trabalho de produção mecânica elementos de máquina

Franciele Patrícia da Silva Muchick

Elementos de Máquina

Trabalho de Pesquisa

apresentado em cumprimento às

exigências da disciplina de Produção

Mecânica, para a obtenção de méritos

na mesma.

Orientador: Albert Figueiredo da Costa

Faculdade de Tecnologia Luiz Adelar Scheuer – SENAI/CIDT

1

Juiz de Fora, 2008

Sumário

1. Introdução: Elementos de Máquina

1.1-Definição..............................................................................7

2. Elementos de Fixação

2.1- Definição.............................................................................7

2.2- Tipos...................................................................................7

o 2.2.1- Parafusos......................................................................8

2.2.1.1-Definição..................................................................8

2.2.1.2- Partes do parafuso..................................................8

2.2.1.3- Tipos de parafusos quanto a sua função...............10

2.2.1.4- tipos de parafuso , suas aplicações e materiais....12

o 2.2.3- Rebites........................................................................17

2.2.3.1- Definição................................................................17

2.2.3.2- Partes do rebite......................................................17

2.2.3.3- Materiais de fabricação e aplicações gerais..........17

2.2.3.4- Tipos de rebite em função do formato da cabeça..17

2.3.3.5- Rebites especiais...................................................19

o 2.2.4- Pinos............................................................................22

2.2.4.1- Definição................................................................22

2.2.4.2- Materiais de fabricação..........................................22

2.2.4.3- Tipos e Aplicações.................................................22

o 2.2.5- Cavilhas.......................................................................24

2.2.5.1- Definição................................................................24

2.2.5.2- Tipos e Aplicações.................................................24

o 2.2.6- Cupilhas.......................................................................25

2.2.6.1- Definição................................................................25

2.2.6.2- Material de fabricação e aplicação........................26

2.2.6.3- Pinos Cupilhados..................................................26

2

o 2.2.7- Porcas.........................................................................27

2.2.7.1- Definição..............................................................27

2.2.7.2- Estrutura da porca................................................27

2.2.7.3- Materiais de fabricação, tipos e aplicações..........28

o 2.2.8- Arruelas......................................................................31

2.2.8.1- Definição..............................................................31

2.2.8.2- Materiais de fabricação........................................31

2.2.8.3- Tipos e Aplicações...............................................32

o 2.2.9-Anéis elásticos............................................................35

2.2.9.1-Definição...............................................................35

2.2.9.2- Material de fabricação..........................................36

2.2.9.3- Tipos e Aplicações...............................................36

2.2.9.4- Características importantes observadas..............37

o 2.2.10- Chavetas..................................................................37

2.2.10.1- Definição............................................................37

2.2.10.2- Materiais de fabricação e aplicações gerais......38

2.2.10.3- Tipos e Aplicações.............................................38

3- Elementos de apoio

3.1- Definição.........................................................................42

3.2- Tipos de elementos de apoio..........................................43

o 3.2.1- Buchas.......................................................................43

3.2.1.1- Definição..............................................................43


3.2.1.3- Tipos e suas aplicações.......................................43

o 3.2.2- Guias..........................................................................46

3.2.2.1- Definição...............................................................46

3.2.2.2- Materiais de fabricação.........................................46

3.2.2.3- Tipos e suas aplicações........................................46

o 3.2.3- Rolamentos.................................................................48

3.2.3.1- Definição...............................................................48

3.2.3.2- Materiais de fabricação.........................................49

3.2.3.3- Tipos e suas aplicações........................................49

o 3.2.4- Mancais.......................................................................53

3

3.2.4.1- Definição................................................................53


3.2.4.3- Tipos e aplicações.................................................53

4- Elementos de transmissão

4.1- Definição...........................................................................54

4.2- Tipos de elementos de transmissão.................................54

o 4.2.1- Correias.....................................................................55

4.2.1.1- Definição..............................................................55


4.2.1.3- As Polias..............................................................55

4.2.1.4- Tipos e aplicações...............................................57

o 4.2.2- Corrente.....................................................................59

4.2.2.1- Definição..............................................................59


4.2.2.3- Tipos e suas aplicações.......................................59

o 4.2.3- Cabos.........................................................................62

4.2.3.1- Definição...............................................................62

4.2.3.2- Construção............................................................62

4.2.3.3- Tipos de distribuição dos fios................................63

4.2.3.4- Tipos de alma........................................................63

4.2.3.5- Tipos de torção......................................................64

4.2.3.6- Fixação dos cabos.................................................65

4.2.3.7- Algumas aplicações...............................................65

o 4.2.4-Rodas de atrito.............................................................66

4.2.4.1- Definição................................................................66


4.2.4.3- Aplicações..............................................................66

o 4.2.5- Engrenagens................................................................67

4.2.5.1-Definição..................................................................67

4.2.5.2- Materiais de fabricação...........................................67

4.2.5.3- Estrutura da engrenagem.......................................67

4.2.5.4- Tipos e aplicações..................................................68

o 4.2.6- Came............................................................................74

4

4.2.6.1- Definição.................................................................74

4.2.6.2- Materiais de fabricação...........................................74

4.2.6.3- Tipos e Aplicações..................................................74

5- Elementos elásticos: As molas

5.1- Definição............................................................................77

5.2- Materiais de fabricação......................................................77

5.3- Tipos e Aplicações.............................................................78

6- Elementos de vedação

6.1- Definição.............................................................................84

6.2- Aspectos que devem ser verificados..................................84

6.3- Tipos de elementos de vedação.........................................84

o 6.3.1- Guarnições....................................................................84

6.3.1.1- Definição..................................................................84

6.3.1.2- Materiais de fabricação............................................84

6.3.1.3- Tipos e aplicações...................................................85

o 6.3.2-Gaxetas..........................................................................86

6.3.2.1- Definição..................................................................86

6.3.2.2- Materiais de fabricação............................................86

6.3.2.3- Tipos e aplicações....................................................86

o 6.3.3- Retentores......................................................................87

6.3.3.1- Definição...................................................................87

6.3.3.2- Materiais de fabricação.............................................87

6.3.3.3- Aplicações e tipos.....................................................88

Bibliografia.............................................................................91

5

1- Introdução: Elementos de Máquina

1.1-Definição:

São todos os elementos, ou seja, partes, que compõem a máquina como

um todo. Estes podem ser:

Elementos de Fixação;

Elementos de Apoio;

Elementos de Transmissão;

Elementos Elásticos;

Elementos de Vedação;

2- Elementos de Fixação:

2.1- Definição:

São elementos utilizados na mecânica com o objetivo de unir peças.

Esta união pode ser de dois tipos: Móvel ou Permanente.

União Móvel: Neste caso os elementos de fixação podem ser colocados

ou retirados do conjunto sem causar qualquer dano às peças que foram unidas.

É o caso, por exemplo, de uniões feitas com parafusos, porcas e arruelas.

União Permanente: Neste caso, os elementos de fixação, uma vez

instalados, não podem ser retirados sem que fiquem inutilizados. É o caso, por

exemplo, de uniões feitas com rebites e soldas.

Os elementos de fixação, geralmente, são os componentes mais frágeis

da máquina, sendo assim, para que se possa projetar um conjunto mecânico é

preciso escolher o elemento de fixação adequado ao tipo de peças que irão ser

unidas ou fixadas, com o intuito de evitar concentração de tensões que

poderão causar ruptura por fadiga nas mesmas.

2.2- Tipos:

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Existem diversos tipos de elementos de fixação, dentre eles: parafusos,

rebites, porcas, arruelas, cavilhas, cupilhas, chavetas, anéis elásticos e pinos .

2.2.1- Parafusos:

2.2.1.1- Definição:

Parafusos são elementos de fixação, empregados na união

não permanente de peças, isto é, as peças podem ser montadas e

desmontadas facilmente, bastando apertar e desapertar os parafusos

que as mantêm unidas. Os parafusos podem normalmente ser

removidos e reintroduzidos sem reduzir sua eficácia. Têm um poder

de fixação maior do que pregos e permitem a desmontagem e reutilização.

2.2.1.2- Partes do parafuso:

Um parafuso

consiste em um eixo, podendo

ser cilindrico ou cônico, conhecido como corpo, onde encontra-se a rosca

(conjunto de filetes que proporcionam movimento ao elemento), em uma

cabeça, que pode apresentar-se em diversos tipos, e em uma extremidade.

Corpo : Este pode apresentar-se totalmente ou parcialmente rosqueado.

Com corpos cilíndricos ou cônicos.

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Figura 1: Parafusos

Figura 2: Partes do Parafuso

Figura 3: Corpos rosqueado e parcialmente rosqueado.

Figura 4: Corpos

A rosca é um dos elementos mais importantes dos corpos dos

parafusos. Constituídas por conjuntos de filetes são as responsáveis pela

realização do movimento.

Cabeça: Existem diversos formas de cabeça, bem como de dispositivos

de atarraxamento.

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Tabela 1: Tipos de Roscas e suas Aplicações

Figura 5: Formas de cabeça e dispositivos de atarraxamento.

Há ainda os parafusos que não possuem cabeça, sendo

conhecidos como prisioneiros.

Extremidade: São confeccionadas de acordo com a

aplicação do parafuso. Podem ser planas, boleadas ou chanfradas.

2.2.1.3- Tipos de Parafusos quanto a sua função:

Há uma enorme variedade de parafusos que podem ser diferenciados

pelo formato da cabeça, do corpo e da extremidade, bem como por seu modo

de atarraxamento. Essas diferenças, determinadas pela função dos parafusos,

permite classificá-los em quatro grandes grupos: parafusos passantes,

parafusos não-passantes, parafusos de pressão, parafusos prisioneiros.

Parafusos passantes:

Estes parafusos atravessam, de um lado a outro as peças a serem

unidas, passando livremente nos furos. Dependendo do serviço, esses

parafusos, além das porcas, utilizam arruelas e contra porcas como acessórios.

Os parafusos passantes apresentam-se com cabeça ou sem cabeça.

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Figura 7: Extremidades

Figura 6: Prisioneiro

Parafusos não-passantes

São parafusos que não utilizam porcas. O papel de porca é

desempenhado pelo furo roscado, feito numa das peças a ser unida.

Parafusos de pressão:

Estes parafusos são fixados por meio de pressão. A pressão é exercida

pelas pontas dos parafusos contra a peça a ser fixada.

