ETEC FERNANDO PRESTESAPOSTILA ELEMENTOS DE MAQUINA PROFESSOR : CARLOS VANDERLEI GARCIA 1 / 64 Rebites Para uniões permanentes podemos optar como elemento de fixação por Solda ou rebite. A solda é um bom meio de fixação mas, por causa do calor, ela causa alterações na superfície dos materiais. Com o rebite este inconveniente não existe . Um rebite compõe-se de um corpo em forma de eixo cilíndrico e de uma cabeça. A cabeça pode ter vários formatos. 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. A fixação das pontas da lona de fricção do disco de embreagem de automóvel é feita por rebites. Outro exemplo de aplicação é a fixação da lona de fricção da sapata de freio de automóvel. O rebite também é usado para fixação de terminais de cintas e lona. Tipos de rebite e suas proporções O quadro a seguir mostra a classificação dos rebites em função do formato da cabeça e de seu emprego em geral. 2 / 64 Topos de rebite Formato da cabeça Cabeça redonda larga Cabeça redonda estreita Emprego Largamente utilizados devido à resistência que oferecem. Cabeça escareada chata larga Empregados em uniões que não admitem saliências Cabeça escareada chata estreita Cabeça escareada com calota Empregados em uniões que admitem pequenas Cabeça tipo panela saliências. Cabeça cilíndrica Usados nas uniões de chapas com espessura máxima de 7mm. A fabricação de rebites é padronizada, ou seja, segue normas técnicas que indicam medidas da cabeça, do corpo e do comprimento útil dos rebites. No quadro a seguir apresentamos as proporções padronizadas para os rebites. Os valores que aparecem nas ilustrações são constantes, ou seja, nunca mudam. Cabeça redonda larga Cabeça redonda estreita Cabeça escareada chata larga Cabeça escareada chata estreita Cabeça escareada com calota Cabeça tipo panela Cabeça cilíndrica 3 / 64 Ao se aplicar um dispositivo elétrico na cavidade. rebites com cabeça redonda ou com cabeça escareada. o diâmetro de sua cabeça será igual a 10 mm. O rebite explosivo contém uma pequena cavidade cheia de carga explosiva. Essa forma de cálculo é a mesma para os demais rebites. • Em serviços de funilaria você vai empregar. pois 2 x 5 mm = 10 mm. Em estruturas metálicas. Vamos ver outros exemplos. Um técnico mecânico precisa conhecer o maior número possível para saber escolher o mais adequado a cada trabalho a ser feito. você vai usar rebites de aço de cabeça redonda: • Diâmetros padronizados: de 10 até 36 mm (d). etc. de alojamento explosivo. Comprimentos úteis padronizados: de 10 até 150 mm (L).Se o rebite tiver um corpo com diâmetro de 5 mm. ocorre a explosão. principalmente. O quadro apresenta alguns tipos de rebite. Veja as figuras que representam esses dois tipos de rebites e suas dimensões: cabeça redonda cabeça escareada Existem também rebites com nomes especiais: de tubo. Mas é grande a variedade dos tipos de rebite. segundo a forma de suas cabeças. 4 / 64 . empregado para fixar peças com rapidez. economia e simplicidade. 5 / 64 . conhecido por “rebite pop”.Para que você conheça um pouco esses rebites com denominações especiais. Abaixo mostramos a nomenclatura de um rebite de repuxo. apresentamos ilustrações de alguns deles. o rebite de repuxo. rebites de tubo rebite explosivo rebite de semi-tubo rebites com alojamento rebites para uma rebitagem a frio com elevado esforço cortante rebites distanciadores rebites com seções diferentes Além desses rebites. pela sua importância. destaca-se. É um elemento especial de união. cobre. do comprimento útil (L) e do diâmetro do rebite (d). você vai usar rebites. o seu comprimento útil. tipo de cabeça a ser formado. modo como vai ser fixado o rebite: a frio ou a quente. o tipo de sua cabeça. 6 / 64 . a altura da cabeça do rebite também faz parte do seu comprimento útil. No caso de rebite com cabeça escareada. monel (liga de níquel e cobre). Especificação de rebites Vamos supor que você precise unir peças para fazer uma montagem com barras de metal ou outro tipo de peça. Para adquirir os rebites adequados ao seu trabalho. As figuras mostram o excesso de material (z) necessário para se formar a segunda cabeça do rebite em função dos formatos da cabeça. o diâmetro do seu corpo. Nesse caso. é necessário que você conheça suas especificações. O símbolo usado para indicar comprimento útil é L e o símbolo para indicar a sobra necessária é z. é preciso levar em conta: • • • diâmetro do rebite. A parte que vai ficar fora da união é chamada sobra necessária e vai ser usada para formar a outra cabeça do rebite. O comprimento útil do rebite corresponde à parte do corpo que vai formar a união. aço inoxidável.D = aba abaulada K = aba escareada ∅ = diâmetro do rebite H = diâmetro da aba H = altura da aba f L = altura da aba escareada = comprimento do rebite Os rebites de repuxo podem ser fabricados com os seguintes materiais metálicos: aço-carbono. Na especificação do rebite é importante você saber qual será o seu comprimento útil (L) e a sobra necessária (z). Se essa união for do tipo de fixação permanente. alumínio. ou seja: • • • • de que material é feito. de 3′′ 1′′ x 32 2 Mas como você vai proceder. que fica sob as chapas. usando rebites? Em outras palavras. que é uma peça de aço com furo interno. com o auxílio de duas ferramentas: o contra-estampo. 