evoluÇÃo da forÇa de aderencia

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INFLUÊNCIA DO AUMENTO DA FORÇA DE ADERÊNCIA EM AJUSTES PRENSADOS, EM FUNÇÃO DO TEMPO, EM FRATURAS DE ENGRENAGENS DE AÇO ABNT 4340 Autor: Celso Luiz de Azevedo Martins [email protected] Setembro/2011

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Page 1: EVOLUÇÃO DA FORÇA DE ADERENCIA

INFLUÊNCIA DO AUMENTO DA FORÇA DE ADERÊNCIA EM AJUSTES PRENSADOS, EM FUNÇÃO DO TEMPO, EM FRATURAS DE ENGRENAGENS DE AÇO ABNT 4340

Autor: Celso Luiz de Azevedo Martins [email protected]

Setembro/2011

Page 2: EVOLUÇÃO DA FORÇA DE ADERENCIA

Justificativa (Objetivo Geral) Estabelecer vínculos entre a mecânica técnica e a ciência dos materiais, a partir de um exemplo real Integrar escola – empresa, a partir de um exemplo real

Page 3: EVOLUÇÃO DA FORÇA DE ADERENCIA
Page 4: EVOLUÇÃO DA FORÇA DE ADERENCIA
Page 5: EVOLUÇÃO DA FORÇA DE ADERENCIA
Page 6: EVOLUÇÃO DA FORÇA DE ADERENCIA
Page 7: EVOLUÇÃO DA FORÇA DE ADERENCIA

Exemplo real – FATO

Page 8: EVOLUÇÃO DA FORÇA DE ADERENCIA

Exemplo real - FATO

1. Fratura de uma engrenagem

Page 9: EVOLUÇÃO DA FORÇA DE ADERENCIA

Exemplo real - FATO

1. Fratura de uma engrenagem

2. Durante o armazenamento

Page 10: EVOLUÇÃO DA FORÇA DE ADERENCIA

Exemplo real - FATO

1. Fratura de uma engrenagem

2. Durante o armazenamento

3. Sem carga externa

Page 11: EVOLUÇÃO DA FORÇA DE ADERENCIA

Exemplo real - FATO

1. Fratura de uma engrenagem

2. Durante o armazenamento

3. Sem carga externa

4. Seis (06) semanas após montagem

Page 12: EVOLUÇÃO DA FORÇA DE ADERENCIA

Exemplo real – PROVIDÊNCIAS

1. Contratação de especialistas

2. Estudo do caso

Page 13: EVOLUÇÃO DA FORÇA DE ADERENCIA

Exemplo real – RESULTADO DO ESTUDO

Abordou somente a área de metalurgia

e

Não foi conclusivo

Page 14: EVOLUÇÃO DA FORÇA DE ADERENCIA

Objetivo

Determinar a causa provável da

fratura na engrenagem

Page 15: EVOLUÇÃO DA FORÇA DE ADERENCIA

“PARA AJUSTES PRENSADOS, QUANTO MAIOR O TEMPO DECORRIDO APÓS MONTAGEM,

MAIOR SERÁ A FORÇA DE ADERÊNCIA.”

Mateos, A. Garcia

Fundamentação teórica

Page 16: EVOLUÇÃO DA FORÇA DE ADERENCIA

AJUSTE COM INTERFERÊNCIA

INTERFERÊNCIA: Diferença negativa entre as dimensões do furo e do eixo, antes da montagem, quando o diâmetro do eixo é maior que o diâmetro do furo (ABNT 6158).

Page 17: EVOLUÇÃO DA FORÇA DE ADERENCIA

Ajuste prensado longitudinal – É um ajuste forçado, formado pela introdução sob pressão do eixo no furo.

P (prensa)

Figura 1

RODA (CUBO)

EIXO

Page 18: EVOLUÇÃO DA FORÇA DE ADERENCIA

FORÇA DE ADERÊNCIA É a resistência apresentada por um ajuste com interferência à uma força exterior.

Page 19: EVOLUÇÃO DA FORÇA DE ADERENCIA

TRANSMISSÃO DO TORQUE CHAVETA

CHAVETA + INTERFERÊNCIA

INTERFERÊNCIA

Page 20: EVOLUÇÃO DA FORÇA DE ADERENCIA

“PARA AJUSTES PRENSADOS, QUANTO MAIOR O TEMPO DECORRIDO APÓS MONTAGEM,

MAIOR SERÁ A FORÇA DE ADERÊNCIA.”