Os parafusos de pressão podem apresentar cabeça ou não.

Parafusos Prisioneiros

São parafusos sem cabeça com rosca em ambas as extremidades,

sendo recomendados nas situações que exigem montagens e desmontagens

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Figura 8: Parafusos Passantes

Figura 9: Parafusos não-passantes

Figura 10: Parafusos de Pressão

freqüentes. Em tais situações, o uso de outros tipos de parafusos acaba

danificando a rosca dos furos.

As roscas dos parafusos prisioneiros podem ter passos diferentes ou

sentidos opostos, isto é, um horário e o outro anti-horário.

2.2.1.4- Tipos de parafusos bastante

usados na mecânica, suas aplicações e matérias com os quais são fabricados:

Parafuso de cabeça sextavada:

Aplicação: Em geral, esse tipo de parafuso é utilizado em uniões em que

se necessita de um forte aperto da chave de boca ou estria.

Este parafuso pode ser usado com ou sem rosca. Quando usado sem

rosca, o rosqueamento é feito na peça. São confeccionados, geralmente, em

aço carbono ou aço inoxidável.

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Figura11: Parafusos Prisioneiros.

Figura 12: Parafuso cabeça sextavada

Figura 13: Aplicações_ Com rosca e sem rosca.

Parafusos com sextavado interno

De cabeça cilíndrica e sextavado interno:

Aplicação: Este tipo de parafuso é utilizado em uniões que exigem um

bom aperto, em locais onde o manuseio de ferramentas é difícil devido à falta

de espaço.

Estes parafusos são fabricados em aço e tratados termicamente para

aumentar sua resistência à torção.

Sem cabeça e com sextavado interno:

Aplicação: Em geral, esse tipo de parafuso é utilizado para travar

elementos de máquinas. Por ser um elemento utilizado para travar elementos

de máquinas, esses parafusos são fabricados com diversos tipos de pontas, de

acordo com sua utilização.

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Figura 14: Sextavado interno cabeça cilíndrica.

Figura 15: Sextavado interno sem cabeça.

Figura 16: Tipos de Pontas.

Parafusos com fenda:

De cabeça escareada chata com fenda:

Aplicação: São fabricados em aço, aço inoxidável, cobre, latão, etc. Este tipo de parafuso é muito empregado em montagens que não sofrem grandes esforços e onde a cabeça do parafuso não pode exceder a superfície da peça.

De cabeça redonda com fenda:

Aplicação: Esse tipo de parafuso é muito empregado em montagens que

não sofrem grandes esforços. Possibilita melhor acabamento na superfície.

São fabricados em aço, cobre e ligas, como latão.

De cabeça cilíndrica boleada com fenda:

Aplicação: É utilizado na fixação de elementos nos quais existe a

possibilidade de se fazer um encaixe profundo para a cabeça do parafuso, e a

necessidade de um bom acabamento na superfície dos componentes. Trata-se

de um parafuso cuja cabeça é mais resistente do que as outras de sua classe.

São fabricados em aço, cobre e ligas, como latão.

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Figura 17: Parafuso com fenda cabeça escareada chata.

Figura 18: Parafuso com fenda cabeça redonda.

Figura 19: Parafuso com fenda cabeça boleada.

De cabeça escareada boleada com fenda:

Aplicação: São geralmente utilizados na união de elementos cujas

espessuras sejam finas e quando é necessário que a cabeça do parafuso fique

embutida no elemento. Permitem um bom acabamento na superfície. São

fabricados em aço, cobre e ligas como latão.

Parafusos com fenda cruzada (Phillips)

Aplicação: São geralmente auto-atarraxantes, tem rosca de passo largo

em um corpo cônico e é fabricado em aço temperado. Pode ter ponta ou não

As cabeças têm formato redondo, em latão ou chanfradas e apresentam fendas

normalmente em cruz (tipo Phillips).

Este tipo de parafuso elimina a necessidade de um furo roscado ou de

uma porca, pois molda a rosca no material a que é preso.

Sua utilização principal é na montagem de peças feitas de chapas de

metal de pequena espessura, peças fundidas macias e plásticas.

Parafusos com rosca soberba:

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Figura 20: Parafuso com fenda cabeça escareada boleada.

Figura 21: Parafuso fenda cruzada.

Aplicação: Este tipo de

parafuso também é

utilizado com auxílio de

buchas plásticas. O conjunto, parafuso-bucha é aplicado na fixação de

elementos em bases de alvenaria. Quanto à escolha do tipo de cabeça a ser

utilizado, leva-se em consideração a natureza da união a ser feita.

São fabricados em aço e tratados superficialmente para evitar efeitos oxidantes

de agentes naturais.

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Figura 22: Parafusos com rosca soberba

2.2.3 – Rebites:


Rebites são elementos de fixação utilizados em uniões de caráter

permanente, como chapas e perfis laminados. Quando retirados não podem

ser reaproveitados.

2.2.3.2_ Partes do Rebite:

Cabeça - Parte saliente e achatada do rebite, Parte de acabamento.

Ponta - Extremidade oposta à cabeça, e que vem a ser deformada

Espiga - O "corpo" do rebite, Em formato cilíndrico.

2.2.3.3- Materiais de Fabricação e Aplicações Gerais:

Os rebites são peças fabricadas em aço, alumínio,

cobre ou latão. Unem rigidamente peças ou chapas,

principalmente, em estruturas metálicas, de reservatórios,

caldeiras, máquinas, navios, aviões, veículos de transporte

e treliças.

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Figura 23: Partes do Rebite

Figura 24: Rebites

2.2.3.4- Tipos de Rebites em função do formato da cabeça e suas respectivas

aplicações:

Rebites com cabeça redonda larga:

Aplicação: Largamente utilizados em

peças robustas devido à resistência que oferecem.

Rebites com cabeça redonda estreita:

Aplicação: Peças robustas, devido à resistência que oferecem, por

serem mais estreitos proporcionam excelente acabamento.

Rebites com cabeça escareada chata larga:

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Figura 25: Rebite cabeça redonda larga

Figura 26: Rebite cabeça redonda estreita.

Figura 27: Chapa de locomotiva a vapor rebitada.

Figura 28: Rebite cabeça chata escareada

Aplicações: Chapas mais espessas onde suas uniões não admitem saliências.

Rebites com cabeça escareada chata estreita:

Aplicações: Chapas de espessuras menores, onde suas uniões não

admitem saliências.

Rebites com cabeça escareada e calota

Aplicações: Empregados em uniões de chapas de média espessura, que

permitem pequenas saliências.

Rebites com cabeça tipo panela:

Aplicações: Empregados em uniões de chapas de pequenas

espessuras, que permitem certa saliência.

Rebites com cabeça cilíndrica:

Aplicações: Uniões de chapas de espessura máxima de 7mm.

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Figura 29: Rebite cabeça chata escareada estreita

Figura 30: Rebite cabeça escareada com calota

Figura 31: Rebite cabeça tipo panela

Figura 32: Rebite cabeça cilíndrica.

2.2.3.5- Rebites Especiais:

Rebites de tubo: Se expandem após serem colocados. Não possuem

cabeça

Rebites explosivos: contém uma pequena cavidade cheia de carga

explosiva. Ao se aplicar um dispositivo elétrico na cavidade, ocorre a explosão.

Rebites para rebitagem a frio: Fornecem um elevado esforço cortante.

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Figura 33: Rebite de tubo

Figura 34: Rebite explosivo

Figura 35: Rebites para rebitagem a frio.

Rebites de repuxo (Rebite POP): É um elemento especial de união,

empregado para fixar peças com rapidez, economia e simplicidade. Muito

utilizado em chapas de alumínio.

Aplicações: Muito utilizado em chapas de alumínio e em união de

superfícies propensas a suportar cargas menores.

Curiosidade: O que acontece com o rebite Pop?

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Figura 36: Rebite POP aba abaulada (à esquerda) e aba escareada (á direita).

Figura 37: Rebite de repuxo confeccionado em alumínio.

O rebite é introduzido no furo pré-

determinado; as castanhas da

rebitadeira agarram e tracionam o

mandril do rebite. Através de uma

pressão provocada o rebite se expande,

e o mandril se solta.

2.2.4- Pinos


Os pinos têm a finalidade de alinhar ou fixar os elementos

de máquinas, permitindo uniões mecânicas, ou seja, uniões em

que se juntam duas ou mais peças, estabelecendo, assim,

conexão entre elas. Estes são usados principalmente em junções

resistentes a vibrações. Dotados de relação otimizada entre a

cabeça e o diâmetro da haste.

2.2.4.2- Materiais de fabricação:

São fabricados de materiais resistentes a cisalhamentos e forças

extremas de compressão. Seu desenho evita a quebra da cabeça por ondas de

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Figura 38: Instalação do rebite pop.

Figura 39: Pinos

choque reversas que ocorrem durante o processo de inserção em materiais de

alta dureza. Geralmente são de aços, tratados termicamente.

2.2.4.3- Tipos e Aplicações:

Pinos Cilíndricos paralelos ou pinos de ajuste:

Produzido em aço-prata ou similar, temperado, revenido e retificado.

Pode resistir grandes esforços transversais.

Aplicações: É usado em diversas montagens, geralmente associado a

parafusos e prisioneiros. Utilizados também como eixo para articulações ou

para suportar rodas, polias, cabos.

Pinos cônicos

Confeccionados geralmente em aço-prata, temperado ou não,

e retificado. Tem por diâmetro nominal o diâmetro menor, para que

se use a broca com essa medida antes de calibrar com alargador.

Existem pinos cônicos com extremidade roscada a fim de mantê-los fixos

em casos de vibrações ou sacá-los em furos cegos.

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Figura 40: Pino de ajuste.

Figura 41: Pinos Cônicos

Figura 42: Pino cônico com rosca.

Aplicações: O pino cônico tem largo emprego na construção de

máquinas, pois permite muitas desmontagens sem prejudicar o alinhamento

dos componentes; além do que é possível compensar eventual desgaste ou

alargamento do furo.

Pino elástico ou pino tubular partido:

Fabricado de fita de aço para mola enrolada. Quando introduzido, a

fenda permanece aberta e elástica gerando o aperto.

Aplicações: Este elemento tem grande emprego como pino de fixação,

pino de ajuste e pino de segurança. Seu uso dispensa o furo alargado.