1′′ 3′′ de comprimento útil. 7 / 64 . você vai colocar os rebites em furos já feitos nas peças a serem unidas. o pedido de rebites é feito conforme o exemplo: Rebite de alumínio. Processo manual Esse tipo de processo é feito à mão. na prática. cabeça chata. é preciso comprimir as duas superfícies metálicas a serem unidas. diâmetro do corpo: x 4 4 Normalmente. Por exemplo: • • • material do rebite: rebite de aço ABNT 1. no qual é introduzida a ponta saliente do rebite. com pancadas de martelo. Depois você vai dar forma de cabeça no corpo dos rebites. tipo de cabeça: redondo. Antes de iniciar o processo.Para solicitar ou comprar rebites você deverá indicar todas as especificações. e o repuxador. para fixar duas peças entre si. Esse procedimento está ilustrado nestas três figuras: Processos de rebitagem A segunda cabeça do rebite pode ser feita por meio de dois processos: manual e mecânico. como você vai fazer a rebitagem? Na rebitagem.010. Após as chapas serem prensadas, o rebite é martelado até encorpar, isto é, dilatar e preencher totalmente o furo. Depois, com o martelo de bola, o rebite é “boleado”, ou seja, é martelado até começar a se arredondar. A ilustração mostra o “boleamento”. Em seguida, o formato da segunda cabeça é feito por meio de outra ferramenta chamada estampo, em cuja ponta existe uma cavidade que será usada como matriz para a cabeça redonda. Processo mecânico O processo mecânico é feito por meio de martelo pneumático ou de rebitadeiras pneumáticas e hidráulicas. O martelo pneumático é ligado a um compressor de ar por tubos flexíveis e trabalha sob uma pressão entre 5 Pa e 7 Pa, controlada pela alavanca do cabo. Observações Pa vem de Pascal e significa a força de 1 Newton (N), aplicada à superfície de 1 metro quadrado 2 (m ). Newton é a força necessária para deslocar uma peça de 1kg a uma distância de 1 metro em 1 segundo, sobre uma superfície sem atrito. O martelo funciona por meio de um pistão ou êmbolo que impulsiona a ferramenta existente na sua extremidade . Essa ferramenta é o estampo, que dá a forma à cabeça do rebite e pode ser trocado, dependendo da necessidade. 8 / 64 Abaixo ilustramos, em corte, um tipo de martelo pneumático para rebitagem. A rebitadeira pneumática ou hidráulica funciona por meio de pressão contínua. Essa máquina tem a forma de um C e é constituída de duas garras, uma fixa e outra móvel com estampos nas extremidades. Se compararmos o sistema manual com o mecânico, veremos que o sistema manual é utilizado para rebitar em locais de difícil acesso ou peças pequenas. A rebitagem por processo mecânico apresenta vantagens, principalmente quando é usada a rebitadeira pneumática ou hidráulica. Essa máquina é silenciosa, trabalha com rapidez e permite rebitamento mais resistente, pois o rebite preenche totalmente o furo, sem deixar espaço. Entretanto, as rebitadeiras são máquinas grandes e fixas e não trabalham em qualquer posição. Nos casos em que é necessário o deslocamento da pessoa e da máquina, é preferível o uso do martelo pneumático. Rebitagem a quente e a frio Tanto a rebitagem manual como a mecânica podem ser feitas a quente ou a frio. Na rebitagem a quente o rebite é aquecido por meio de fornos a gás , elétricos ou maçarico até atingir a cor vermelho-brilhante. Depois o rebite é martelado à mão ou à máquina até adquirir o formato. Os fornos possibilitam um controle perfeito da temperatura necessária para aquecer o rebite. Já o maçarico apresenta a vantagem de permitir o deslocamento da fonte de calor para qualquer lugar. A rebitagem a quente é indicada para rebites com diâmetro superior a 6,35 mm, sendo aplicada, especialmente, em rebites de aço. A rebitagem a frio é feita por martelamento simples, sem utilizar qualquer fonte de calor. É indicada para rebites com diâmetro de até 6,3 mm, se o trabalho for à mão, e de 10 mm, se for à máquina. 9 / 64 Usa-se na rebitagem a frio rebites de aço, alumínio etc. Ferramentas para rebitagem Estampo É uma ferramenta usada para dar forma a uma peça. O estampo utilizado na rebitagem manual é feito de aço temperado e apresenta três partes: cabeça, corpo e ponta. Na ponta existe um rebaixo, utilizado para dar formato final à segunda cabeça do rebite. estampo para rebites Contra-estampo O contra-estampo é na verdade um estampo colocado em posição oposta à do estampo. Também é de aço temperado e apresenta um rebaixo semi-esférico no qual é introduzida a cabeça do rebite. O rebaixo semi-esférico pode apresentar vários diâmetros a fim de alojar cabeças de rebites de diversas dimensões. Abaixo mostramos um modelo de contra-estampo. No caso de peças pequenas, pode-se utilizar o contraestampo fixo a uma morsa; no caso de peças grandes, o contra-estampo pode ser apoiado no piso, sobre uma chapa de proteção. 