parafusos

TEXTO DE APOIO

Unidade de Formao de RGOS DE MQUINAS

Tema 1 Os Elementos de Ligao

Cpia para fins estritamente pedaggicos Art 75 Captulo II Lei 45/85 de 17 de Setembro CDA/DC. Esta cpia no pode ser alterada, nem utilizada por terceiros, sem o prvio consentimento por escrito do seu Autor.

Autor: Eng. Eurico Ladeira & Eng. Susana Fernandes Reviso em 1-91 Data: 09.12.2010 09.12.2010

TEMA 1 Os Elementos de Ligao SUMRIO De entre os diversos elementos de ligao para rgos de mquinas, vamos destacar no nosso curso os seguintes:

1. ANILHAS

2. PINOS E CAVILHAS

3. GOLPILHAS

4. REBITES

5. PARAFUSOS

6. ANEIS ELSTICOS

7. CHAVETAS

8. RVORES ESTRIADAS

9. ACOPLAMENTOS

10. SOLDADURA Apresentaremos um breve resumo da descriminao de cada um, com referncia a propriedades, materiais e normalizao e terminaremos com os respectivos princpios gerais de clculo, exemplificando estes com questes prticas.

TEXTO DE APOIO





ELEMENTOS DE LIGAO EM RGOS DE MQUINAS 1. ANILHAS As anilhas tm a funo de distribuir igualmente a fora de aperto entre a porca, o parafuso e as peas montadas. Os materiais mais usados na fabricao de anilhas so: - ao-carbono - ao inoxidvel - cobre - lato TIPOS DE ANILHAS

ANILHA LISA Pequenas vibraes

ANILHA DE PRESSO Grandes esforos e grandes vibraes Variaes de temperatura ANILHA DENTADA Grandes vibraes Pequenos esforos Electrodomsticos Painis de automvel Equipamentos de refrigerao

Anilha

TEXTO DE APOIO





ANILHA SERRILHADA Esforos um pouco maiores ANILHA ONDULADA Superfcies pintadas ANILHA COM TRAVAMENTO DE ORELHA Com fixao ANILHA PARA PERFILADOS Para cantoneiras e perfis de ngulo OUTROS TIPOS:

Anilha chanfrada Anilha quadrada

TEXTO DE APOIO





OUTROS TIPOS (continuao):

Anilha de furo quadrado Anilha dupla de presso

Anilha curva de presso Anilha com dentes internos

Anilha com dentes cnicos Anilha com serrilhado interno

Anilha com serrilhado cnico

TEXTO DE APOIO





2. PINOS E CAVILHAS Os pinos e cavilhas tm a finalidade de alinhar ou fixar os elementos de mquinas, permitindo unies mecnicas. Nestas unies juntam-se duas ou mais peas, estabelecendo-se assim conexo entre elas. A diferenciao entre pinos e cavilhas leva em conta o formato dos elementos e as suas aplicaes. Por exemplo, pinos so usados para junes de peas que se articulam entre si, e cavilhas so usadas em conjuntos sem articulaes. Os pinos e as cavilhas tambm se diferenciam quanto utilizao, forma, s tolerncias, ao acabamento superficial, ao material e ao tratamento trmico. Exemplos:

TEXTO DE APOIO





Os pinos devem ser usados em ligaes resistentes a vibraes. Vejamos alguns tipos:

TEXTO DE APOIO





Para se especificar pinos e cavilhas deve-se levar em conta o seu dimetro nominal, o seu comprimento e a respectiva funo, indicada pela correspondente norma.

As cavilhas so peas cilndricas, fabricadas em ao, cuja superfcie externa recebe entalhes que formam ressaltos. A forma e o comprimento dos entalhes determinam o tipo de cavilha. A fixao feita directamente no furo aberto por broca, dispensando-se o acabamento e a preciso do furo alargado.

TEXTO DE APOIO





Classificao de cavilhas segundo tipos, normas e utilizao:

3. GOLPILHAS A golpilha um arame de seco semi-circular, dobrado de modo a formar um corpo cilndrico e uma cabea. A sua funo como elemento de ligao travar outros elementos de mquinas, por exemplo: porcas.

TEXTO DE APOIO





Nos pinos golpilhados, a golpilha no entra no eixo, mas no prprio pino. O pino golpilhado utilizado como eixo curto para unies articuladas ou para suportar rodas, polias, cabos, etc.

4. REBITES O rebite um meio de ligao permanente. Apresenta uma grande vantagem em relao soldadura: No provoca sobreaquecimento dos elementos a ligar

TEXTO DE APOIO





Um rebite compe-se de um corpo de eixo cilndrico e de uma cabea. A cabea pode ter vrios formatos.

Os rebites so peas fabricadas em ao, alumnio, cobre ou lato. Unem rigidamente peas ou chapas, em estruturas metlicas, principalmente em: reservatrios, caldeiras, mquinas, costados de navios, avies, veculos de transporte, trelias, etc. Como vemos na figura acima, a fixao das pontas da lona de frico do disco de embraiagem de automveis, feita mediante rebitagem. Outro exemplo de aplicao, a fixao da lona de frico da sapata de freio de automvel. Os rebites tambm so usados para fixao de terminais de cintas e lona.

TEXTO DE APOIO





Tipos de rebites e suas propores A fabricao de rebites padronizada, isto , segue normas tcnicas as quais indicam medidas da cabea, do corpo e do comprimento til dos rebites. No quadro da pgina seguinte, apresentam-se as propores padronizadas para os rebites. Os valores que aparecem nas ilustraes so constantes, isto , so inalterveis. O que significa 2 x d para um rebite de cabea redonda e larga? Significa que o dimetro da cabea desse rebite duas vezes o dimetro do seu corpo. Se o rebite tiver um corpo com o dimetro de 5 mm, ento o dimetro da sua cabea ser 10 mm.

TEXTO DE APOIO





Em estruturas metlicas, usam-se rebites cilndricos, de cabea redonda:

Os dimetros padronizados vo de 10 at 36 mm (d) Os comprimentos teis normalizados vo de 10 at 150 mm (L). Em servios de funileiro, usam-se rebites com cabea redonda ou com cabea escareada. Aqui esto estes dois tipos usados em funilaria:

TEXTO DE APOIO





Outros rebites com denominaes especiais:

de destacar ainda o rebite de repuxo, na figura ao lado. Tambm conhecido por rebite pop. de fcil aplicao e usado principalmente quando s se tem acesso a um lado da unio.