Há um pino elástico especial

chamado Connex, com fenda

ondulada cujos cantos estão opostos

entre si. Isto proporciona uma força de ajuste maior em relação ao pino elástico

comum.

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Figura 43: Pino elástico Connex e pino elástico comum.

2.2.5- Cavilhas:


Cavilha é uma peça cilíndrica, fabricada em aço, cuja superfície externa

recebe três entalhes que formam ressaltos. A forma e o comprimento dos

entalhes determinam os tipos de cavilha. Sua fixação é feita diretamente no

furo aberto por broca, dispensando-se o acabamento e a

precisão do furo alargado. As cavilhas, também, são

chamadas pinos estriados, pinos entalhados, pinos

ranhurados ou, ainda, rebite entalhado. As cavilhas se

diferenciam dos pinos quanto ao formato dos elementos e

suas aplicações, além de serem utilizadas em conjuntos

sem articulações.


As cavilhas classificam-se quanto à sua aplicação, não tendo para isto

nomes específicos para cada uma delas.

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Figura 44: Pinos cilíndricos e elásticos.

Figura 45: Cavilhas

Figura 46: Tipos de Cavilhas

Aplicações de acordo com o código de tipo:

KS1: Fixação e junção.

KS2: Ajustagem e articulação.

KS3: Fixação e junção em casos de aplicação de forças variáveis e

simétricas, bordas de peças de ferro fundido.

KS4: Encosto e ajustagem.

KS6 e KS7: Ajustagem e fixação de molas e correntes.

KS8: Articulação de peças.

KS9: Utilizado nos casos em que se tem necessidade de puxar a cavilha do

furo.

KS10: Fixação bilateral de molas de tração ou de eixos de roletes.

KS11 e KS12: Fixação de eixos de roletes e manivelas.

Todas são confeccionadas em aço ou madeira, dependendo da função

que irão exercer.

2.2.6- Cupilhas:


Cupilha é um arame de secção semicircular, dobrado de modo a formar

um corpo cilíndrico e uma cabeça.

2.2.6.2- Material de fabricação e

aplicação:

Geralmente são fabricadas em aço ou aço inoxidável.

25

Figura 47: Classificação das cavilhas.

Figura 48: Cupilha

Sua função principal é a de travar outros elementos de máquinas como

porcas.

2.2.6.3- Pinos Cupilhados:

Neste caso, a cupilha não entra no eixo, mas no próprio pino. O pino

cupilhado é utilizado como eixo curto para uniões articuladas ou para suportar

rodas, polias, cabos.

26

Figura 49: Aplicação das cupilhas.

Figura 50: Cupilhas em aço inox.

2.2.7- Porcas:


Porca é uma peça de forma prismática ou cilíndrica geralmente metálica,

com um furo roscado no qual se encaixa um parafuso, ou uma barra roscada.

Em conjunto com um parafuso, a porca é um acessório amplamente utilizado

na união de peças.

A porca está sempre ligada a um parafuso. A

parte externa tem vários formatos podem ser

hexagonais, sextavadas, quadradas ou redondas e

servem para dar aperto nas uniões de peças ou, em

alguns casos, para auxiliar na regulagem, atendendo a

diversos tipos de aplicação. Assim, existem porcas que

servem tanto como elementos de fixação como de

transmissão.

2.2.7.2- Estrutura da porca:

27

Figura 51: Pino cupilhado.

Figura 52: Porcas.

Figura 53: Estrutura da porca.

As porcas utilizadas como elementos de fixação possuem, geralmente,

rosca triangular, sendo os outros tipos muito utilizados para transmissão de

movimentos.

2.2.7.3- Materiais de fabricação, tipos e aplicações:

As porcas são fabricadas de diversos materiais: aço, bronze, latão,

alumínio, plástico. Há casos especiais em que as porcas recebem banhos de

galvanização, zincagem e bicromatização para protegê-las contra oxidação

(ferrugem).

Porca Borboleta:

Esta porca tem saliências parecidas com asas para proporcionar o aperto

manual. Geralmente fabricada em aço ou latão.

Aplicações: Este tipo de porca é empregado quando a montagem e a

desmontagem das peças são necessárias e freqüentes.

Porcas recartilhadas:

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Figura 54: Porca borboleta

Fabricada em aço, latão, cobre, e alumínio. Possuem em todo corpo

sulcos, que podem ser retos ou cruzados.

Aplicações: Muito utilizadas em equipamentos que necessitam de aperto

manual, como por exemplo, em relógios de pulso.

Porca cega ou remate:

Nesse tipo de porca, uma das extremidades do furo rosqueado é

encoberta, ocultando a ponta do parafuso. A porca cega pode ser feita de aço

ou latão, é geralmente cromada.

Aplicações: Por possibilitar uma boa aparência, é bastante utilizada como

acabamento, em uniões onde não se deseja ver o parafuso.

Porca Castelo:

A porca castelo é uma porca hexagonal com seis entalhes radiais,

coincidentes dois a dois, que se alinham com um furo no parafuso, de modo

que uma cupilha possa ser passada para travar a porca.

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Figura 55: Porcas recartilhadas alta e baixa.

Figura 56: Porca cega

Figura 57: Porca Castelo.

Aplicações: Utiliza-se onde se necessita de uma maior fixação e

segurança, para que não se solte em caso de vibrações. Muito utilizada em

máquinas ferramenta.

Contra-porcas:

As porcas sujeitas a cargas de impacto e vibração apresentam tendência

a afrouxar, o que pode causar danos às máquinas. Um dos meios de travar

uma porca é através do aperto de outra porca contra a primeira. Por medida de

economia utiliza-se uma porca mais fina, e para seu travamento são

necessárias duas chaves de boca.

Tipos mais comuns de porcas:

Todas fabricadas em aço cromada servem exclusivamente para fixação,

modificando apenas seus perfis externos.

Porcas especiais:

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Figura 58: Contra-porca.

Figura 59: Porcas comuns.

São chamadas porcas rápidas. Feitas em aço com certo percentual de

maleabilidade.

Aplicação: Utilizadas para união de chapas de difícil acesso.

2.2.8- Arruelas:


São peças cilíndricas, de pouca

espessura, com um furo no centro,

pelo qual passa o corpo do parafuso.

As arruelas têm a função de distribuir

igualmente a força de aperto entre a

porca, o parafuso e as partes

montadas. Funcionam como

elementos de trava, pois evitam que

com vibrações, parafuso e porca

venham a se desatarraxar.


A maioria das arruelas é fabricada em aço, mas o latão também é

empregado; neste caso, são utilizadas com porcas e parafusos de latão.

31

Figura 60: Porca rápida (acima) e porca rápida dobrada (abaixo).

Figura 61: Aplicação das porcas rápidas.

Figura 62: Arruelas

As arruelas de cobre, alumínio, fibra e couro são extensivamente usadas

na vedação de fluidos.


Arruela Lisa:

A arruela lisa (ou plana) geralmente é feita de aço e é utilizada sob uma

porca para evitar danos à superfície, distribuir a força do aperto e melhorar o

aspecto do conjunto.

As arruelas de qualidade inferior, mais baratas, são furadas a partir de

chapas brutas, mas as de melhor qualidade são usinadas e têm a borda

chanfrada como acabamento.

Aplicações: É utilizada em órgãos de máquinas que sofrem pequenas

vibrações.

Arruela de pressão:

A arruela de pressão consiste em uma ou mais espiras de mola

helicoidal, feita de aço de mola de seção retangular. Quando a porca é

32

Figura 63: Arruela Lisa

Figura 64: Arruela de Pressão.

apertada, a arruela se comprime, gerando uma grande força de atrito entre a

porca e a superfície. Essa força é auxiliada por pontas aguçadas na arruela

que penetram nas superfícies, proporcionando um travamento positivo.

Aplicações: Esta é utilizada na montagem de conjuntos mecânicos,

submetidos a grandes esforços e grandes vibrações. A arruela de pressão

funciona, também, como elemento de trava, evitando o afrouxamento do

parafuso e da porca. É, ainda, muito empregada em equipamentos que sofrem

variação de temperatura (automóveis e prensas.).

Arruela dentada:

O travamento se dá entre o conjunto parafuso/porca. Os dentes inclinados

das arruelas formam uma mola quando são pressionados e se encravam na

cabeça do parafuso.

Aplicações: Muito empregada em equipamentos sujeitos a grandes

vibrações, mas com pequenos esforços, como, eletrodomésticos, painéis

automotivos, equipamentos de refrigeração etc.

Arruela serrilhada

A arruela serrilhada é de dentes de aço de molas e consiste em um disco

anular provido de dentes ao longo do diâmetro interno ou diâmetro externo.

33

Figura 65: Arruela dentada.

Figura 66: Arruela serrilhada.

Eles são torcidos e formam pontas aguçadas. Quando a porca é apertada, os

dentes se aplainam penetrando nas superfícies da porca e da peça em contato.

Aplicação: A arruela serrilhada com dentes externos é empregada em

conjunto com parafusos de cabeça chanfrada.

Arruela Ondulada:

A arruela ondulada não tem cantos vivos. Fabricada em aço carbono

cromado.

Aplicações: Especialmente, para superfícies pintadas, evitando

danificação do acabamento. É adequada para equipamentos que possuem

acabamento externo constituído de chapas finas.

Arruelas especiais:

Arruela de travamento com orelha:

Utiliza-se esta arruela dobrando-se a orelha sobre um canto vivo da

peça. Em seguida, dobra-se uma aba da orelha envolvendo um dos lados

chanfrado do conjunto porca/parafuso.

Arruela para perfilados:

34

Figura 67: Arruela Ondulada.

Figura 68: Arruela com orelha e sua aplicação.

É uma arruela muito utilizada em montagens que envolvem cantoneiras

ou perfis em ângulo. Devido ao seu formato de fabricação, este tipo de arruela

compensa os ângulos e deixa perfeitamente paralelas as superfícies a serem

parafusadas.

Tipos de arruelas menos utilizadas:

2.2.9- Anéis Elásticos:


É um elemento usado para impedir o deslocamento

axial, posicionar ou limitar o curso de uma peça deslizante

35

Figura 69: Arruela para perfilados e sua aplicação.

Figura 70: Outros tipos de arruelas.

sobre um eixo. Conhecido também por anel de retenção, de trava ou de

segurança.

