicação real é em peças sujeitas a choques, a compressão e a desgaste, como estão sujeitos os amortecedores, os calços e os coxins.Temperatura: -40°C a 70°C.

Anéis de borracha: são vedadores usados em partes estáticas ou dinâmicas de maquinas ou equipamentos. Estes vedadores podem ser comprados nas dimensões e perfis padronizados ou confeccionados colando-se, com adesivos apropriado, as pontas de um fio de borracha com secção redonda, quadrada ou retangular. A vantagem de anel padronizado é que nele não existe a linha de colagem, que podem ocasionar vazamento. Os anéis de borracha ou anéis de linha ring são bastante utilizado em vedações dinâmicas de cilindros hidráulico e pneumáticos que operam a baixa velocidade.

Fonte: Telecurso 2000

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Elementos de Vedação I Juntas de Papelão: são empregadas em partes

estáticas de maquinas ou equipamentos como, por exemplo, nas tampas de caixas de engrenagens. Esse tipo de junta pode ser comprada pronta ou confeccionada conforme o formato da peca que vai utilizá-la.

O papelão hidráulico é indicado para fabricação de juntas de vedação nos mais variados segmentos industriais, utilizadas em flanges de tubulação ou de equipamentos. É fabricado a base de diferentes fibras, cargas reforçantes e outros materiais estáveis a altas temperaturas, ligados com elastômeros através de processodiferenciado de mistura e calandragem. Os rígidos critérios dimensionais e de qualidade construtiva,utilizados em sua fabricação, lhe confere características distintas segundo a fibra e elastômeros utilizados emsua composição. São fabricados em diversas espessuras, afim de atender a diversas aplicações.


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Elementos de Vedação I Juntas Metálicas: São

destinadas a vedação de equipamentos que operam com altas temperaturas. São geralmente fabricadas em aço de baixo teor de carbono, em alumínio, cobre ou chumbo. São normalmente aplicadas em flanges de grande aperto ou de aperto limitado

Juntas de Cortiças: Material empregado em vedações estáticas de produtos como óleo, ar e água submetidos a baixas pressões. As juntas de cortiças são muito utilizada nas vedações de tampas de Carter, em caixas de engrenagens etc.


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Elementos de Vedação I

Retentor: Também conhecido como vedador de lábio,, é composto essencialmente por uma membrana elastomérica em forma de lábio e uma parte estrutural metálica e uma mola que permite sua fixação na posição correta de trabalho.a função primordial de um retentor é reter óleo, graxa e outros produtos que devem ser mantidos no interior de uma máquina ou equipamento.O retentor é sempre aplicado entre duas peças que executam movimentos relativos entre si, suportando variações de temperatura.

Componentes do retentor:

Carcaça - Trata-se de uma estrutura metálica que sustenta o retentor. Pode ser considerada o 'esqueleto' da peça.

Lábio de vedação - È o principal elemento do retentor, e responsável pela vedação do fluído no sistema, onde existe o Drall (ranhuras moldadas no lábio de vedação), que auxilia na vedação.

Guarda-pó - È uma vedação auxiliar que evita a entrada de impurezas, como o pó e água, no sistema. Há dois tipos de guarda-pó: simples e duplo (para situações especiais).

Mola - È responsável pela estabilidade da pressão radial do lábio de vedação.

Fonte: Telecurso 2000 e www.orionsa.com.br

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Elementos de Vedação I Drall : São ranhuras moldadas no lábio de vedação dos

retentores com a finalidade de auxiliar na vedação (efeito hidrodinâmico). Criam um movimento do fluído de fora para dentro (contra o vazamento), como uma rosca sem-fim, proporcionando uma maior lubrificação entre o lábio de vedação e o eixo. Ao mesmo tempo, prolongam a vida útil do retentor e do sistema. Conforme o sentido de rotação do eixo, o Drall pode ser encontrado nos sentidos horário, anti-horário e bidirecional.

Precauções:O retentor deve ser estocado em local apropriado, à temperatura ambiente e sem exposição direta ao sol, pois as temperaturas muito altas ressecam a borracha. A luz direta também é prejudicial ao retentor, sendo assim, é de grande importância a preservação do produto na embalagem na qual é fornecido, considerando que a mesma contém elementos que filtram a luz.O retentor não deve ser retirado da embalagem muito antes de sua aplicação, pois, se exposto ao ambiente, sobre as bancadas de trabalho, pode ser prejudicado por impurezas, como poeira. Além disso, no caso de queda de peças pesadas sobre ele, o retentor pode ter a sua estrutura danificada ou ter a borracha danificada por cortes ou fluídos agressivos. Para eventual limpeza, recomenda-se o uso de um pano seco (não usar estopa).