Mateos, A. Garcia

Fundamentação teórica

Page 21: EVOLUÇÃO DA FORÇA DE ADERENCIA

FORÇA DE ADERÊNCIA

Page 22: EVOLUÇÃO DA FORÇA DE ADERENCIA

FORÇA DE ADERÊNCIA

PRESSÃO ENTRE AS PEÇAS

Page 23: EVOLUÇÃO DA FORÇA DE ADERENCIA

FORÇA DE ADERÊNCIA

PRESSÃO ENTRE AS PEÇAS

TENSÃO APLICADA NA RODA

Page 24: EVOLUÇÃO DA FORÇA DE ADERENCIA

ENCRUAMENTO É o fenômeno pelo qual um metal dúctil se torna mais duro e resistente quando ele é submetido à uma deformação plástica.

P (prensa)

RODA ABNT 4340

EIXO ABNT 1045

Page 25: EVOLUÇÃO DA FORÇA DE ADERENCIA

FLUÊNCIA É o fenômeno da progressão da deformação permanente, em função do tempo, de materiais submetidos a uma carga ou tensão constante.

P (prensa)

RODA ABNT 4340

EIXO ABNT 1045

Page 26: EVOLUÇÃO DA FORÇA DE ADERENCIA

Materiais e métodos

Page 27: EVOLUÇÃO DA FORÇA DE ADERENCIA

Materiais e métodos

1. Análise do relatório da consultoria

Page 28: EVOLUÇÃO DA FORÇA DE ADERENCIA

Materiais e métodos

1. Análise do relatório da consultoria

2. Estudo do método de montagem mecânica

Page 29: EVOLUÇÃO DA FORÇA DE ADERENCIA

Materiais e métodos

1. Análise do relatório da consultoria

2. Estudo do método de montagem mecânica

3. Estudo dos fenômenos “encruamento” e “fluência”

Page 30: EVOLUÇÃO DA FORÇA DE ADERENCIA

Materiais e métodos

4. Vinculação entre o processo de montagem mecânica e o comportamento do material da engrenagem

Page 31: EVOLUÇÃO DA FORÇA DE ADERENCIA

Materiais e métodos

4. Vinculação entre o processo de montagem mecânica e o comportamento do material da engrenagem

5. Proposição da causa provável para a fratura na engrenagem

Page 32: EVOLUÇÃO DA FORÇA DE ADERENCIA

ENCRUAMENTO

EVOLUÇÃO DA FORÇA DE

ADERÊNCIA

Page 33: EVOLUÇÃO DA FORÇA DE ADERENCIA

DENSIDADE DE

DISCORDÂNCIAS

ENCRUAMENTO

EVOLUÇÃO DA FORÇA DE

ADERÊNCIA

Page 34: EVOLUÇÃO DA FORÇA DE ADERENCIA

DENSIDADE DE

DISCORDÂNCIAS

DUREZA

ENCRUAMENTO

EVOLUÇÃO DA FORÇA DE

ADERÊNCIA

Page 35: EVOLUÇÃO DA FORÇA DE ADERENCIA

DENSIDADE DE

DISCORDÂNCIAS

DUREZA

LIMITE DE

ESCOAMENTO

ENCRUAMENTO

EVOLUÇÃO DA FORÇA DE

ADERÊNCIA

Page 36: EVOLUÇÃO DA FORÇA DE ADERENCIA

DENSIDADE DE

DISCORDÂNCIAS

DUREZA

LIMITE DE

ESCOAMENTO

ENCRUAMENTO

FORÇA DE

ADERÊNCIA

EVOLUÇÃO DA FORÇA DE

ADERÊNCIA

Page 37: EVOLUÇÃO DA FORÇA DE ADERENCIA

DENSIDADE DE

DISCORDÂNCIAS

DUREZA

TENSÃO DE

ESCOAMENTO

ENCRUAMENTO

FORÇA DE

ADERÊNCIA

EVOLUÇÃO DA FORÇA DE

ADERÊNCIA

Page 38: EVOLUÇÃO DA FORÇA DE ADERENCIA

Resultados e discussão

Os resultados deste estudo demonstram que

as fraturas em engrenagens, que ocorrerem

durante o armazenamento, podem ter

origem no aumento da “força de aderência”

em função do tempo.