2.2.9.2- Material de fabricação:

Fabricado em aço mola, tem a forma de anel incompleto, que se aloja

em um canal circular construído conforme normalização.


Tipo G.

Aplicação: para eixos com diâmetro entre 4 e 1000 mm.

Trabalha externamente. Norma DIN 471.

Tipo H:

Aplicação: para furos com diâmetro entre 9,5 e 1000mm.

Trabalha internamente. Norma DIN 472.

Tipo RS:

Aplicação: para eixos com diâmetro entre 8 e 24 mm.

Trabalha externamente. Norma DIN 6799.

36

Figura 71: Anéis elásticos

Figura 72: Anel Elástico tipo G

Figura 73: Anel elástico tipo H

Anéis de perfil

circular:Aplicação: Para pequenos esforços axiais.

2.2.9.4- Características importantes a serem observadas:

A dureza do anel deve ser adequada aos elementos que trabalham com

ele.

Se o anel apresentar alguma falha, pode ser devido a defeitos de

fabricação ou condições de operação.

As condições de operação são caracterizadas por meio de vibrações,

impacto, flexão, alta temperatura ou atrito excessivo.

2.2.10- Chavetas


Chaveta é um corpo prismático que pode ter faces

paralelas ou inclinadas, em função da grandeza do esforço

e/ou tipo de movimento que deve transmitir.

37

Figura 74: Anel elástico tipo RS comum e para rolamentos, respectivamente.

Figura 75: Anel elástico de perfil circular.

A união por chaveta é um tipo de união desmontável, que permite às

árvores transmitirem seus movimentos a outros órgãos, tais como engrenagens

e polias.

2.2.10.2- Materiais de fabricação e Aplicações gerais:

Ela se interpõe numa cavidade de um eixo e de uma peça, tem por

finalidade ligar dois elementos mecânicos. É construída normalmente de aço,

às vezes temperada e retificada.


Chavetas de Cunha:

Aplicações: Empregada para unir elementos de máquinas que devem

girar. Pode ser com cabeça ou sem cabeça, para facilitar sua montagem e

desmontagem. Sua inclinação é de 1:100, o que permite um ajuste firme entre

as partes. O princípio da transmissão é pela força de atrito entre as faces da

chaveta e o fundo do rasgo dos elementos, devendo haver uma pequena folga

nas laterais.

Havendo folga entre os diâmetros da árvore e do elemento movido, a

inclinação da chaveta provocará na montagem uma determinada

excentricidade, não sendo, portanto aconselhado o seu emprego em

montagens precisas ou de alta rotação.

38

Figura 76: Chavetas.

Figura 77: Chavetas de cunha sem cabeça e aplicação com cabeça.

As chavetas de cunha classificam-se em dois grupos:

Chavetas longitudinais;

Chavetas transversais;

Chavetas Longitudinais:

Sua inclinação é de 1:100 e suas medidas principais são definidas

quanto a altura, comprimento e largura. São colocadas na extensão do eixo

para unir roldanas, rodas, volantes etc. Podem ser com ou sem cabeça e são

de montagem e desmontagem fácil.

As chavetas longitudinais podem ser de diversos tipos: encaixada, meia-

cana, plana, embutida e tangencial.

Chavetas encaixadas - São muito usadas. Sua forma corresponde à

do tipo mais simples de chaveta de cunha. Para possibilitar seu

emprego, o rasgo do eixo é sempre mais comprido que a chaveta.

Chaveta meia-cana – Sua base é côncava (com o mesmo raio do

eixo). Sua inclinação é de 1:100, com ou sem cabeça. Não é

necessário rasgo na árvore, pois a chaveta transmite o movimento

por efeito do atrito. Desta forma, quando o esforço no elemento

conduzido for muito grande, a chaveta desliza sobre a árvore.

39

Figura 78: Chaveta encaixada.

Chaveta plana – Sua forma é similar à da chaveta encaixada, porém,

para sua montagem não se abre rasgo no eixo. É feito um rebaixo

plano.

Chavetas embutidas – Estas chavetas têm os extremos

arredondados, conforme se observa na vista superior ao lado. O

rasgo para seu alojamento no eixo possui o mesmo comprimento da

chaveta. As chavetas embutidas nunca têm cabeça.

Chavetas tangenciais – São formadas por um par de cunhas,

colocado em cada rasgo. São sempre utilizadas duas chavetas, e os

rasgos são posicionados a 120º. A designação tangencial é devido a

sua posição em relação ao eixo. Por isso, e pelo posicionamento

(uma contra a outra), é muito comum o seu emprego para

40

Figura 79: Chaveta meia-cana.

Figura 81: Chaveta embutida.

transmissão de grandes forças, mudanças de cargas ou golpes, e

nos casos em que o sentido de rotação se alterna.

Chavetas Transversais:

São aplicadas em união de peças que transmitem movimentos rotativos

e retilíneos alternativos.

Quando as chavetas transversais são empregadas em uniões permanentes,

sua inclinação varia entre 1:25 e 1:50. Se a união se submete a montagem e

desmontagem freqüentes, a inclinação pode ser de 1:6 a 1:15.

Tipos de Chavetas transversais:

Chaveta paralela ou lingüeta:

41

Figura 82: Chaveta tangencial.

Figura 83: Chaveta transversal.

Figura 84: Chavetas transversais: Simples (inclinação de um só lado) e Dupla (inclinação em ambos os lados), respectivamente.

Estas chavetas têm as faces paralelas, portanto, não têm inclinação. A

transmissão do movimento é feita pelo ajuste de suas faces laterais às laterais

do rasgo da chaveta.

Fica uma

pequena

folga

entre o

ponto

mais alto da chaveta

e o fundo do rasgo do elemento conduzido.

As chavetas paralelas não possuem cabeça.

Tipos de Chavetas paralelas:

Quanto à forma de seus extremos, eles podem ser retos ou arredondados. Podem, ainda, ter parafusos para fixarem a chaveta ao eixo.

Chaveta de disco ou meia-lua (tipo woodruff):

Uma variante da chaveta paralela. Recebe esse nome porque sua forma

corresponde a um segmento circular. É comumente empregada em eixos

cônicos por facilitar a montagem e se adaptar à conicidade do fundo do rasgo

do elemento externo.

42

Figura 85: Lingüetas.

Figura 86: Aplicação Lingüetas.

Figura 87: Tipos de Chaveta.

3- Elementos de Apoio:

3.1- Definição:

De modo geral, os elementos de apoio consistem de acessórios

auxiliares para o funcionamento de máquinas.

3.2- Tipos de elementos de apoio:

Os elementos de apoio são: buchas, guias, rolamentos e mancais.

Na prática, podemos observar que buchas e mancais são elementos que

funcionam conjuntamente. Neste trabalho eles serão descritos separadamente.

3.2.1- Buchas:


As buchas são elementos de máquinas

de forma cilíndrica ou cônica.

Têm como função apoiar eixos e guiar brocas e

alargadores. Pode ser usada em conjunto

mancal e rolamento de furo cônico, servindo de

assento para o rolamento em eixos lisos ou com

encostos. As buchas também podem ser

utilizadas para fixação de polias ou até mesmo

em conjunto com mancais auto compensadores

de furo cônico, proporcionando maior

estabilidade ao conjunto em sua fixação junto ao

eixo. Nos casos em que o eixo desliza dentro

da bucha, deve haver lubrificação.


Podem ser fabricadas de metal antifricção ou de materiais plásticos.

43

Figura 88: Chaveta de disco e sua aplicação.

Normalmente, a bucha deve ser fabricada com material menos duro que o

material do eixo.

3.2.1.3- Tipos e suas aplicações:

As buchas são classificadas quanto ao tipo de solicitação.

Buchas de

fricção

radial:

São aquelas que sofrem esforços radiais. Podem ter várias formas. As

mais comuns são feitas de um corpo cilíndrico furado, sendo que o furo

possibilita a entrada de lubrificantes.

Essas buchas são usadas em peças para cargas pequenas e em lugares onde

a manutenção seja fácil.

Em alguns casos, essas buchas são cilíndricas na parte interior e cônicas na

parte externa. Os extremos são roscados e têm três rasgos longitudinais, o que

permite o reajuste das buchas nas peças.

Buchas de fricção axial:

44

Figura 90: Buchas: Radial, axial e cônica.

Com as mesmas características das buchas radiais sendo que estas

sofrem esforços axiais. Muito utilizada para suportar esforços de eixos na

posição vertical.

Buchas cônicas:

São bastante utilizadas quando é necessário suportar um eixo do qual se

exigem esforços radiais e axiais. Quase sempre essas buchas requerem um

dispositivo de fixação e, por isso, são pouco empregadas.

Buchas-guias:

São elementos de precisão, sujeitas a desgaste por atrito. Por isso, elas

são usinadas em aço duro, com superfícies bem lisas, de preferência

retificadas. As buchas pequenas com até 20 mm de diâmetro são feitas em

45

Figura 92- Buchas de fricção axial.

Figura 93: Buchas cônicas.

aço-carbono, temperado ou nitretado. As maiores são feitas em aço

cementado.

A principal finalidade da bucha-guia é a de manter um eixo comum

(coaxilidade) entre ela e o furo. Para isso, as buchas-guia devem ser de tipos

variados. Nos dispositivos para furação, por exemplo, a bucha-guia orienta e

possibilita auto posicionamento da ferramenta em ação na peça. Dessa forma,

obtém-se a posição correta das superfícies usinadas.

3.

2.2- Guias:


A guia é um elemento de máquina que mantém, com certo rigor, a

trajetória de determinadas peças.

3.2.2.2- Materiais de Fabricação:

46

BUCHAS

Figura 94: Buchas-guia.

Figura 95: Guias.

São fabricadas em ferro fundido ou aço inoxidável. Isto de acordo com

sua posterior aplicação. Nestas é importantíssima a lubrificação.


As guias podem ser encontradas sob duas formas: abertas ou fechadas.

Guias de deslizamento:

Aquelas sobre as quais deslizará um corpo com mesmo perfil. Em

máquinas operatrizes são empregadas combinações de vários perfis de guias

de deslizamentos, conhecidos como barramento.

Perfis e suas aplicações:

Guia rabo de andorinha: Utilizada em carros porta ferramentas.

Guia Via Plana: Utilizada em barramentos de tornos-revólveres.