Fonte: www.orionsa.com.br

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Elementos de Vedação I


Elementos de Vedação I Recomendações para a aplicação e montagem dos

retentores: Para que retentor trabalhe de modo eficiente e tenha uma boa durabilidade, a superfície do eixo e o lábio do retentor deverão atender aos seguintes parâmetros:

acabamento da superfície do eixo deve ser obtido por retificação.

A superfície de trabalho do lábio do retentor deverá ser isenta de sinais de batidas, trincas, deformação e oxidação.

Recomenda-se pré – lubrificar os retentores na hora da montagem.

A montagem do retentor no alojamento deverá der efetuada com auxilio de prensa mecânica, hidráulica e um dispositivo que garanta o perfeito esquadrejamento dentro do alojamento.

A superfície de apoio do dispositivo e o retentor deverão ter diâmetros próximos para que o retentor não venha a sofrer danos.

Os cantos dos eixos devem ter chanfros entre 15 e 25 graus para facilitar a entrada do retentor. Não sendo possível chanfrar ou arredondar os cantos, ou o retentor ter de passar obrigatoriamente por regiões com rosca, ranhuras, ou outras irregularidades, recomenda-se o uso de uma luva de proteção para o lábio.


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Elementos de Vedação II - Tipos

Gaxetas: São elementos mecânicos utilizados para vedar a passagem de um fluxo de fluido de um local para outro, de forma total ou parcial. Os materiais usados na fabricação de gaxetas são: Algodão, junta, asbesto (amianto), náilon, teflon, borracha, alumínio, latão e cobre. A esses materiais são aglutinados outros, tais como: Óleo, graxa, silicone, grafite,mica etc.

A função desses outros materiais que são aglutinados ás gaxetas é torná-las outolubrificadas.

Em algumas situações, o fluxo de fluido não deve ser totalmente vedado, pois é necessária uma passagem mínima de fluido com a finalidade de auxiliar a lubrificação entre o eixo rotativo e a própria gaxeta. A este tipo de trabalho dá-se o nome de restringimento. O restringimento é aplicado, por exemplo, quando se trabalha com bomba centrifuga de alta velocidade. Nesse tipo de bomba, o calor gerado pelo atrito entre a gaxeta e o eixo rotativo é muito elevado e, sendo elevado, exige uma saída controlada de fluido para minimizar o provável desgastes.

A caixa da gaxeta mais simples apresenta um cilindro oco onde ficam alojados vários anéis de gaxetas, pressionados por uma peça chamada sobreposta. A função dessa peça é manter a gaxeta alojada entre a caixa e o eixo sobre pressão conveniente para trabalho.


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Elementos de Vedação II Selo mecânico: Os selos mecânicos são

utilizados com vantagens em relação as gaxetas, pois não permitem vazamentos e podem trabalhar sob grandes velocidades e em temperaturas e pressões elevadas, sem apresentarem desgastes consideráveis. Eles permitem a vedação de produtos inflamáveis

Vantagens do selo mecânico: reduz atrito entre eixo da bomba e o elemento de vedação reduzindo, conseqüentemente, a perda de potencia. Elimina o desgaste prematuro do eixo e da bucha. A vazão ou fuga do produto em operação é mínima ou imperceptível. Permite operar fluido tóxicos, corrosivo ou inflamáveis com segurança. Tem capacidade de absorver o jogo e a deflexão normais do eixo rotativo.

O selo mecânico é usado em equipamentos de grande importância como bomba de transportes em refinarias de petróleo e nos tratamentos de água e esgoto.


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Elementos de Vedação II Vedação Anaeróbica: São resinas que endurecem na

ausência do oxigênio e são desenvolvidas em industrias do rumo químicos por meio de tecnologia avançadas. Tais resinas apresentam vários níveis de viscosidade e resistência a são aplicadas, por exemplo nos seguintes casos:

Travamento de parafusos; Adesão de estruturas; Vedação anaeróbica; Vedação de superfície planas; Fixação anaeróbica; Adesão anaeróbica instantânea. Sua aplicação em tubos, válvulas, manômetros, plugues e

conexões deve ser tratada em manutenção com a mesma seriedade com que é tratado qualquer outro elementos importantes de uma máquinas. Uma união ou conexão mal feita pode causar o vazamento de fluidos e, em conseqüência haverá problemas na produção.O vedante utilizado permite uma perfeita adaptação a conformação das superfícies, que ficarão em contato sem a necessidade de interpor outros materiais, como as juntas de papel. Obtém-se, desse modo, uma vedação perfeita, resistente e insolúvel.