Page 39: EVOLUÇÃO DA FORÇA DE ADERENCIA

Referências bibliográficas

AGOSTINHO, Oswaldo Luiz, RODRIGUES, Antônio Carlos dos Santos e LIRANI, João. TOLERÂNCIAS, AJUSTES, DESVIOS E ANÁLISE DE DIMENSÕES. 3ª ed. São Paulo: Editora Edgard Blücher Ltda., 1986. ALVIM, Hésio de Mello e Moraes, Amando da Costa. FABRICAÇÃO MECÂNICA. 1ª ed. Rio de janeiro: Almeida Neves-Editores Ltda.,1972. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6158: Sistemas de tolerâncias e ajustes. Brasil, 1995. CALLISTER JR, W. D. CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAIS. UMA INTRODUÇÃO. Tradução de Sérgio Murilo Stamile Soares. 5ª ed. Rio de Janeiro: LTC - Livros Técnicos e Científicos Editora S.A., 2002, p. 537. CALLISTER JR, W. D. Fundamentals of Materials Science and Engineering .6ª ed. New York: John Wiley & Sons, Inc., 2001, p. 537.

Page 40: EVOLUÇÃO DA FORÇA DE ADERENCIA

Referências bibliográficas (continuação)

DIETER, George E. Metalurgia Mecânica. Tradução de Antônio Sergio de Sousa e Silva et al. 2ª Ed. Rio de Janeiro: Editora Guanabara Koogan S.A., 1981. p.651. FAIRES, Virgil Moring Faires. ELEMENTOS ORGÂNICOS DE MÁQUINAS. Tradução de Humberto César Tavares Gonçalves e José Rodrigues de Carvalho. 2ª ed. Rio de Janeiro: LTC - Livros Técnicos e Científicos Editora S.A., 1976, 2v, p. 42 – 43. HELMAN, Horacio e CETLIN, Paulo Roberto. Fundamentos da Conformação Mecânica dos Metais. 1ª ed. Rio de Janeiro: Editora Guanabara Dois S.A., 1983. p. 50. LOPES, Osvaldo. TECNOLOGIA MECÂNICA. Elementos Para Fabricação Mecânica em Série. 1 ed. São Paulo: Editora Edgard Blucher Ltda., 1983. MATEOS, Abelardo Garcia. Tolerâncias e Ajustes. Tradução de Augusto Câmara Neiva. 2ª ed. São Paulo: Editora Polígono S.A., 1974. p. 504 a 509.

Page 41: EVOLUÇÃO DA FORÇA DE ADERENCIA

NORTON, Robert L., PROJETO DE MÁQUINAS. Uma Abordagem Integrada. Tradução de Maik Briscese Müller et al. 2ª ed. Porto Alegre: ARTMED EDITORA S.A., 2004, p. 504 a 509. PADILHA, Ângelo Fernando e SICILIANO JR., Fulvio. ENCRUAMENTO, RECRISTALIZAÇÃO, CRESCIMENTO DE GRÃO E TEXTURA. 3ª ed. São Paulo: Associação Brasileira de Metalurgia e Materiais, 2005. p. 12 a 23. PADILHA, Ângelo Fernando. MATERIAIS DE ENGENHARIA. MICROESTRUTURA e PROPRIEDADES. 1ª ed. Curitiba: Hemus Livraria, Distribuidora e Editora S.A., 2000. p. 349. REED-HILL, Robert E. Physical Metallurgy Principles. 2ª ed. New York Litton Educational Publishing, Inc., 1973. p.920. REED-HILL, Robert E. Princípios de Metalurgia Física. Tradução de Antônio Carlos Gomes et al. 2ª ed. Rio de Janeiro: Editora Dois S.A., 1982. p.776.

Referências bibliográficas (continuação)

Page 42: EVOLUÇÃO DA FORÇA DE ADERENCIA

SHIGLEY, Joseph E., BUDYNAS, Richard G. e MISCHKE Charles R. Mechanical Engineering Design. 7th ed. New York: McGraw-Hill Companies, Inc., 2004, p. 944, 963, 998 e 999. SHIGLEY, Joseph E., MISCHKE, Charles R. e BROWN Jr., Thomas H. STANDARD HANDBOOK OF MACHINE DESIGN. 3ª ed. McGraw-Hill Companies Inc., 2004, chapter 27. TIMKEN Company. Practical Data for Metallurgists. 1ª ed. USA: TIMKEN Company, 2009, p. 4 e 6. Disponível em http://www.efunda.com/materials/alloys/alloy_steels/show_alloy.cfm?id=aisi_4140&prop=all&page_title=aisi%204140. VAN VLACK, Lawrence H. PRINCÍPIOS DE CIÊNCIA DOS MATERIAIS. Tradução de Luiz Paulo Camargo Ferrão. 13ª ed. São Paulo: Editora Edgard Blücher Ltda., 2000. 427p.

Referências bibliográficas (continuação)