TEXTO DE APOIO





Os rebites de repuxo podem ser fabricados em ao-carbono, ao inoxidvel, alumnio, cobre e monel ( liga de nquel e cobre). Para se encomendar um rebite, precisamos conhecer: o seu material, o tipo da sua cabea, o dimetro do seu corpo e o seu comprimento til. O comprimento til do rebite corresponde parte do corpo que vai formar a unio. A parte que vai ficar fora da unio chamada sobra necessria e vai ser usada para formar a outra cabea do rebite. No caso do rebite com cabea escareada, a altura da cabea do rebite tambm faz parte do seu comprimento til. Os smbolos usados para indicar o comprimento til e a sobra necessria, so, respectivamente, L e z. Na especificao do rebite importante conhecer os valores do seu comprimento til (L) e da sobra necessria (z). Estes valores so funo de: o dimetro do rebite, o tipo de cabea a ser formada, e o modo como vai ser fixado o rebite: a frio ou a quente. Como exemplo, as figuras seguintes mostram o excesso de material (z) necessrio para se poder formar a segunda cabea do rebite: Processo de rebitagem: A segunda cabea do rebite pode ser feita por meio de dois processos: manual e mecnico. Vejamos estes processos:

TEXTO DE APOIO





Processo manual Com pancadas de martelo, usando duas ferramentas: o contra-estampo e o repuxador, mediante prensagem das chapas. Procede-se ao boleamento:

E finalmente usa-se o estampo que no mais que a matriz da cabea redonda:

TEXTO DE APOIO





Processo mecnico: O processo mecnico realizado por meio de martelo pneumtico ou de rebitadoras pneumticas, ou hidrulicas. A presso usada nos martelos pneumticos de 5 a 7 bar, controlada por alavanca no cabo do martelo. No martelo existe um pisto que impulsiona a ferramenta existente na sua extremidade. Esta ferramenta o estampo, que d a forma cabea do rebite.

A rebitadora pneumtica ou hidrulica possui presso contnua. Tem a forma de um C, com duas garras, uma fixa e a outra mvel, cada uma com estampos nas extremidades:

Prefere-se o processo manual ao mecnico quando necessrio rebitar em obra e geralmente peas pequenas. A rebitagem mecnica mais eficiente e proporciona grandes sries de ligaes rebitadas. Tanto a rebitagem manual como a mecnica podem ser feitas a quente ou a frio. Na rebitagem a quente, o rebite aquecido em fornos a gs, elctricos ou com maarico, at atingir a cor vermelho-brilhante (rubro). Logo aps, martelado mo ou mquina at adquirir o formato. Os fornos proporcionam um melhor controlo da temperatura de aquecimento. Os maaricos so mais prticos por serem portteis.

TEXTO DE APOIO





A rebitagem a quente indicada para rebites com dimetro superior a 6,35 mm (1/4 pol.), sendo aplicada especialmente em rebites de ao. A rebitagem a frio reserva-se para rebites at 6,35 mm de dimetro( mo) e at 10 mm ( mquina), em rebites de ao ao carbono e de alumnio. Quanto aos tipos de rebitagem distinguiremos trs: rebitagem de recobrimento, rebitagem de recobrimento simples e rebitagem de recobrimento duplo. Na rebitagem de recobrimento, as chapas so apenas sobrepostas e rebitadas. um tipo de rebitagem destinado apenas a suportar esforos e utilizado na construo de vigas e em estruturas metlicas. Na rebitagem de recobrimento simples usa-se uma chapa cobre-juntas destinada ao fechamento ou vedao. Tambm suporta esforos mas usada sobretudo em caldeiraria a vapor e em reservatrios de ar comprimido. Nesta rebitagem as chapas justapem-se e sobre elas estende-se a cobre-juntas para as cobrir. Na rebitagem de recobrimento duplo pro- cura-se uma perfeita vedao. So utilizadas duas chapas cobre-juntas aplicadas dos dois lados das chapas a ligar. Usa-se em chamins e em reservatrios de gs. Quanto ao nmero de rebites que devem ser colocados, podemos concluir que, de- dendendo da largura das chapas e do nmero de chapas cobre-juntas, torna-se necessrio aplicar uma, duas ou mais fileiras de rebites. Quanto distribuio dos rebites, existem vrios factores a considerar

- o comprimento da chapa;

- a distncia entre a borda e o rebite mais prximo;

- o dmetro do rebite;

- o passo.

TEXTO DE APOIO





O passo a distncia entre os eixos dos rebites de uma mesma fileira. O passo deve ser bem calculado para no ocasionar empenamento das chapas. Em ligaes onde se exija boa vedao, o valor do passo dever situar-se entre duas vezes e meia a trs vezes o valor do dimetro do corpo do rebite. A distncia entre os rebites e a borda das chapas deve ser igual a pelo menos uma vez e meia o valor do dimetro do corpo do rebite mais prximo a essa borda. EXPRESSES DE CLCULO PARA REBITAGEM Clculo do dimetro do rebite O valor do dimetro (d) do corpo do rebite funo do valor da espessura das chapas a ligar por rebitagem. A prtica recomenda que se considere a chapa de menor espessura e que se multiplique por 1,5 o seu valor: d = 1,5 . s Geralmente os rebites comerciais so fornecidos com as dimenses em polegadas ( 1 pol. = 25,4 mm). Por exemplo, para ligar uma chapa de 5 mm a outra de 4 mm, usam-se rebites de dimetro do corpo pelo menos igual a 1,5 (4 mm) = 6 mm. Mas como 6 mm no corresponde a um valor exacto em polegadas, opta-se por rebites de dimetro no corpo igual a pol. uma vez que pol. = 25,4/4 = 6,35 mm. Clculo do dimetro do furo O dimetro do furo (D) pode ser obtido multiplicando-se o dimetro do corpo do rebite pela constante 1,06: D = 1,06 . d No exemplo anterior, o dimetro do furo deveria ser: D = 1,06 . (6,35) = 6,73 mm

TEXTO DE APOIO





Clculo do comprimento til do rebite O valor do comprimento til do rebite (L) funo do valor do dimetro do corpo do mesmo (d), atravs da seguinte expresso: L = y . d + S em que y uma constante determinada pelo formato da cabea do rebite e S a soma das espessuras das chapas a ligar. Para rebites de cabea redonda e cilndrica, vamos usar: L = 1,5 . d + S Exemplo: para a ligao de uma chapa de 2 mm com outra de 3 mm escolheramos rebites de dimetro do corpo pelo menos igual a d = 1,5 (2) = 3 mm, ou seja 1/8 pol. (3,175 mm). Optando por rebites de cabea redonda e cilndrica, o seu comprimento til deveria ser: L = 1,5 (3,175) + (2 + 3) = 9,76 mm. Para rebites de cabea escareada, vamos usar: L = 1,0 . d + S Exemplo: para a ligao de uma chapa de 3 mm com outra de 7 mm escolheramos rebites de dimetro do corpo pelo menos igual a d = 1,5 (3) = 4,5 mm, ou seja 3/16 pol. (4,763 mm). Optando por rebites de cabea escareada, o seu comprimento til deveria ser: L = 1,0 (4,736) + (3 + 7) = 14,76 mm.