47

Figura 96: Guias abertas e fechadas

Figura 97: Guia rabo de andorinha.

Figura 98: Guia via plana.

Guia via prismática dupla: Utilizadas em carros longitudinais.

Guias: Via dupla em V; Via em forma de telhado e Via plana e em V:

Utilizadas para guias de mesas.

Guias de Rolamento:

As guias de rolamento geram menor atrito que as guias de deslizamento.

Isto ocorre porque os elementos rolantes giram entre as guias. Os elementos

rolantes podem ser esferas ou roletas.

Atualmente, são largamente empregados em máquinas de Comando

Numérico Computadorizado (CNC) e em máquinas de medição.

Alguns modelos destas guias são as de vias em V com guias de rolo, vias

deslizantes com armadura de agulhas, vias em V com guias de esfera, e vias

deslizantes com mancais de rolamento.

48

Figura 99: Guia prismática dupla.

Figura 100: Guias para mesas.

3.2.3- Rolamentos:


Um rolamento é uma peça

interposta entre as chumaceiras e as

árvores giratórias das máquinas. Serve

49

Figura 101: Guias de rolamento.

Figura 102: Rolamentos.

para substituir a fricção de deslizamento entre as superfícies do eixo e da

chumaceira por uma fricção de roladura.

Compreende os chamados corpos rolantes, como esferas, rodízios,

etc., os anéis que constituem os trilhos de roladura e a caixa interposta entre os

anéis. Todos estes elementos são de aço combinado com crómio e as suas

dimensões estão submetidas a um sistema de normalização.

3.2.3.2- Materias de fabricação:

As superfícies de contato dos anéis e dos corpos rolantes são sujeitadas

a esforços pesados repetitivos, estas devem manter sua alta precisão e

exatidão de rotação. Para permitir isto, os anéis e os corpos rolantes devem ser

fabricados com materiais de alta dureza, resistência à fadiga de rolagem,

resistência ao desgaste, e com boa estabilidade dimensional. A causa mais

comum de fadiga nos rolamentos é a inclusão de impurezas não-metálicas no

aço (óxidos).

Ao se utilizar materiais puros com baixos níveis de impurezas não-

metálicas, se aumenta a vida da fadiga por rolagem do rolamento.

Para todos os rolamentos NTN são utilizados aços com baixo teor de oxigênio

e impurezas não-metálicas, refinados por um processo de desgaseificação a

vácuo, como também fundidos a vácuo. Para os rolamentos que requerem alta

confiabilidade e uma longa vida são utilizados aços mais puros ainda, tais

como, aços fundidos ao vácuo (VIM, VAR) e os aços fundidos pelo método

"electro-slag" (ESR).


Os rolamentos classificam-se de acordo com as forças suportadas por

eles bem como seus elementos rolantes.

As forças suportadas por eles podem ser:

Radiais: onde não suportam cargas axiais, impedindo o deslocamento

no sentido transversal ao eixo;

Axiais: onde não podem ser submetidos a cargas radiais, impedindo o

deslocamento no sentido axial, isto é, longitudinal ao eixo;

Mistas: em que suportarão tanto carga radial como axial, impedindo o

deslocamento tanto no sentido transversal quanto no axial.

50

http://pt.wikipedia.org/wiki/Cr%C3%B3mio

http://pt.wikipedia.org/wiki/A%C3%A7o

http://pt.wikipedia.org/wiki/Anel

Conforme as solicitações apresentam uma infinidade de tipos para

aplicação específica como: máquinas agrícolas, motores elétricos, máquinas,

ferramentas, compressores, construção naval, dentre outros.

De acordo com seus elementos rolantes:

Rolamentos de esferas

Eles são encontrados em todos os lugares, de patins a discos rígidos.

Estes rolamentos podem suportar tanto cargas radiais como axiais e

normalmente são encontrados onde a carga é relativamente pequena.

Em um rolamento de esferas, a carga é transmitida da pista externa para

a esfera e da esfera para a pista interna. Sendo uma esfera, o único contato

com as pistas interna e externa, é um ponto muito pequeno, o que propicia uma

rotação muito suave. Porém, isto também significa que não existe muita área

de contato que suporte a carga, de modo que se o rolamento sofrer

sobrecarga, as esferas podem se deformar ou ser esmagadas, destruindo o

rolamento. Muito utilizados para elevadas rotações.

Rolamentos de rolos

São aplicados em correias transportadoras, que devem suportar grandes

cargas radiais. Nestes rolamentos, os elementos deslizantes são cilindros,

rolos cônicos ou barriletes, de forma que o contato entre a pista interna e a

externa não é um ponto, mas uma linha. Isso distribui a carga sobre uma área

maior, permitindo que o rolamento suporte muito mais carga. Entretanto, este

tipo de rolamento não é projetado para agüentar uma grande carga axial.

51

Figura 103: Rolamentos de esferas.

http://www.hsw.com.br/discos-rigidos.htm

Uma variação deste tipo de rolamento, chamada de rolamento de agulha,

usa cilindros de diâmetro muito pequeno. Isso permite que o rolamento se

ajuste a lugares muito apertados.

Rolamentos axiais de esferas:

São usados principalmente para aplicações com velocidade baixa

e pouca carga radial. Bancos de bar e plataformas giratórias usam este tipo de

rolamento.

Rolamentos axiais de rolos:

Suportam grandes cargas axiais. Eles são normalmente encontrados em

sistemas de engrenagens como transmissões de carros e entre as carcaças e

52

Figura 104: Rolamentos: De rolos (à esquerda) e de agulhas (à direita)

Figura 105: Rolamento de esferas axiais.

http://www.hsw.com.br/transmissoes-manuais.htm

eixos giratórios. As engrenagens helicoidais usadas na maioria das

transmissões possuem dentes em ângulo - isto gera uma carga de empuxo que

deve ser suportada por um rolamento.

Rolamentos de rolos cônicos:

Podem suportar grandes cargas radiais e grandes cargas axiais. São usados em eixos de rodas de carros, onde eles são normalmente montados em direções com faces opostas de modo que possam agüentar cargas axiais em ambas as direções.

3.2.4- Mancais:


53

Figura 106: Rolamentos axiais de rolos.

Figura 107: Rolamentos de rolos cônicos.

http://www.hsw.com.br/engrenagens3.htm

O mancal pode ser definido como suporte ou guia em que se apóia o

eixo. No ponto de contato entre a superfície do eixo e a superfície do mancal,

ocorre atrito.


São fabricados geralmente de material com elevada dureza e resistência

à tração. Normalmente ferros fundidos ou aços de alto teor temperados, ou

cementados.


Dependendo da solicitação de esforços, os mancais podem ser de

deslizamento ou de rolamento.

Mancais de deslizamento:

São constituídos de uma bucha fixada num suporte. Esses mancais são

usados em máquinas pesadas ou em equipamentos de baixa rotação, porque a

baixa velocidade evita superaquecimento dos componentes expostos ao atrito.

Mancais de rolamento:

São constituídos por um suporte composto de um rolamento em seu

interior. Estes mancais expõem-se a trabalhos que requerem maiores

velocidades e menores atritos.

54

Figura 108: Mancais de deslizamento

4- Elementos de Transmissão:

4.1- Definição:

São elementos responsáveis por transmitir potência e movimento a outro

sistema. Esta transmissão pode ser pela forma e por atrito.

A transmissão pela forma é assim chamada porque a forma dos

elementos transmissores é adequada para encaixamento desses elementos

entre si. Essa maneira de transmissão é a mais usada, principalmente com os

elementos chavetados, eixos-árvore entalhados e eixos-árvore estriados.

A transmissão por atrito possibilita uma boa centralização das peças

ligadas aos eixos. Entretanto, não possibilita transmissão de grandes esforços

quanto os transmitidos pela forma. Os principais elementos de transmissão por

atrito são os elementos anelares e arruelas estreladas.

4.2- Tipos de elementos de transmissão:

Os principais elementos de máquina com função de transmitir potência e

movimento são: correias, correntes, engrenagens, rodas de atrito, cabos de

aço.

55

Figura 109: Mancais de Rolamento.

4.2.1- Correias:


São elementos de máquina que transmitem

movimento de rotação entre eixos por intermédio das polias.

As correias podem ser contínuas ou com emendas. As

polias são cilíndricas, fabricadas em diversos materiais.

Podem ser fixadas aos eixos por meio de pressão, de

chaveta ou de parafuso.


Os materiais empregados para fabricação das correias são: couros;

materiais fibrosos e sintéticos (à base de algodão, pêlo de camelo, viscose,

perlon e nylon) e material combinado (couro e sintéticos).

4.2.1.3- As Polias:

As polias são peças cilíndricas, movimentadas pela rotação do eixo do

motor e pelas correias. Seus tipos são determinados pela forma da superfície

na qual a correia se assenta. Elas podem ser planas ou trapezoidais.

As polias planas podem apresentar dois formatos na sua superfície de

contato. Essa superfície pode ser plana, que conserva melhor a correia, ou

abaulada, que guia melhor a mesma.

A polia trapezoidal recebe esse nome porque a superfície na qual a

correia se assenta apresenta a forma de trapézio. As polias trapezoidais devem

ser providas de canaletes (ou canais) e são dimensionadas de acordo com o

perfil padrão da correia a ser utilizada.

56

Figura 110: Correias e polias.

Figura 111: Polias.

Alguns perfis de polias:

57

Figura 112: Perfis de polias.


Correias Planas:

Algumas características:

Sustentam cerca de 90m/s de velocidade linear.

Adaptam-se à transmissão do movimento entre veios não complanares

com ou sem inversão de sentido.

São altamente resistentes à temperatura.

São aplicadas onde há grande distância entre os eixos.

Sua durabilidade é na ordem de 40000 horas de trabalho.

São de fácil moldabilidade e montagem nas polias, mesmo que estas

possuam veios bi apoiados.

São aplicadas onde se deseja todas ou algumas destas características em

especial.

Correias Trapezoidais ou em V:


Suas velocidades lineares variam entre 5m/s e 25 m/s

A aplicação destas correias limita-se apenas a veios paralelos de

preferência horizontais, sem inversão de rotação.

Não são resistentes à temperatura.

Economicamente mais favoráveis do que os outros tipos, porém de

vida útil menor.