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Junções I

Elementos de vedação (junção) são peças que impedem a saída de fluido de um ambiente fechado (Tubulações, depósitos etc.) e evitam que esse ambiente seja poluído por agentes externos.

Esses elementos, geralmente, localiza-se entre duas peças fixas ou em duas peças em movimentos relativo. As junções cujas peças apresentam movimento relativo se subdividem em girantes, quando o movimento é de rotação, e deslizantes, quando o movimento é de translação.


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Junções I Os elemento de vedação classificam-se em dois

grupos: junções fixas e móveis.

Vedação para junção fixa: as vedações nas junções fixas podem ser feitas de maneira direta ou por elementos intermediários.

No tipo de vedação de junção fixa com elementos intermediários, são usadas guarnições. Guarnições são peças flexíveis colocado entre duas superfície rígidas, geralmente planas. Desta forma, as guarnições impedem passagem ou vazamento de fluidos.

As guarnições podem ser feitas de borracha, cobre, cortiças ou amianto, e podem ter formatos variados: chatos, toroidais, perfilados, revestido etc.

Ao lado está ilustração de guarnição para junção fixa, denominada arruela Dowty, formada por dois anéis. O externo é de metal e o interno material elástico (elastômero), A ampliação da figura mostra como a pressão deforma o anel elástico, aumentando a vedação. É utilizada para fluidos gasosos.

Fonte: Telecurso 2000 Guarnição

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Junções I Vedação para junção móvel.

No quadro a seguir, são descritos alguns desses tipos de vedação.

Exemplo de aplicação:


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Junções I Tipos de vedação com elementos

intermediário em junções móveis: A vedação com elementos intermediários ou guarnições pode ser dos seguintes tipos: em câmara de estopa, e contato circular.

Vedação em câmara de estopa: Esse tipo de vedação recebe este nome porque a vedação é feita com estopas trançadas, conhecidas como gaxetas.

As guarnições podem ser feitas de cânhamo (fibras têxteis) engraxado com sebo, algodão, fios de teflon etc. As tranças são de seção quadrada e , as vezes, trapezoidal. As guarnições devem ser flexível de modo que, com uma leve pressão, elas se amodem ao eixo e à caixa de guarnição.

Entre o eixo e a guarnição sempre ocorre atrito. Mas o atrito será reduzido se for usada uma guarnição adequada e lubrificada corretamente.


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Junções I

Vedação em contato circular: Na vedação de contato circular são usadas guarnições conhecidas como anéis de vedação. Esses anéis são empregados em elementos de máquina em movimento, geralmente eixos, e servem para proteger os mancais contra sujeira decorrente do uso.

Entre os principais anéis de vedação, um dos mais usado é o anel de feltro de seção trapezoidal. Esses anéis são colocados entre eixos e Carter (ou coberturas) afim de conter o lubrificante e impedir a penetração de pó ou outras impurezas.


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Junções II Anéis toroidais de seção circular (O`ring).

Define-se O'Ring como um vedador estático ou dinâmico de borracha com um formato de anel e seção circular, o qual é alojado em uma ranhura pré-dimensionada, que submete a seção do anel a uma pressão, assegurando assim a vedação inicial do sistema.

A pressão do fluído exercida sobre o anel deforma o mesmo, comprimindo-o contra a extremidade oposta à ranhura, transmitindo essa pressão às superfícies a vedar. Portanto, conclui - se que a vedação do sistema é mantida pela pressão inicial.

O O'Ring é o mais versátil de todos os vedadores e tem vasta aplicação no campo das vedações, principalmente na hidráulica e pneumática.

Extrusão A extrusão torna-se uma constante à medida que os

anéis são obrigados a suportarem maiores pressões, uma vez que altas pressões provocam deformações exageradas nos anéis.

Os limites de pressões a que estão sujeitos os anéis podem ser controlados através da folga diametral e da dureza do anel.A folga diametral é o espaço que existe entre o diâmetro interno do cilindro e o diâmetro da haste ou o diâmetro externo do êmbolo.

Fonte: www.vedacoesmakita.com.br

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Junções II

Anéis de sustentação BKAnéis de sustentação BK: São usados quando se torna necessário evitar a extrusão dos anéis O’ring. Provocado pela pressão. Os anéis de sustentação BK são arruelas de resina sintética lubriflon, aplicada bem próximas das guarnições OR.