TEXTO DE APOIO





5. PARAFUSOS Os parafusos so elementos de ligao no permanentes. Podem classificar-se em parafusos de fixao e em parafusos de movimento. Todos possuem rosca, que pode ser de vrios tipos. Rosca pode definir-se como um conjunto de filetes em revoluo helicoidal sobre uma superfcie cilndrica. As roscas podem ser internas e externas. As internas encontram-se no interior das porcas. As externas no corpo cilndrico dos parafusos. Nos parafusos de fixao, as roscas permitem a montagem e a desmontagem de peas. Nos parafusos de movimento, as roscas permitem a translao relativa de peas, mesmo sob carga. Exemplo de para fuso de fixao Exemplo de parafuso de movimento

TEXTO DE APOIO





Os filetes das roscas apresentam vrios perfis. Esses perfis, sempre uniformes, do nome s roscas e condicionam a sua aplicao:

Quanto ao sentido da direco da rosca distinguem-se os parafusos de rosca direita dos parafusos de rosca esquerda. Assim, qualquer que seja a posio da cabea do parafuso: - nos parafusos de rosca direita, os filetes sobem da direita para a esquerda; - nos parafusos de rosca esquerda, os filetes sobem da esquerda para a direita;

ROSCA DIREITA

ROSCA ESQUERDA

TEXTO DE APOIO





As roscas dos parafusos possuem uma nomenclatura, independentemente do seu tipo, variando apenas os formatos e as dimenses. Vejamos a nomenclatura geral: ROSCAS TRIANGULARES As primeiras roscas a estudar apresentam filetes de configurao triangular. So as mais usadas em parafusos de fixao. Existem trs tipos de roscas triangulares: - Rosca Mtrica (rosca mtrica ISO normal e rosca mtrica ISSO fina NBR 9527) - Rosca Witworth - Rosca Americana

TEXTO DE APOIO





CARACTERSTICAS DA ROSCA MTRICA

A rosca mtrica fina, num determinado comprimento, apresenta maior nmero de filetes quando comparada com a rosca mtrica normal. Assim, a rosca mtrica fina permite melhor fixao, evitando o afrouxamento do parafuso. especialmente recomendada para os casos de vibraes contnuas. Exemplo: funcionamento de veculos automveis.

TEXTO DE APOIO





CARACTERSTICAS DA ROSCA WHITWORTH

As roscas Whitworth podem ser normais (BSW) e finas (BSF) apenas variando o valor do nmero de filetes por polegada. Apresentaremos a seguir as tabelas das roscas mtrica de perfil triangular normal e fina, e das roscas Whitworth normal BSW e fina BSF.

TEXTO DE APOIO





TEXTO DE APOIO





Descrio de parafusos Os parafusos diferenciam-se pela forma da rosca, pela forma da cabea, da haste e do tipo de accionamento. Como se compreende, o tipo de accionamento est relacionado com o tipo de cabea do parafuso. Por exemplo, um parafuso de cabea sextavada accionado por uma chave de bocas, ou por uma chave de estrias. O corpo do parafuso pode ser cilndrico ou cnico. Totalmente roscado ou apenas parcialmente. Para alm de sextavada, a cabea pode ter outras configuraes, cada uma com a sua designao especial.

Apesar da enorme variedade de parafusos, podemos contudo classific-los em quatro grandes grupos: Parafusos Passantes Parafusos No-Passantes Parafusos de Presso Parafusos Prisioneiros

TEXTO DE APOIO





Parafusos passantes Estes parafusos atravessam de lado a lado as peas unidas. Exigem sempre porcas e quase sempre anilhas. Geralmente tm cabea. Quando no tm cabea chamam-se fusos roscados. Quando levam duas porcas, a segunda chama-se contra-porca.

Parafusos no passantes Estes no utilizam porcas. Apertam em furo roscado, realizado numa das peas a ser unida. Parafusos de presso Servem para fixar mediante presso. Esta realizada pelas pontas (geralmente cnicas) dos parafusos contra a pea a ser fixada. Podem ter cabea ou no. O aperto pode ser fixado por contra-porca. Parafusos prisioneiros So parafusos sem cabea com rosca em ambas as extremidades. Recomendam-se para as aplicaes em que se usem montagens e desmontagens frequentes. As duas roscas destes parafusos podem ter passos diferentes e at sentidos opostos (direita e esquerda).

TEXTO DE APOIO





Quadro sntese com caractersticas da cabea de parafusos, do corpo, das pontas e dispositivos de atarraxamento.

TEXTO DE APOIO





Quadro com ilustrao dos tipos de parafusos em sua forma completa.

(continua)

TEXTO DE APOIO





Quadro com ilustrao dos tipos de parafusos em sua forma completa.

Ao unir peas com parafusos, precisamos levar em considerao quatro factores de extrema importncia: - Profundidade do furo broqueado; - Profundidade do furo roscado; - Comprimento til de penetrao do parafuso; e - Dimetro do furo passante.

NOMENCLATURA: - dimetro do furo broqueado

d - dimetro da rosca A - profundidade do furo broqueado B - profundidade da parte roscada C - comprimento de penetrao do parafuso d1 - dimetro do furo passante

(continuao)

TEXTO DE APOIO





Factores a considerar ao unir peas com parafusos:

Exemplo: Duas peas de alumnio devero ser unidas com um parafuso de 6 mm de dimetro. Qual dever ser a profundidade do furo broqueado? Qual deve ser a profundidade do furo roscado? Quanto o parafuso dever penetrar? Qual dever ser o valor do furo passante? Respostas: A = 18 mm ; B = 15 mm ; C = 12 mm ; d1 = 6,36 mm ATENO: Se a unio por parafusos for feita em materiais diferentes, os clculos far-se-o sempre em funo do material onde se abriu rosca. Vejamos agora alguns dos parafusos mais usados em mecnica. PARAFUSO DE CABEA SEXTAVADA

TEXTO DE APOIO





PARAFUSO DE CABEA SEXTAVADA No seu enorme campo de aplicao, o parafuso sextavado utilizado sempre que se exijam unies com forte aperto. de fceis montagem e desmontagem mediante chaves de boca e chaves de roquete com estrias. Pode ser um parafuso no passante ( com rosca na pea ) e passante ( com porca e anilha, ou arruela ):

PARAFUSO COM SEXTAVADO INTERNO Este parafuso tem cabea cilndrica com sextavado interno ( tipo Allen, ou tipo Umbrako).

TEXTO DE APOIO





O parafuso de sextavado interno apresentado no mercado geralmente na cor negra sendo construdo em ao de grande resistncia mecnica. Tem tambm um enorme campo de aplicao, sobretudo na construo de equipamentos mecnicos. utilizado em unies onde se exige um muito bom aperto e em locais onde o manuseio de ferramentas difcil, devido falta de espao. A cor negra destes parafusos pressupe um tratamento trmico especial aps fabricao, com a inteno principal de se aumentar a sua resistncia toro. Quando so alojados em furo (para se escamotear a cabea) sero designadas as dimenses B1, A1 e d1 : Tambm se podem apresentar sem cabea e com sextavado interno:

Estes ltimos so usados para travar elementos de mquinas e possuem vrios tipos de pontas: Ao conjunto de chaves especiais para aperto e desaperto destes parafusos, chama-se chaves Umbrako.