Não requerem polias de dimensões elevadas o que facilita sua

aplicação em distâncias menores entre eixos.

58

Figura 113: Correias Planas: aplicação.

Correias Dentadas:


São projetadas para resistir esforços axiais para isto contêm em sua

composição alguns fios de aço.

Não alongam.

Não escorregam.

Transmitem potência a uma razão de velocidade constante.

Não dependem de pré-tensão.

Trabalham em altas velocidades.

Elevados níveis de eficiência, cerca de 99%.

Não é necessário lubrificar.

Funcionam silenciosamente.

Substituem perfeitamente o acoplamento por engrenagens, trazendo

praticamente às mesmas vantagens.

Utilização de polias especiais dentadas.

59

Figura 114: Correias em V ou trapezoidais.

Figura 115: Correias dentadas.

4.2.2- Corrente:


As correntes transmitem força e movimento através de seus elos que

fazem com que a rotação do eixo ocorra nos sentidos horário e anti-horário.

Para isso, as engrenagens devem estar num mesmo plano. Os eixos de

sustentação das engrenagens ficam perpendiculares ao plano.

O rendimento da transmissão de força e de movimento vai depender

diretamente da posição das engrenagens e do sentido da rotação.


Para a fabricação das correntes são utilizadas, chapas, fios e arames de

diversas bitolas, em aço. As peças prontas são, separadamente, beneficiadas

ou temperadas para aproximadamente 60 rockwell. Variando o tipo de

tratamento ou aço, de acordo com as aplicações.


Correntes de rolos:

Fabricadas em aço temperado, em tipo standard, médio e pesado. São

compostas por elementos internos e externos, onde as talas são

permanentemente ligadas através de pinos e buchas; sobre as buchas são

colocados os rolos.

Estas correntes são aplicadas em transmissões, em movimentação e

sustentação de contrapeso e, com abas de adaptação, em transportadores.

Correntes dentadas:

Sobre cada pino articulado há várias talas dispostas uma ao lado da outra,

onde cada segunda tala pertence ao próximo elo da corrente.

60

Figura 116: Correntes de rolo.

Dessa maneira, podem ser construídas correntes bem largas e muito

resistentes. Além disso, mesmo com o desgaste, o passo fica, de elo a elo

vizinho, igual, pois entre eles não há diferença.

Esta corrente permite transmitir rotações superiores às permitidas nas

correntes de rolos. É conhecida como corrente silenciosa.

Corrente de elos livres:

Esta é uma corrente especial usada para transportadores e, em alguns casos,

pode ser usada em transmissões. Sua característica principal é a facilidade de

retirar-se qualquer elo, sendo apenas necessário suspendê-lo.

Correntes de bucha:

Essa corrente não tem rolo. Por isso, os pinos e as buchas são feitos com

diâmetros maiores, o que confere mais resistência a esse tipo de corrente do

61

Figura 117- Correntes dentadas.

Figura 118: Corrente de elos.

que à corrente de rolo. Entretanto, a corrente de bucha se desgasta mais

rapidamente e provoca mais ruído.

Corrente cadeia de elos:

Possui os elos formados de vergalhões redondos soldados, podendo ter

um vergalhão transversal para esforço. É usada em talhas manuais,

transportadores e em uma infinidade de aplicações.

Corrente de blocos:

62

Figura 119: Corrente de bucha.

Figura 120: Corrente cadeia de elos.

É uma corrente parecida com a corrente de rolos, mas, cada par de rolos,

com seus elos, forma um sólido (bloco). É usada nos transportadores e os

blocos formam base de apoio para os dispositivos usados para transporte.

4.2.3- Cabos:


Cabos são elementos de transmissão que suportam cargas (força de

tração), deslocando-as nas posições horizontal, vertical ou inclinada.

São bastante empregados em equipamentos de transporte e na elevação

de cargas, como em elevadores, escavadeiras, pontes rolantes.

4.2.3.2- Construção:

Um cabo pode ser construído em uma ou mais operações, dependendo

da quantidade de fios e, especificamente, do número de fios da perna.

Por exemplo: um cabo de aço 6 por 19 significa que uma perna de 6 fios é

enrolada com 12 fios em duas operações, conforme segue:

4.2.3.3.-

Tipos de

distribuição dos fios:

Distribuição normal:

63

Figura 121: Correntes de blocos.

Figura 122: Construção do cabo.

Os fios dos arames e das pernas são de um só diâmetro.

Distribuição Seale:

As camadas são alternadas em fios grossos e finos.

Distribuição Filler:

As pernas contêm fios de diâmetro pequeno que são

utilizados como enchimento dos vãos dos fios grossos.

Distribuição Warrington:

Os fios das pernas têm diâmetros diferentes numa mesma

camada.

4.2.3.4- Tipos de Alma:

As almas de cabos de aço podem ser feitas de vários materiais, de acordo

com a aplicação desejada. Existem, portanto, diversos tipos de alma.

Alma de Fibra:

É o tipo mais utilizado para cargas não muito pesadas. As fibras podem

ser naturais (AF) ou artificiais (AFA).

As fibras naturais utilizadas normalmente são o sisal ou o rami. Já a fibra

artificial mais usada é o polipropileno (plástico).

Vantagens das fibras artificiais:

o Não se deterioram em contato com agentes agressivos;

o São obtidas em maior quantidade;

64

Figura 123: Distribuição Seale

Figura 124: Distribuição Filler.

Figura 125: Distribuição dos fios.

o Não absorvem umidade.

Desvantagens das fibras artificiais:

o São mais caras;

o São utilizadas somente em cabos especiais.

Alma de algodão:

Alma que é utilizada em cabos de pequenas dimensões.

Alma de asbesto:

Alma utilizada em cabos especiais, sujeitos à altas temperaturas.

Alma de aço:

A alma de aço pode ser formada por uma perna de cabo (AA) ou por um

cabo de aço independente (AACI), sendo que este último oferece maior

flexibilidade somada à alta resistência à tração.

4.2.3.5- Tipos de torção:

Os cabos de aço, quando tracionados, apresentam torção das pernas ao

redor da alma. Nas pernas também há torção dos fios ao redor do fio central.

Torção regular ou em cruz:

Os fios de cada perna são torcidos no sentido oposto ao das pernas ao

redor da alma. As torções podem ser à esquerda ou à direita. Esse tipo de

torção confere mais estabilidade ao cabo.

Torção lang ou em paralelo:

65

Figura 126: Torção regular.

Os fios de cada perna são torcidos no mesmo sentido das pernas que

ficam ao redor da alma. As torções podem ser à esquerda ou à direita. Esse

tipo de torção aumenta a resistência ao atrito (abrasão) e dá mais flexibilidade.

4.2.3.6- Fixação dos cabos:

Os cabos de aço são fixados em sua extremidade por meio de ganchos

ou laços. Os laços são formados pelo trançamento do próprio cabo. Os

ganchos são acrescentados ao cabo.

4.2.3.7- Algumas aplicações:

4.2.4- Rodas de atrito:


66

Figura 127: Torção em paralelo.

Figura 128: Fixação: ganchos/laços.

Figura 129: Aplicações.

São elementos de máquinas que transmitem movimento por atrito entre

dois eixos paralelos ou que se cruzam.


São fabricadas de acordo com o material onde serão aplicadas, por

exemplo, aço, alumínio, nylon, dentre outros.

4.2.4.3- Aplicações:

Utilizadas entre veios paralelos, veios concorrentes ou veios não

complanares, com razões de transmissão até i = 6:1 (10:1), com rendimentos

de 95% a 98% e escorregamentos idênticos aos obtidos com transmissões por

correias, mas, em contrapartida, as distâncias entre eixos são menores e o

peso e o preço são menos competitivos. É o caso mais simples de

transmissão. As rodas são exteriores uma à outra, e quando a que está ligada

ao veio motor gira num sentido, a outra gira em sentido contrário. A

transmissão do movimento faz-se apenas por atrito entre as duas rodas e a

eficiência desta transmissão depende do valor das forças que apertam as

rodas uma contra a outra, da natureza do material da superfície de contato das

rodas e da resistência oposta pela roda movida.

4.2.5- Engrenagens:


67

Figura 128: Rodas de atrito.

Figura 131: Aplicações: Rodas de atrito.

Figura 130: Rodas de atrito.

Engrenagens são rodas com dentes padronizados que servem para

transmitir movimento e força entre dois eixos, sendo usadas para variar o

número de rotações e o sentido da rotação de um eixo para o outro.


Os materiais mais usados na fabricação de engrenagens são: aço-liga

fundido, ferro fundido, cromo-níquel, bronze fosforoso, alumínio, nylon.

4.2.5.3- Estrutura da engrenagem:

Uma engrenagem é composta por diversas

partes, dentre elas as mais importantes são os

dentes, por sua vez compostos por cabeça, pé e

raiz. O corpo das engrenagens pode apresentar-

se de diversas formas, disco, com braços, dentre

outros.

4.2.5.4- Tipos e

Aplicações:

68

Figura 132: Estrutura da engrenagem.

Figura 133: Modelos de corpos de engrenagem.

Engrenagem cilíndrica com dentes retos:

Os dentes são dispostos paralelamente entre si em relação ao eixo. É o

tipo mais comum de engrenagem e o de menor custo. É usada em

transmissões que requerem mudança de posição das engrenagem em serviço,

por serem fáceis de engatar. É mais empregada na transmissão de baixa

rotação do que na de alta rotação, por causa do ruído que produz. Cada vez

que os dentes se encaixam, eles colidem e esse impacto faz muito ruído. Além

disso, também aumenta a tensão sobre os dentes.

São bastante utilizadas em utensílios como: chaves de fenda elétricas, as

figuras que dançam, o aspersores oscilantes, relógios de corda, máquinas de

lavar roupas e secadoras de roupas.

Engrenagem cilíndrica com dentes helicoidais:

Os dentes são dispostos transversalmente em forma de hélice em ralação

ao eixo.Quando dois dentes em um sistema de engrenagens helicoidais se

acoplam, o contato se inicia em uma extremidade do dente e gradualmente

aumenta à medida que as engrenagens giram, até que os dois dentes estejam

totalmente acoplados. Este engate gradual faz as engrenagens helicoidais

operarem muito mais suave e silenciosamente que as engrenagens de dentes

69

Figura 134: Engrenagem cilíndrica de dentes retos.

http://www.hsw.com.br/secadoras-de-roupas.htm

http://www.hsw.com.br/lava-roupa.htm

http://www.hsw.com.br/lava-roupa.htm

http://www.hsw.com.br/relogios-de-pendulo.htm

http://www.hsw.com.br/aspersor-circular.htm

http://www.hsw.com.br/brinquedos-dancantes.htm

http://www.hsw.com.br/por-dentro-de-uma-parafusadeira-eletrica.htm

retos. Por isso, as engrenagens helicoidais são usadas na maioria das

transmissões de carros.