No caso de pressão agindo de um lado do anel, é suficiente um anel de sustentação BK, ao passo que se O’ring está sujeito, alternadamente, a pressão de ambos os lados, será necessário usar dois anéis BK. A pressão exerce no anel uma ação de extrusão, que pode ser evitada com anéis de sustentação BK, que podem também ser simples e duplos.


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Junções II Vedações Estáticas

As vedações estáticas são aplicadas em flanges, tampas, assentos de válvulas e uniões. São denominados vedadores estáticos por:

A capacidade de suportar pressão de um anel estático aumenta à medida que se fecha o espaço da folga.Se as superfícies que comprimem o anel forem lisas, paralelas e com recursos para fazerem o contato metal com metal, o anel pode suportar pressões de até 1.000 Kg/cm².

A fim de garantir um excelente desempenho dos O'Rings que vedam em sistemas estáticos, foram desenvolvidas dimensões padronizadas para os alojamentos dos mesmos.


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Junções II

Vedações dinâmicas com movimento alternativo Os O'Rings atingem excelente rendimento na

hidráulica ou na pneumática, quando aplicados a sistemas de pequenos diâmetro, pequenos cursos e pressões moderadas. Isso não significa que não sejam adequados a outros sistemas. Não são recomendados para sistemas com velocidades muito baixas, por aumentarem consideravelmente o atrito, provocando desgaste prematuro no anel.


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Junções II Montagem

Os anéis sofrem compressão durante a montagem para garantir a pressão inicial do sistema. Devido a essa compressão, é comum verificarem-se danos nos anéis. Para diminuir os riscos de vazamento causado por anéis danificados e também a fim de facilitar a montagem, convém eliminar os cantos vivos por onde o anel deva passar e usar dispositivos quando este ficar alojado depois de canais, roscas, chavetas, etc.A presença de rebarbas e partículas abrasivas nos alojamentos pode danificar ou apresentar desgaste prematuro dos anéis.


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Junções II Anéis Ring-flon:

Funcionam unidos com os anéis OR, e servem para os casos de movimentos alternados.São constituídos de anéis de seção especial em forma de C. São fabricadosem lubriflon e usados tanto interna como externamente.Seu emprego é especialmente indicado para obtenção de uma redução doatrito entre elementos em movimento axial (cilindros, pistões, hastes deválvulas etc). Veja, a seguir, utilização de anéis Ring-flon.


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Junções III Anel de vedação V`ring: V'Ring é um

vedador de borracha com formato de anel e seção definida, com lábios de vedação em uma das extremidades e corpo para dar rigidez à peça.Ele é colocado no eixo sob pressão e gira solidário ao mesmo, proporcionando excelente eficiência. Essa eficiência deve-se à força centrífuga que atua no mesmo, lançando para fora da área de vedação as partículas abrasivas que provocam desgastes prematuro nos V'Rings.É aplicado como vedador ou como anel raspador em movimento rotativos de altas velocidades e baixíssimas pressões.

Montagem Os V'Rings são montados nos eixos com uma certa

pressão e giram solidários aos mesmos. A vedação ou raspagem é efetuada pelo lábio de vedação em uma face estacionária perpendicular ao eixo.A face estacionária precisa estar isenta de rebarbas e partículas abrasivas para aumentar a vida útil do V'Ring.

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Junções III

O anel raspador: é formado por uma peça moldada de borracha com um lábio de raspagem de ângulo positivo e uma seção rígida para montagem, com ou sem anel metálico.Sua função consiste na remoção de poeira e partículas abrasivas que se depositam nas hastes de sistemas hidráulicos ou pneumáticos, com o objetivo de proteger as superfícies internas do equipamento.A mesma proteção se faz necessária aos movimentos rotativos, que se protegem com os retentores providos de guarda-pó ou com retentor convencional montado no sentido a vedar as impurezas.Os modelos sem anel metálico possuem uso limitado a pequenos diâmetros, uma vez que grandes diâmetros requerem seções rígidas para evitar o levantamento do lábio provocado pelo movimento ou pela pressão exercida no lábio.Eles exigem alojamentos com tolerâncias apertadas.Os modelos com anel metálico, por possuírem excelente rigidez e configuração geométrica adequada à raspagem, são considerados os raspadores de melhor eficiência e denominados anéis raspadores de extremidade aberta.

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