TEXTO DE APOIO





As medidas dos parafusos com sextavado interno com e sem cabea, e o alojamento da cabea, so especificadas na seguinte tabela:

PARAFUSOS DE CABEA COM FENDA A) DE CABEA ESCAREADA CHATA COM FENDA Geralmente de cabea escareada e chata apresentam uma fenda diametral na cabea para trabalho da chave de fendas.

So fabricados em ao, ao inoxidvel, cobre, lato, etc. geralmente usado em montagens onde no existem grandes esforos e onde a cabea do parafuso no deve exceder a superfcie da pea.

TEXTO DE APOIO





PARAFUSOS DE CABEA COM FENDA (continuao) B) DE CABEA REDONDA COM FENDA

Este tipo de parafuso tambm muito usado em montagens que no sofrem grandes esforos. Possibilita melhor acabamento na superfcie. So fabricados em ao, cobre e lato.

C) DE CABEA CILNDRICA BOLEADA COM FENDA

TEXTO DE APOIO





PARAFUSOS DE CABEA COM FENDA (continuao) Os parafusos de cabea cilndrica boleada com fenda so utilizados na fixao de elementos nos quais existe a possibilidade de se fazer um encaixe profundo para a cabea do parafuso, e na necessidade de se fazer um bom acabamento na superfcie dos componentes. Trata-se de um parafuso em que a cabea mais resistente do que as outras da sua classe. So fabricados tambm em ao, cobre e lato.

D) DE CABEA ESCAREADA BOLEADA COM FENDA

Estes so usados na unio de elementos cujas espessuras sejam de valor reduzido, e quando se torna necessrio que a cabea do parafuso fique embutida no elemento. Permitem um bom acabamento da superfcie. Mais uma vez, podem apresentar-se em ao, cobre e lato.

TEXTO DE APOIO





PARAFUSOS DE CABEA COM FENDA (continuao) E) PARAFUSOS COM ROSCA SOBERBA PARA MADEIRA So vrios os tipos de parafusos para madeira:

Este tipo de parafusos pode ser usado com o auxlio de buchas plsticas. O conjunto parafuso-bucha aplicado na fixao de elementos em bases de alvenaria. Quanto escolha do tipo de cabea a ser usado, leva-se em considerao a natureza da unio a ser feita. So fabricados em ao e por vezes tratados superficialmente contra a corroso.

TEXTO DE APOIO





CLCULO DE PARAFUSOS 1) GENERALIDADES A rosca triangular normalizada para parafusos referenciada na prtica pelas designaes M (mtrica) seguidas de algarismos (desde 2 a 36). Assim, por exemplo, um parafuso de cabea sextavada normalizado M12 tem um dimetro nominal d = 12 mm, um passo h = 1,75 mm, um dimetro de ncleo d1 = 9,73 mm e uma seco de ncleo de 74,3 mm

2.

Todas estas dimenses esto apresentadas na Tabela 10/13 nas pginas seguintes ( ver G.Niemann - Bib 1). Os parafusos de maior resistncia so classificados em vrias classes: 4.6 ; 4.8 ; 5.8 ; 8.8 ; 9.8 ; 10. 9 e 12.9. Estas sete classes apresentam-se por ordem crescente de resistncia. Uma forma prtica de as distinguirmos a seguinte: O primeiro algarismo antes do ponto (.) multiplicado por 10 proporciona aproximadamente o valor da tenso de rotura do material do parafuso em kgf/mm

2 (se multiplicado por 100 d MPa).

O segundo algarismo depois do ponto significa uma percentagem, que corresponde relao que existe entre a tenso de rotura e a tenso de cedncia do material constituinte do parafuso. Exemplo: Parafuso 4.6 Tenso de rotura: 4 vezes 10 = 40 kgf/mm

2 400 MPa

Tenso de cedncia: 0.6 vezes 40 = 24 kgf/mm

2 240 MPa

Outro exemplo: Parafuso 12.9 Tenso de rotura: 12 vezes 10 = 120 kgf/mm

2 1200 MPa

Tenso de cedncia: 0.9 vezes 120 = 108 kgf/mm

2 1080 MPa

TEXTO DE APOIO





TEXTO DE APOIO





1) Dimensionamento de parafusos traco Quando o parafuso est apenas sujeito traco, a rea mnima resistente a rea do seu ncleo (rea do dimetro d1) , a qual pode ser lida nas tabelas das pginas 40 e 41 A equao de resistncia traco obriga:

2) Dimensionamento de parafusos ao corte Quando o parafuso trabalha ao corte, deve escolher-se um comprimento de zona no roscada para o parafuso de forma que a seco de corte seja a do dimetro nominal e nunca a do dimetro do ncleo. A equao de resistncia ao corte obriga:

Nota: Como ced ced1

3 podemos tomar: adm adm 0,577

cedt adm

t

P

A C.S.

onde

21

t.d

A4

cedadm

c

F

A C.S.

onde

2

c

.dA

4

F F

TEXTO DE APOIO





3) Relao existente entre o momento de aperto e o esforo de traco provocado no parafuso.

Quando apertamos um parafuso com um momento proveniente de uma chave de bocas ou de estrias, ou mesmo com uma chave dinamomtrica, exercemos esse momento (M) no eixo do parafuso, originando-se um esforo de compresso nos elementos ligados e um esforo de traco no ncleo do parafuso. Procuremos aproximadamente relacionar o valor desse momento com esse esforo de traco mediante a expresso estudada em Fsica-Mecnica no Tema 10 - ATRITO:

md

M P. .tan( )2

Nesta expresso, M, o momento com que se aperta por exemplo em N.mm (Newtons vezes milmetro) P, o esforo de traco originado no parafuso, em N (Newtons)

dm, o dimetro mdio do parafuso, em mm NOTA: dm=1d d

2

d o dimetro nominal do parafuso, ou dimetro externo, em mm d1 o dimetro do ncleo do parafuso, em mm tan significa tangente trigonomtrica

, o ngulo de inclinao da hlice do parafuso, em graus

, o ngulo de atrito na rosca do parafuso, em graus

Para se calcular o valor do ngulo dever usar-se a expresso m m

h htan

2 r d

em que h = passo do parafuso (mm) e dm = dimetro mdio do parafuso (mm)

Para se calcular o valor do ngulo dever usar-se a expresso do atrito: tan

em que = coeficiente da atrito porca-parafuso.

Na prtica, podemos usar o valor = 0,4 para o coeficiente de atrito ao-ao em seco.

Este valor origina para o valor constante de 21,8

TEXTO DE APOIO





6. ANEIS ELSTICOS Os anis elsticos so elementos usados em eixos ou em furos, tendo como principais funes:

1) Evitar deslocamento axial (movimento no sentido longitudinal do eixo) de peas ou componentes: 2) Posicionar ou limitar o curso de uma pea ou conjunto deslizante sobre o eixo.