Devido ao ângulo dos dentes de engrenagens helicoidais, elas criam um

esforço sobre a engrenagem quando se unem. Equipamentos que usam esse

tipo de engrenagem têm rolamentos capazes de suportar esse esforço.

Algo interessante sobre as engrenagens helicoidais é que se os ângulos

dos dentes estiverem corretos, eles podem ser montados em eixos

perpendiculares, ajustando o ângulo de rotação em 90º.

Engrenagem cônica:

70

Figura 135: Engrenagem cilíndrica helicoidal

Figura 136: Engrenagens helicoidais cruzadas.

http://www.hsw.com.br/rolamentos.htm

http://www.hsw.com.br/transmissoes-manuais.htm

É empregada quando as árvores se cruzam; o ângulo de interseção é

geralmente 90°, podendo ser menor ou maior. Os dentes das engrenagens

cônicas tem um formato também cônico, o que dificulta a sua fabricação,

diminui a precisão e requer uma montagem precisa para o funcionamento

adequado. São úteis quando a direção da rotação de um eixo precisa ser

alterada.

Seus dentes podem ser retos, em espiral ou hipóides. Dentes retos

acabam tendo o mesmo problema que na engrenagem cilíndrica de dentes

retos: conforme cada dente se junta ao outro, ele causa impacto de uma só vez

no dente correspondente. Assim a solução para esse problema é curvar os

dentes. Esses dentes em espiral se juntam da mesma maneira que os dentes

helicoidais: o contato começa em uma extremidade da engrenagem e se

espalha pela peça toda progressivamente.

Em engrenagens cônicas retas e em espiral, os eixos devem ser

perpendiculares um em relação ao outro, mas também é necessário que

estejam no mesmo plano. Se você tivesse que estender os dois eixos através

das engrenagens, eles acabariam se cruzando. A engrenagem hipóide, por

outro lado, consegue juntar eixos em planos diferentes.

Essa característica é usada em muitos diferenciais de carros.

Engrenagens sem-fim:

71

Figura 137: Engrenagens cônicas: Dentes retos e dentes espirais (helicoidais).

http://www.hsw.com.br/diferencial.htm

Engrenagens sem-fim são usadas quando grandes reduções de

transmissão são necessárias. Esse tipo de engrenagem costuma ter reduções

de 20:1, chegando até a números maiores do que 300:1.

Muitas engrenagens sem-fim têm uma propriedade interessante que

nenhuma outra engrenagem tem: o eixo gira a engrenagem facilmente, mas a

engrenagem não consegue girar o eixo. Isso se deve ao fato de que o ângulo

do eixo é tão pequeno que quando a engrenagem tenta girá-lo, o atrito entre a

engrenagem e o eixo não deixa que ele saia do lugar.

Essa característica é útil para máquinas como transportadores, nos quais

a função de travamento pode agir como um freio para a esteira quando o motor

não estiver funcionando. Outro uso muito interessante para engrenagens sem-

fim está no diferencial Torsen, que é usado em carros e caminhões de alto

desempenho.

Coroa e Pinhão:

72

Figura 138: Engrenagem sem-fim.

http://www.hsw.com.br/diferencial8.htm

Quando um par de engrenagens tem corpos de tamanhos diferentes, a

engrenagem maior chama-se coroa e a menor chama-se pinhão. A coroa é a

engrenagem com maior número de dentes e que transmite a força motora.

Ambas são, geralmente, cônicas, podendo ser cilíndricas.

Muito utilizadas em bicicletas.

Pinhão e Cremalheira:

Cremalheira é uma barra provida de dentes, destinada a engrenar uma

roda dentada (pinhão). Com esse sistema, pode-se transformar movimento de

rotação em movimento retilíneo e vice-versa.

Um exemplo perfeito disso é o sistema de direção de muitos carros. O

volante gira uma engrenagem que se une à cremalheira. Conforme a

engrenagem gira, ela desliza a cremalheira para a direita ou para a esquerda,

dependendo do lado para o qual está virando o volante.

São também usados em algumas balanças para girar o ponteiro que

indica seu peso.

Engrenagens involutas:

No dente de uma engrenagem involuta, o ponto de contato começa mais

próximo a uma engrenagem e, conforme ela gira, o ponto de contato se

73

Figura 139: Pinhão e Coroa

Figura 140: Pinhão e Cremalheira

http://www.hsw.com.br/inside-scale.htm

distancia dessa engrenagem e vai em direção à outra. Se tivesse de seguir o

ponto de contato, ele descreveria uma linha reta que começa perto de uma

engrenagem e termina próximo de outra. Isso significa que o raio do ponto de

contato cresce conforme os dentes se encontram.

O diâmetro de afastamento é o diâmetro de contato. E já que o diâmetro

de contato não é constante, o afastamento é a distância média de contato.

Conforme os dentes começam a se unir, o dente superior da engrenagem entra

em contato com o dente inferior dentro do afastamento. Mas repare que a parte

do dente superior que entra em contato com o dente inferior ainda é muito

pequena nesse ponto. Mas como as engrenagens continuam girando, o ponto

de contato desliza para a parte mais espessa do dente superior. E isso

empurra a engrenagem superior para frente, de forma a compensar o diâmetro

de contato que ficou um pouco menor. Conforme os dentes continuam a girar,

o ponto de contato fica ainda mais distante, saindo do afastamento. No entanto,

o perfil do dente inferior compensa esse movimento. O ponto de contato

começa a deslizar sobre a parte mais fina do dente inferior, tirando um pouco

de velocidade da engrenagem superior para compensar pelo aumento do

diâmetro de contato. O resultado final é que mesmo com o ponto de contato

mudando continuamente, a velocidade continua a mesma. O que faz com que

uma engrenagem involuta produza uma relação constante de velocidade de

rotação.

4.2.6- Came


Cames são elementos cuja superfície tem um formato especial. Esta

superfície possui uma excentricidade que produz movimento num segundo

74

Figura 141: Engrenagens involutas.

Figura 142: Came

elemento denominado seguidor. De acordo com o giro da came o seguidor

apresenta movimento retilíneo uniforme, e vice-versa.


São fabricados em aço com elevada resistência ao atrito, devido a isso

geralmente cementado ou temperado.

4.2.6.3- Tipos e aplicações:

Came de disco:

É uma came rotativa e excêntrica. Consta de um disco, devidamente

perfilado, que gira com velocidade constante, fixado a um eixo. O eixo

comanda o movimento alternativo axial periódico de uma haste denominada

seguidor. A extremidade da haste da came de disco pode ser: de ponta, de rolo

e de prato.

Came de tambor:

As cames de tambor têm, geralmente, formato de cilindro ou cone sobre o

qual é feita uma ranhura ou canaleta. Durante a rotação do cilindro em

movimento uniforme, ocorre deslocamento do seguidor sobre a ranhura. O

seguidor é perpendicular à linha de centro do tambor e é fixado a uma haste

guia.

75

Figura 143: Cames de disco.

Came frontal:

Tem a forma de um cilindro seccionado, sendo que as geratrizes têm

comprimentos variados. Durante a rotação do cilindro em movimento uniforme,

ocorre o movimento alternativo axial periódico do seguidor, paralelo à geratriz

do tambor.

Came de palminha:

Palminhas são cames que transformam o movimento circular contínuo em

movimento intermitente de queda. Existem palminhas de martelo e de pilão.

Palminha de martelo: Nesse tipo de came, a distância entre os dentes

do elemento condutor deve ter dimensões que evitem a queda da alavanca

sobre o dente seguinte. Portanto, é preciso que, durante a queda da alavanca,

o elemento condutor permaneça girando.

76

Figura 144: Came de tambor

Figura 145: Came frontal.

Palminha de pilão: Nesse tipo de came, o elemento condutor deve ser

perfilado de modo que, durante o movimento circular, a haste do pilão faça o

movimento uniforme de subida e a sua descida seja rápida.

As cames em geral são aplicadas em máquinas operatrizes, máquinas

têxteis, máquinas automáticas de embalar, armas automáticas, motores

térmicos e comandos de válvulas.

5- Elementos elásticos: As molas.

5.1- Definição:

77

Figura 146: Palminha de martelo

Figura 147: palminha de pilão.

Figura 148: eixo comando de válvula. Aplicação came.

Peças fixadas entre si com elementos elásticos podem ser deslocadas

sem sofrerem alterações. Assim, as molas são muito usadas como

componentes de fixação elástica. Elas sofrem deformação quando recebem a

ação de alguma força, mas voltam ao estado normal, ou seja, ao repouso,

quando a força pára.

As uniões elásticas são usadas para amortecer choques, reduzir ou

absorver vibrações e para tornar possível o retorno de um componente

mecânico à sua posição primitiva. Com certeza, você conhece muitos casos

em que se empregam molas como, por exemplo, estofamentos, fechaduras,

válvulas de descarga, suspensão de automóvel, relógios, brinquedos.

5.2- Materiais de fabricação:

As molas podem ser feitas com os seguintes materiais: aço, latão, cobre,

bronze, borracha, madeira, plastiprene, etc.

As molas de borracha e de arames de aço com pequenos diâmetros,

solicitados à tração, apresentam a vantagem de constituírem elementos com

menor peso e volume em relação à energia armazenada.

Para conservar certas propriedades das molas – elásticas, magnéticas,

resistência ao calor e à corrosão - deve-se usar aços-liga e bronze especiais ou

revestimentos de proteção.

Os aços molas devem apresentar as seguintes características: alto limite

de elasticidade, grande resistência, alto limite de fadiga.

Quando as solicitações são leves, usam-se aços-carbono - ABNT 1070 ou

ABNT 1095.

Além de 8 mm de diâmetro, não são aconselháveis os aços-carbono,

pois a têmpera não chega até o núcleo.