Outros nomes usados para os anis elsticos: anis de reteno; anis de trava e anis de segurana. So fabricados em ao especial (conhecido pela designao de ao-mola) e tm a forma de um anel incompleto, para se alojar num canal construdo na pea segundo dimenses normalizadas. Para eixos ou veios com dimetros entre 4 e 1000 mm trabalha no ex- terior, segundo a norma DIN 471

TEXTO DE APOIO





Para eixos com dimetros de valor reduzido, entre 8 e 24 mm, trabalha exteriormente segundo a norma DIN 6799 e o anel elstico toma a designao: tipo RS

Para furos ou alojamentos com dimetros entre 4 e 1000 mm, trabalha exteriormente de acordo com a norma DIN 471

Para veios com dimetros entre 4 e 390 mm, e especialmente para aplicaes de rolamentos trabalha exteriormente um anel elstico que tambm designado: tipo RS

Nas quatro pginas seguintes apresentam-se tabelas de dimenses normalizadas para anis elsticos destinados a eixos (Pginas 47 e 48) e a alojamentos ou furos (Pginas 49 e 50).

TEXTO DE APOIO





TEXTO DE APOIO





(continuao)

TEXTO DE APOIO





TEXTO DE APOIO





(continuao)

TEXTO DE APOIO





7. CHAVETAS As chavetas so elementos mecnicos maquinados em ao, com as formas mais vulgares: rectangular e semicircular, servindo para ligar dois elementos mecnicos, geralmente em rotao. Trabalha ao corte e compresso dentro de dois rasgos, cada um deles aberto em cada uma das peas que vai ligar. Deve entrar presso a fim de solidarizar bem os elementos ligados.

TEXTO DE APOIO





Contudo, as chavetas classificam-se em chavetas de cunha, em chavetas paralelas e em chavetas de disco.

Chavetas de cunha So parecidas com uma cunha. Uma das faces inclinada para se obter o efeito de presso entre as peas ligadas. Podem ser : chavetas longitudinais e chavetas transversais As chavetas longitudinais so colocadas ao longo do comprimento do veio, para ligar roldanas, rodas, volantes, etc.

Podem ser com cabea e sem cabea. A inclinao 1:100 e so definidas pelas dimenses: altura (h); comprimento (L) e largura (b). As chavetas longitudinais podem ainda classificar-se como: encaixada, meia-cana, plana, embutida e tangencial. As chavetas encaixadas so as mais usadas e a sua forma corresponde do tipo mais simples da chaveta de cunha. Para possibilitar a sua montagem, o rasgo do veio sempre mais comprido do que o valor L do comprimento da chaveta. As chavetas meia-cana apresentam uma base concava (com o mesmo raio do veio). Podem ser com cabea e sem cabea. A inclinao 1:100. Estas chavetas no exigem rasgo no veio. O movimento transmitido por atrito. Quando o esforo no elemento conduzido for muito grande, a chaveta desliza sobre o veio, comportando-se como um fusvel mecnico.

TEXTO DE APOIO





As chavetas planas tm forma semelhante forma das chavetas encaixadas. Porm, para a sua montagem no se abre rasgo (escatel) no veio. feito, sim, um rebaixo plano na superfcie do veio. As chavetas embutidas possuem as extremidades arredondadas. O rasgo no veio aloja a chaveta embutida exactamente com o mesmo comprimento (L) da chaveta. Como lgico, as chavetas embutidas nunca possuem cabea. As chavetas tangenciais so formadas por um par de cunhas. Esse par de cunhas colocado em cada rasgo. So sempre utilizadas duas chavetas, posicionando-se os rasgos a 120. Estas chavetas tangenciais podem transmitir elevadas cargas e so, sobretudo utilizadas quando o sentido da fora tangencial transmitida pelo veio varia com frequncia, isto , quando o sentido de rotao do veio varivel. Quanto s chavetas transversais, estas so aplicadas em ligaes de peas em movimentos rotativos ou rectilneos de sentido alternativo. Utilizando-se em unies permanentes, as chavetas transversais apresentam inclinao que varia desde 1:25 at 1:50. Se a ligao tiver que sofrer montagens e desmontagens frequentes, a inclinao dever ser escolhida no intervalo 1:6 at 1:15.

TEXTO DE APOIO





Chavetas paralelas As chavetas paralelas, tambm designadas por linguetas apresentam as suas faces paralelas, portanto, sem inclina co. A transmisso do movimento feita pelas faces laterais da chaveta, ficando uma pequena folga entre a face superior da chaveta e o fundo do escatel do elemento conduzido. As chavetas paralelas no possuem cabea e apresentam as suas extremidades ou rectas ou arredondadas. Podem ainda utilizar-se parafusos para se fixar a chaveta ao escatel do veio.

Chavetas de disco, ou meia lua, tipo Woodruff Estas chavetas so variante das chavetas paralelas e apresentam uma forma de segmento semi-circular. a mais usada em eixos cnicos devido sua facilidade de montagem. Adapta-se com facilidade conicidade do alojamento e tambm trabalha por atrito.

TEXTO DE APOIO





Tolerncias para Chavetas O ajuste da chaveta deve ser feito em funo das caractersticas do trabalho. Mostramos a seguir os trs tipos mais comuns de ajustes e tolerncias para chavetas e rasgos.

Nas Pginas 56 e 57 apresenta-se uma Tabela de Chavetas Paralelas, com dimenses normalizadas e tolerncias para veios e alojamentos (cubos) para diversos tipos de ajustes. Todos os valores so funo do intervalo de dimetros dos veios.

TEXTO DE APOIO





Eixo Chaveta Rasgo

Dimetro d

Seo b x h Largura Profundidade

Largura b Altura h

Valor

Tolerncia

Ajuste c/ folga Ajuste normal Ajuste c/

interf. Eixo t1 Cubo t2

de at Valor h 9 Valor h 11

Eixo

H 9

Cubo

D 10

Eixo

N 9

Cubo

JS 9

Eixo / cubo

P 9

Valor Tolern. Valor Tolern.

6

8

8

10

2

3

0,000

-0,025

2

3

0,000

-0,025

2

3

+0,025

0,000

+0,060

+0,020

-0,004

-0,029

+0,012

-0,013

-0,006

-0,031

1,2

1,8

+0,100

0,000

1

1,4

+0,100

0,000 10

12

17

12

17

22

4

5

6

0,000

-0,030

4

5

6

0,000

-0,030

4

5

6

+0,030

0,000

+0,078

+0,030

0,000

-0,030

+0,015

-0,015

-0,012

-0,042

2,5

3,0

3,5

1,8

2,3

2,8

22

30

30

38

8

10

0,000

-0,036

7

8

0,000

-0,090

8

10

+0,036

0,000

+0,098

+0,040

0,000

-0,036

+0,018

-0,018

-0,015

-0,051

4,0

5,0

+0,200

0,000

3,3

3,3

+0,200

0,000

38

44

50

58

44

50

58

65

12

14

16

18

0,000

-0,043

8

9

10

12

14

16

18

+0,043

0,000

+0,120

+0,050

0,000

-0,043

+0,021

-0,022

-0,018

-0,061

5,0

5,5

6,0

7,0

3,3

3,8

4,3

4,4 11

0,000

-0,110

65

75

85

95

75

85

95

110

20

22

25

28

0,000

-0,052

12

14

14

16

20

22

25

28

+0,052

0,000

+0,149

+0,065

0,000

-0,052

+0,026

-0,026

-0,022

-0,074

7,5

9,0

9,0

10,0

4,9

5,4

5,4

6,4

110 130 32

0,000

-0,062

18 32

+0,062

0,000

+0,180

+0,080

0,000

-0,062

+0,031

-0,031

-0,026

-0,088

11,0 7,4

130

150

170

200

150

170

200

230

36

40

45

50

20

22

25

28

0,000

-0,130

36

40

45

50

12,0

13,0

15,0

17,0

+0,300

0,000

8,4

9,4

10,5

11,4

+0,300

0,000

TEXTO DE APOIO





230

260

290

330

260

290

330

380

56

63

70

80

0,000

-0,074

32

32

36

40

45

50

0,000

-0,160

56

63

70

80

+0,074

0,000

+0,220

+0,100

0,000

-0,074

+0,037

-0,037

-0,032

-0,106

20,0

20,0

22,0

25,0

12,4

12,4

14,4

15,4

380

440

440

500

90

100

0,000

-0,087

90

100

+0,087

0,000

+0,260

+0,120

0,000

-0,087

+0,043

-0,044

-0,037

-0,124

28,0

31,0

17,4

19,5

TEXTO DE APOIO





CLCULO DE CHAVETAS Da anlise do processo de rotura de uma chaveta bem acondicionada, verifica-se a importncia do dimensionamento da chaveta quanto ao corte e quanto presso superficial. Dimensionamento ao corte:

t cedadm

F

A C.S.

em que:

- tenso de corte ou tenso tangencial [N/mm2 ou MPa];

tF - fora cortante ou fora tangencial de corte [ N ];

A - rea resistente ao corte ( A = b.L ) [mm2]; b - largura da chaveta [mm]; L - comprimento da chaveta [mm];

adm - mxima tenso tangencial admissvel [N/mm2 ou MPa];

ced - tenso tangencial de cedncia do material da chaveta

[N/mm2 ou MPa];

C.S. coeficiente de segurana para o dimensionamento.

Como o momento torsor transmitido pelo veio, origina na periferia deste uma fora tangencial do tipo tF [ N ],

calculada por t ttM 2.M

F Nr d

em que: tM o momento torsor [N.mm]; r o valor do raio do veio [mm]

e d o correspondente valor do dimetro do mesmo veio [mm], pode obter-se:

t t cedadm

F 2.M

A b.L.d C.S.

ou seja: t

adm

2.Mb.L

d.

Dimensionamento presso superficial: A presso de compresso nas faces da chaveta actua em duas reas rectangulares de comprimento L e altura igual a h/2, em que h a altura da chaveta.

Esta presso originada pela fora tangencial tF que se considera distribuda naquelas reas.

TEXTO DE APOIO





Dimensionamento presso superficial (continuao):

t cedadm

c

F

A C.S.

em que: - tenso de compresso [N/mm2 ou MPa];

tF - fora compressora [ N ];

cA - rea resistente compresso ( AC =h.L

2) [mm

2];

h - altura da chaveta [mm]: L - comprimento da chaveta [mm];

adm - mxima tenso normal admissvel de

compresso por presso superficial [N/mm

2 ou MPa];

ced - tenso normal de cedncia do material

da chaveta [N/mm2 ou MPa];

C.S. - coeficiente de segurana para o dimensionamento. Recorrendo anterior expresso, que relaciona a fora tangencial com o momento torsor:

t ttM 2.M

F Nr d

podemos obter: t t cedadmc

F 2.M

h.LA C.S..d

2

ou seja: t

adm

4.Mh.L

d.

As duas frmulas de dimensionamento das chavetas (ao corte e presso superficial) no impem valores mximos nem valores mnimos para as dimenses da chaveta: b, h e L. No entanto e obviamente estes valores no podem variar livremente, por um lado devido fragilizao do material do veio ou do material do alojamento (cubo) e, por outro lado, pelo equilbrio entre a resistncia ao corte e presso superficial do material da prpria chaveta. Assim, normal adoptar na prtica os seguintes valores de referncia:

Largura da chaveta (b) Toma-se geralmente d

b4

como relao comum entre a largura da chaveta e o valor

do dimetro do veio.

rea AC = h/2 (L)

AC = h.L

2

Mt

TEXTO DE APOIO





Comprimento da chaveta (L) O valor ptimo prtico situa-se dentro do intervalo: 1,57.d L 1,80.d Geralmente, este intervalo desrespeitado em projecto por razes de construo, adoptando-se valores em excesso.

Altura da chaveta (h) - A altura da chaveta obtida funo do equilbrio de resistncia ao corte e presso superficial, sendo pr-definida em tabelas, como funo da dimenso de referncia:

a largura (b).

Os valores da presso admissvel (MPa) correntemente utilizados so:

PRESSES ADMISSVEIS (MPa)

Montagem da chaveta

Condies de funcionamento

Presses adm. [MPa]

Deslizante com carga Choques e vibraes 0,5 < padm< 2,0 Normal 2,0 < padm< 6,0 Suave 6,0 < padm< 10,0

Deslizante sem carga Choques e vibraes 6,0 < padm< 10,0 Normal 10,0 < padm< 30,0 Suave 30,0 < padm< 60,0

Fixa Choques e vibraes 10,0

TEXTO DE APOIO





8. RVORES ESTRIADAS Os veios ou rvores estriadas funcionam como chavetas mltiplas encastradas no veio e no cubo. Os veios estriados apresentam uma capacidade de transmisso de carga muito superior s chavetas, principalmente em montagens que carecem de desliza- mentos axiais. As estrias podem ter a forma de involuta, ou de lados paralelos como as chavetas. O nmero de estrias pode variar sendo a sua seleco funo da aplicao em causa, em termos de momento torsor a transmitir, relao dimetro do veio/dimetro do cubo, etc.

A abertura das estrias pode ser conseguida por dois processos: por arranque de material (ou arranque de apara) tal como na abertura dos escateis das chavetas; ou ento. alternativamente, por deformao plstica. Este ltimo processo (deformao plstica) permite obter estrias mais precisas e mais resistentes.

As estrias no cubo podem ser obtidas por arranque de apara numa escateladora ou numa perfiladora. Principais caractersticas da ligao por veios estriados:

Transmisso de momentos torsores de valor elevado;

Aplicaes de grande responsabilidade;

Aplicaes onde se exijam movimentos axiais, ou longitudinais (ao longo do eixo do veio);

Aplicaes sem enfraquecimento do veio;

Aplicaes em elevadas velocidades de rotao (equilibragem dinmica);

Desvantagem: aplicaes mais dispendiosas.