As molas destinadas a trabalhos em ambientes corrosivos com grande

variação de temperaturas são feitas de metal monel (33% Cu - 67% Ni) ou aço

inoxidável.

Os aços-liga apresentam a vantagem de se adequarem melhor a

qualquer temperatura, sendo particularmente úteis no caso de molas de

grandes dimensões.

5.3- Tipos e Aplicações:

78

As molas podem ser classificadas quanto à sua forma geométrica ou

segundo o modo como resistem aos esforços.

Quanto à forma geométrica:

Podem ser Helicoidais (em forma de hélice) ou planas.

Quanto ao modo como resistem a esforços:

Podem ser de tração, compressão ou torção.

79

Figura 149: Molas: formas geométricas.

Figura 150: Molas: Resistência a esforços.

Molas helicoidais:

A mola helicoidal é a mais usada em mecânica. Em geral, ela é feita de

barra de aço enrolada em forma de hélice cilíndrica ou cônica. A barra de aço

pode ter seção retangular, circular, quadrada, dentre outras.

o Mola helicoidal de compressão:

A mola helicoidal de compressão é formada por espirais. Quando esta

mola é comprimida por alguma força, o espaço entre as espiras diminui,

tornando menor o comprimento da mola.

Aplicações: furador de papéis, molas de automóveis, dentre outras.

80

Figura 151: Molas helicoidais cilíndricas, seção circular.

Mola em repouso

Mola comprimida

Figura 152: Molas helicoidais de compressão Aplicações

o Mola helicoidal de tração:

A mola helicoidal de tração possui ganchos nas extremidades, além das

espiras. Os ganchos são também chamados de olhais.

Para a mola helicoidal de tração desempenhar sua função, deve ser esticada,

aumentando seu comprimento. Em estado de repouso, ela volta ao seu

comprimento normal.

Aplicada em situações nas quais se necessita de uma mola que resista a

esforços de tração, por exemplo, balanças de açougues.

o Mola helicoidal de torção:

A mola helicoidal de torção tem dois braços de alavancas, além das

espiras.

São bastante utilizadas em utensílios mais simples com função de

possibilitar abertura entre partes, por exemplo, o pregador de roupas.

81

Figura 153: Molas de tração

o Mola helicoidal cônica:

Apresentam conicidade acentuada em seu corpo. Podem ser de seção

circular ou retangular, dependendo de sua aplicação.

São utilizadas em utensílios como batedores de clara em neve, alicates,

dentre outros.

82

Figura 154: Molas de torção e aplicação.

Figura 155: Molas helicoidais cônicas.

Figura 156: Molas cônicas e bi-cônicas: aplicações.

Molas planas:

As molas planas são feitas de material plano ou em fita.

Podem ser simples, prato, feixe de molas e espiral.

o Mola plana simples:

Esse tipo de mola é empregado somente para algumas cargas. Em geral,

essa mola é fixa numa extremidade e livre na outra. Quando sofre a ação de

uma força, a mola é flexionada em direção oposta.

o Mola prato:

A Mola prato é a melhor solução para aplicações onde se requer cargas

bastante altas em espaços confinados com pequenos deslocamentos. . Essa

mola tem a forma de um tronco de cone com paredes de seção retangular. Em

geral, as molas prato funcionam associadas entre si, empilhadas, formando

colunas. O arranjo das molas nas colunas depende da necessidade que se tem

em vista.

Aplicada individualmente ou em grupo, ela é a melhor alternativa para

substituir a mola helicoidal, atendendo requisitos de carga com deslocamentos

sob condições restritas. Mola prato é aplicada tipicamente em: Embreagens,

83

Figura 157: Molas planas

Figura 158: Esquema de uma mola plana simples.

transmissões, conjuntos de freio, válvulas, tubulações e em Engenharia

Pesada Aparelhos de comando elétrico.

o o Mola espiral:

A mola espiral tem a forma de espiral ou caracol. Em geral ela é feita de

barra ou de lâmina com seção retangular.

A mola espiral é enrolada de tal forma que todas as espiras ficam concêntricas

e complanares.

Esse tipo de mola é muito usado em relógios e brinquedos.

o Feixe de molas:

Os feixes de molas têm como característica atuar como elemento elástico

e estrutural nas suspensões de eixo rígido, absorvendo os movimentos de

baixa freqüência e grande amplitude proporcionando conforto e estabilidade.

São constituídos basicamente de barras denominadas lâminas ou folhas,

unidas por um parafuso (espigão) em sua parte central com exceção as mono-

84

Figura 159: Molas prato.

Figura 160: Molas espirais.

laminas.

Os materiais aplicados na confecção dos feixes de molas são aços-liga

que apresentam como propriedades mecânicas: alto limite de elasticidade,

dureza e fadiga. Eles trabalham sob esforço de flexo-torção onde o esforço de

torção é dominante.

6- Elementos de

vedação:

6.1- Definição:

Elementos de vedação são peças que impedem a saída de fluido de um

ambiente fechado (tubulação, depósito) e evitam que esse ambiente seja

poluído por agentes externos.

Esses elementos, geralmente, localizam-se entre duas peças fixas ou

em duas peças em movimento relativo.

6.2- Aspectos que devem ser verificados:

Muitas vezes, a vedação requer atenção aos seguintes aspectos:

Temperatura - no caso de se trabalhar em ambiente com temperatura

muito elevada, a vedação torna-se mais difícil;

Acabamento das peças - uma boa vedação requer bom acabamento

das superfícies a serem vedadas;

Pressão - quanto mais elevada for a pressão do fluido, tanto maior

será a possibilidade de escapamento, ou seja, a vedação torna-se

mais difícil;

Estado físico - os fluidos líquidos são mais fáceis de serem vedados do

que os fluidos em estado gasoso.

6.3- Tipos de elementos de vedação:

Os elementos de vedação podem ser: guarnições, guarnições toroidais

(anéis Oring), retentores e gaxetas.

85

Figura 161: Feixes de molas.

6.3.1- Guarnições:


Guarnições são peças flexíveis colocadas entre duas superfícies rígidas,

geralmente planas. Desta forma, as guarnições impedem passagem ou

vazamento de fluidos. A vedação com elementos intermediários (guarnições)

tem a vantagem de ser feita com mais facilidade do que a vedação direta.

Basta uma simples pressão para moldar a guarnição entre as superfícies a

serem vedadas.


As guarnições podem ser feitas de borracha, cobre, cortiça ou amianto,

e podem ter formatos variados: chatos, toroidais, perfilados, revestidos.


Chatas:

Vedação de água, ou vedação embaixo de cabeças de tampas a parafuso

para carga/descarga de óleo.

Toroidais (anéis Oring):

Boa resistência aos óleos minerais, bom comportamento em

temperaturas externas. São aplicados principalmente na hidráulica e na

pneumática.

O método de aplicação dos anéis O'Ring, é simples: pistões, hastes,

válvulas e juntas estáticas são perfeitamente vedados e não requerem

posterior atenção. O elastômero de que é feito o anel comporta-se em

serviço como se fora um fluido de viscosidade extremamente alta e

transmite por si próprio a pressão de trabalho aos pontos onde tem contato

86

Figura 162: Aplicação: guarnição plana chata

com o cilindro e o canal do alojamento. Inicialmente, o anel é montado com

ligeiro aperto ou interferência, a qual é muito importante, e que é

determinada pela seção do anel e pela profundidade do canal.

6.3.2- Gaxetas:


Gaxeta é um anel de borracha com lábio ou lábios que fazem a vedação

em sistemas hidráulicos ou pneumáticos. A função da gaxeta é vedar

automaticamente com sua própria pressão exercida contra a parede do

cilindro da haste do embolo; ela apresenta excelente desempenho e

desgaste mínimo, pelo fato da pressão sobre os lábios ser proporcional à

pressão do fluido.


São fabricadas em elastômeros, geralmente, borracha.


As gaxetas modelos "U" e "L" podem ser adaptadas a sistemas de

duplo efeito, mas com desempenho inferior aos vedadores do embolo. Elas

podem ser usadas em sistemas de baixas e altas pressões, conforme a

dureza de seu material, modelo e perfil.

87

Figura 163: Anéis O’Ring.

88

Figura 164: Modelos de gaxetas “U” e “L”.

Figura 165: Gaxetas.

Figura 166: Aplicação das gaxetas.

6.3.3.- Retentores:


O retentor é composto essencialmente de uma membrana elastomérica

em forma de "lábio" e uma parte estrutural metálica, que permite a fixação

do lábio na posição correia de trabalho na aplicação. O retentor tem por

função primordial reter óleos, graxas ou outros fluidos que devam ser

contidos no interior de uma máquina ou um agregado mecânico.


São fabricados de dois materiais diferentes: internamente borracha, e

externamente aço.

6.3.3.3- Aplicações e tipos:

O retentor é sempre aplicado entre duas peças que tenham um

movimento relativo, por exemplo: entre um eixo que transmite um

movimento e a carcaça de sustentação do mancai deste eixo. Ele cumpre

esta função de vedação tanto na condição estática, de máquina parada,

como na condição dinâmica, em movimento, e também na variedade de

condições de temperatura e meio externo para as quais a máquina está

projetada. A vedação se dá pelo contato permanente que ocorre entre a

aresta do lábio de vedação e o eixo da máquina. Para completar a

estanqueidade com o meio externo, é preciso que haja também a vedação

entre a parte externa estrutural do vedador e a carcaça.

89

Figura 167: Componentes dos retentores.

Partindo-se do lábio convencional, pode-se obter uma maior eficiência

de vedação adicionando-se nervuras moldadas ao ângulo de ar, que

proporcionam o conhecido efeito hidrodinâmico de vedação. Este efeito

hidrodinâmico promove o refluxo ao óleo que, eventualmente, tenha

ultrapassado aresta de vedação, conferindo assim ao lábio uma maior

capacidade de estanqueidade, e ainda, uma maior durabilidade, por garantir

uma permanente lubrificação na área de contato sob a aresta de vedação.

Existem várias formas geométricas de nervuras hidrodinâmicas, cuja

escolha é determinada pelas condições de aplicação do vedador.

90

Figura 168: Aplicação do retentor.

Figura 169: Modelos de retentores.

Bibliografia:

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Telecurso 2000 Elementos de máquinas

Elementos de máquina Senai Espírito Santo

92

trabalho de produção mecânica elementos de máquina

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