TEXTO DE APOIO





O comportamento dos veios estriados sob carregamento bastante mais estvel e previsvel que o das chavetas, uma vez que as estrias esto realmente encastradas no veio e no cubo. Nesta condio, no existindo a possibilidade da sua rotao, garante-se que a transmisso das foras feita realmente pela superfcie total da estria. Tal como nas chavetas, as montagens com veios estriados permitem fixaes deslizantes ou no, dependendo das folgas/apertos definidos em projecto. Quanto ao dimensionamento de veios estriados, deve dizer-se que ele feito de uma forma simplificada, recorrendo a tabelas. Estas tabelas fornecem-nos o valor da rea resistente por comprimento de estria. Como esquema de dimensionamento, refiram-se os seguintes passos: 1 Identificao das necessidades Dimetro do veio Momento torsor a transmitir Condies de funcionamento Tipo de montagem 2 Seleco da srie d, D, srie rea resistente Dimetro mdio 3 Determinao da fora tangencial equivalente

tt t t2.Md

M F F2 d

4 Presso admissvel Tipo de funcionamento 5 rea resistente terica

De: tt adm c cadm

FF p .A A

p

6 Comprimento das estrias

L cA

n.h em que: n nmero de estrias e h altura das estrias

7 Limites

Considerar o intervalo prtico: d L 2,5.b em que b a largura das estrias.

TEXTO DE APOIO





Elementos para dimensionamento de veios estriados

TEXTO DE APOIO





9. ACOPLAMENTOS Acoplamentos so conjuntos mecnicos constitudos por elementos de mquinas, geralmente empregados na transmisso de movimento de rotao entre dois veios. Os acoplamentos podem ser classificados em acoplamentos fixos, acoplamentos elsticos e em acoplamentos mveis.

Acoplamentos fixos Os acoplamentos fixos servem para unir veios de tal modo que eles funcionam como uma nica pea, com alinhamento exacto. Por razes de segurana, os acoplamentos devem ser construdos de modo que no apresentem qualquer salincia. Exemplos de acoplamentos fixos figurados a seguir:

Acoplamento rgido com flanges aparafusadas Acoplamento rgido com luva de compresso ou de aperto Acoplamento rgido de disco ou de pratos

TEXTO DE APOIO





Acoplamento rgido com flanges aparafusadas

Acoplamento rgido com luva de compresso ou de aperto

Acoplamento rgido de discos ou de pratos Empregado nas transmisses de grande potncia, geralmente em turbinas. As superfcies de contacto neste tipo de acoplamento podem ser lisas ou dentadas.

Este tipo de acoplamento utilizado quando se pretende ligar veios (ou rvores) que se destinam a transmitir potncias elevadas a baixa velocidade de rotao, isto , elevados momentos torsores.

Este tipo de acoplamento usando luva, facilita a manuteno de mquinas e de equipamentos, com a vantagem de no interferir no posicionamento dos veios, podendo ser montado e desmontado sem problemas de alinhamento.

TEXTO DE APOIO





Acoplamentos elsticos Este tipo de acoplamentos torna mais suave a transmisso do movimento de rotao em veios que possuam movimentos bruscos, devidos a frequentes arranques, travagens e paragens. Os acoplamentos elsticos permitem o funcionamento do conjunto com desalinhamento paralelo, angular e axial entre os dois veios. Acoplamento elstico de fita de ao

Os acoplamentos elsticos so construdos em forma articulada, em forma elstica ou em forma articulada-elstica. Chegam a compensar desalinhamentos angulares de 6 graus. Com figurao a seguir, os acoplamentos elsticos classificam-se em: Acoplamento elstico de pinos Acoplamento elstico perflex Acoplamento elstico de garras Acoplamento elstico de dentes arqueados Acoplamento elstico de pinos Os elementos transmissores so pinos de ao envolvidos por mangas de borracha. Os pinos so geralmente em nmero par, metade para cada flange.

TEXTO DE APOIO





Acoplamento elstico perflex Os discos de acoplamento so unidos perifericamente por uma membrana de borracha apertada por anis de presso. Este tipo de acoplamento permite o deslocamento axial dos veios e tambm permite a compensao de valores reduzidos de desalinhamentos angulares. Acoplamento elstico de garras Este acoplamento elstico usa garras, que so constitudas por blocos ou tocos, de borracha. Estes tocos encaixam-se uns nos outros, os do disco nos do contra disco. Acoplamento elstico de fita de ao Este acoplamento elstico consiste em dois cubos providos de flanges ranhu- radas, nos quais est montada uma grade elstica que liga os cubos. O conjunto est alojado em duas tampas providas de junta de encosto e de retentor elstico junto ao cubo. Todo o espao entre os cabos e as tampas preenchido com massa lubrificante.

TEXTO DE APOIO





Acoplamento elstico de dentes arqueados Neste tipo de acoplamento, os dentes possuem a forma ligeiramente curvada no sentido axial, o que permite at 3 graus de desalinhamento angular. O anel dentado (pea transmissora do movimento) possui duas carreiras de dentes que so separadas por uma salincia central. Junta universal homo cintica Este um acoplamento elstico especial usado para transmitir movimento entre veios que precisam sofrer variao angular, durante o seu funcionamento. Faz parte da constituio da junta um certo nmero de esferas de ao, alojadas em calhas. As juntas homo cinticas usam-se nos veios de transmisso dos veculos automveis

TEXTO DE APOIO





Acoplamentos mveis Nos acoplamentos mveis permite-se o jogo longitudinal dos veios. Estes acoplamentos transmitem fora e movimento somente quando accionados, isto , so auto-comandados. Os acoplamentos mveis podem ser: de garras ou de dentes, sendo a rotao transmitida mediante o encaixe das garras ou dos dentes. Geralmente, estes acoplamentos so usados em aventais e caixas de engrenagens de mquinas-ferramenta convencionais.

TEXTO DE APOIO





DIMENSIONAMENTO DE ACOPLAMENTOS Exemplo de dimensionamento de acoplamentos flangeados

As flanges constituem acoplamentos que permitem unir veios de igual dimetro ou de dimetros diferentes. So cubos chavetados aos respectivos veios com discos nas extremidades, estes ligados por parafusos ou pinos. O dimensionamento das chavetas das ligaes veios/cubos efectuado da mesma forma como se apresentou no captulo Chavetas, ou seja, dimensionando as chavetas ao corte e ao esmagamento (presso superficial). O dimensionamento dos parafusos de ligao efectuado ao corte, desprezando a tenso de traco a que estes se encontram submetidos devida ao aperto de montagem. O momento ou binrio transmitido dado pela seguinte expresso:

bt pD

M F . .n2

em que: tM - momento transmitido pelos veios [N.mm];

pF - fora de corte num parafuso [ N ];

bD - dimetro da circunferncia de implantao dos parafusos [mm];

n - nmero de parafusos

Como sabemos, a tenso de corte nos parafusos : p ced

adm

F

A C.S.

O dimetro nominal para os parafusos (ao corte) ser:

t

b adm

8.Md

.n.D .

TEXTO DE APOIO





DIMENSIONAMENTO DE ACOPLAMENTOS Exemplos de dimensionamento de acoplamentos flexveis Como se sabe, os acoplamentos flexveis ou amortecidos, diferem dos rgidos pelo facto do seu contacto se efectuar mediante elementos de baixa rigidez, como a borracha ou o nylon. Um exemplo so as flanges com buchas amortecedoras de borracha ntrica:

Na generalidade, estes acoplamentos flexveis so de reduzidas dimenses e servem para ligar veios de motores elctricos a outros equipamentos. Os fabricantes destes equipamentos fornecem catlogos para escolha dos mesmos, em funo dos dimetros dos veios a ligar e do momento torsor a transmitir. Do-se exemplos desses catlogos nas pginas seguintes.

TEXTO DE APOIO





EXEMPLOS DE CATLOGOS DE ACOPLAMENTOS

TEXTO DE APOIO





EXEMPLOS DE CATLOGOS DE ACOPLAMENTOS (continuao)

TEXTO DE APOIO






TEXTO DE APOIO





EXEMPLOS DE CATLOGOS DE ACOPLAMENTOS (concluso)

TEXTO DE APOIO





10. SOLDADURA 1. Generalidades

A solda um dos processos mais comuns para ligao de componentes metlicos, consistindo na ligao de duas superfcies pela aplicao de calor.

Dependendo do processo de soldadura utilizado, este pode implicar a adio de material, o denominado " material de adio ", ou no o utilizar. No que diz respeito ao processo de aquecimento dos corpos a ligar e material de adio, este usualmente conseguido pelo estabelecimento de um arco elctrico, fenmeno que se caracteriza pela passagem de corrente elctrica pelo ar atmosfrico, devido diferena de tenso entre a pea a soldar e o material de adio em forma de elctrodo.

Na realizao de uma soldadura de particular importncia a compatibilidade do material de adio com os materiais a soldar, situao em que a resistncia da junta soldada apresenta resistncia idntica do material de base, proporcionando assim uma eficincia de soldadura de 100 % para cargas estticas.

2. Tipos de soldaduras mais comuns

Os tipos de soldadura mais comuns so as soldaduras topo a topo e as soldaduras de canto. As figuras seguintes permitem-nos visualizar estes dois tipos de soldadura, bem como as suas dimenses caractersticas:

a ) soldadura topo a topo

b) soldaduras de canto

TEXTO DE APOIO





2.1 - Soldadura topo a topo

Os tipos de solicitao mais comuns em soldaduras topo a topo so a solicitao axial, em traco ou compresso ( figura a ) ou o corte ( figura b ) :

Para ambas as solicitaes a rea resistente da soldadura dada por: A h.L em que:

A rea resistente da soldadura [mm2];

h espessura do cordo de soldadura [mm]; L comprimento do cordo de soldadura [mm]. O valor de h representa a espessura dos componentes a ligar, no considerando o reforo de soldadura. No caso de termos uma solicitao axial (figura a ) onde a fora de solicitao conhecida, devemos dimensionar as dimenses do cordo de soldadura tendo em conta a expresso abaixo indicada, e garantindo que esta tenso axial no excede a tenso de cedncia do material em ensaio de traco uni- axial, dividida pelo respectivo coeficiente de segurana ( C.S. ):

cedadm

P P

A h.L C.S.

Nesta expresso:

P fora de traco na junta soldada [ N ]; - tenso de traco instalada [N/mm2 ou MPa];

adm - mxima tenso admissvel traco [N/mm2 ou MPa];

ced - tenso normal de cedncia do material da solda [N/mm2 ou MPa];

C.S. coeficiente de segurana para a junta soldada.

P

P a) solicitao axial b) solicitao de corte

TEXTO DE APOIO





No caso de a solicitao ser de corte ( figura b ) , a tenso de corte no cordo de soldadura, suposta constante, no deve exceder a tenso de corte limite para o material em questo, dividida pelo respectivo coeficiente de segurana

cedmd adm

P P

A h.L C.S.

Nesta expresso:

P fora de corte na junta soldada [ N ];

md - tenso mdia de corte instalada [N/mm2 ou MPa];

adm - mxima tenso tangencial admissvel [N/mm2 ou MPa];

ced - tenso tangencial de cedncia do material da solda [N/mm2 ou MPa];

C.S. coeficiente de segurana para a junta soldada.

2.2 - Soldadura de canto As figuras seguintes representam duas situaes onde utilizado uma soldadura de canto : - a primeira situao ( figura a ) representa a ligao de duas chapas posicionadas perpendicularmente entre si, sendo o esforo aplicado ao cordo de soldadura um esforo de corte puro. - a segunda situao ( figura b ) representa duas chapas sobrepostas e unidas por um cordo de soldadura de canto, sendo o esforo sobre o cordo de soldadura denominado de esforo de corte transverso.

L

A

h

h t=0,707.h

b) ligao sobreposta

a) ligao perpendicular

TEXTO DE APOIO





2.2 - Soldadura de canto (continuao) Para este tipo de cordes de soldadura, a rea resistente considerada igual a t = 0,707 x h, considerando que a largura de ligao em cada componente ( dimenso h ) idntica em ambos os componentes, como se verifica nos casos representados atrs. O valor de t corresponde a uma rea resistente que a rea mnima do cordo de soldadura, posicionada a um ngulo de 45 de ambas as superfcies de ligao aos materiais base. O valor de t obtido por simples aplicao do Teorema de Pitgoras:

2 2 hh t t h t. 2 t 0,707.h2

Em ambos os tipos de ligao soldada, o dimensionamento dos cordes de soldadura deve ter em conta que a tenso de corte no cordo de soldadura, suposta constante, no deve exceder a tenso limite de cedncia ao corte, dividida pelo respectivo coeficiente de segurana (CS. ):

cedadm

P

0,707.h.L C.S.

em que o significado dos termos desta equao de resistncia j foi apresentado em equaes similares e anteriores. 2.3 - Juntas soldadas sujeitas a um momento torsor Um caso mais complexo do que os anteriores verifica-se quando a solicitao aplicada aos componentes soldados provoca no cordo de soldadura, alm da tenso de corte pura, uma tenso de corte devido ao momento torsor aplicado pela solicitao. Na figura ao lado temos um exemplo desta situao, sendo criado um momento torsor entre os dois componentes, pois o centride dos cordes de soldadura no se encontra sobreposto na linha de aco da fora P. Como tal, alm de considerarmos no dimensionamento destes cordes o esforo de corte puro, devemos tambm considerar o efeito do momento torsor M = e x P. Este momento torsor deve sempre ser considerado relativamente ao centride do conjunto de cordes de soldadura ( C ):

TEXTO DE APOIO





A tenso num ponto qualquer do cordo de soldadura dada pela soma vectorial da tenso de corte pura

que designamos por ' com a tenso de corte devido ao momento torsor que designamos por '' , resultando na tenso de corte resultante ( ). A tenso de corte pura pode ser dada pela seguinte expresso:

P

'0,707.h.L

em que:

' - tenso de corte pura na junta soldada [N/mm2 ou MPa]; P - fora de corte aplicada [ N ]; h - largura do cordo de soldadura aos metais base [mm]; L - comprimentos dos cordes de soldadura [mm]. Esta tenso de corte constante em todos os pontos da rea resistente do cordo de soldadura, sendo utili

parafusos

Documents