10 / 64 • • 3. prenda as chapas com grampos. usando-se rebites de cabeça escareada chata. repuxador para rebites Exemplo de rebitagem manual Seqüência de operações de uma rebitagem. 2. corte o rebite e rebarbe-o. 1 11 / 64 . Se houver furos que não coincidam. ou seja. Se necessário. Prepare o material • Elimine as rebarbas dos furos a fim de assegurar uma boa aderência entre as chapas. Processo de execução: 1. • Apoie as chapas sobre uma base sólida e repuxe os rebites. É feito de aço temperado e apresenta três partes: cabeça. alicates de pressão ou morsa manual. 4. livre de partículas sólidas. A base sólida deve estar sempre limpa. corpo e face.Repuxador O repuxador comprime as chapas a serem rebitadas. Rebite • Inicie a rebitagem pelos extremos da linha de rebitagem. • • Alinhe as chapas Se necessário. Prepare os rebites Calcule o comprimento do rebite de acordo com o formato da cabeça. passe o alargador. Na face existe um furo que aloja a extremidade livre do rebite. 2 • Boleie os rebites com a bola do martelo a fim de preencher todo o escareado. pois isto torna-os duros e frágeis.• As pancadas iniciais sobre os rebites devem ser aplicadas com a face de impacto do martelo e devem ser perpendiculares em relação aos rebites. 4 12 / 64 . Evite dar pancadas desnecessárias sobre os rebites. 3 • Termine a rebitagem dando pancadas com a face do martelo. Rebitagem de recobrimento Na rebitagem de recobrimento. 13 / 64 . É empregada na construção de caldeiras a vapor e recipientes de ar comprimido. Tipos de rebitagem Os tipos de rebitagem variam de acordo com a largura das chapas que serão rebitadas e o esforço a que serão submetidas.Para rebitar peças. você vai rebitar chapas é preciso saber que tipo de rebitagem vai ser usado de acordo com a largura e o número de chapas. Rebitagem de recobrimento duplo Usada unicamente para uma perfeita vedação. temos a rebitagem de recobrimento. Nessa rebitagem as chapas se justapõem e sobre elas estende-se uma outra chapa para cobri-las. não basta você conhecer rebites e os processos de rebitagem. as chapas são apenas sobrepostas e rebitadas. As chapas são justapostas e envolvidas por duas outras chapas que as recobrem dos dois lados. Assim. Rebitagem de recobrimento simples É destinada a suportar esforços e permitir fechamento ou vedação. de recobrimento simples e de recobrimento duplo. a aplicação e o número de fileiras de rebites. Ainda. É empregada na construção de chaminés e recipientes de gás para iluminação. Se. você precisará fazer cálculos para adequar os rebites à espessura das chapas. por exemplo. Esse tipo destina-se somente a suportar esforços e é empregado na fabricação de vigas e de estruturas metálicas. entre outros dados do projeto. dependendo da largura das chapas ou do número de chapas que recobrem a junta. A prática recomenda que se considere a chapa de menor espessura e se multiplique esse valor por 1.5 .Quanto ao número de rebites que devem ser colocados. segundo a fórmula: d = 1. O cálculo de distribuição dos rebites é feito por projetistas que deverão levar em conta a finalidade da rebitagem. que vai formar a segunda cabeça. Quanto à distribuição dos rebites. existem vários fatores a considerar: o comprimento da chapa. pode-se ver que. o tipo de junta necessário e a dimensão das chapas.5. A distância entre os rebites e a borda das chapas deve ser igual a pelo menos uma vez e meia o diâmetro do corpo dos rebites mais próximos a essa borda. duas ou mais fileiras de rebites. < S 14 / 64 . do diâmetro do furo e do comprimento excedente do rebite. Cálculos para rebitagem Para rebitar. o profissional encarregado pela rebitagem receberá os cálculos já prontos junto com o projeto a ser executado. O passo deve ser bem calculado para não ocasionar empenamento das chapas. No caso de junções que exijam boa vedação. o diâmetro do rebite e o passo. o esforço que as chapas sofrerão. Cálculo do diâmetro do rebite A escolha do rebite é feita de acordo com a espessura das chapas que se quer rebitar. a distância entre a borda e o rebite mais próximo. Por essa razão. Observação O passo é a distância entre os eixos dos rebites de uma mesma fileira. é necessário colocar uma. é preciso escolher o rebite adequado em função da espessura das chapas a serem fixadas. o passo deve ser equivalente a duas vezes e meia ou três vezes o diâmetro do corpo do rebite. o diâmetro do furo será de 6.35 mm ) .06 dF = 6.73mm Portanto. = diâmetro do rebite. os rebites comerciais são fornecidos com as dimensões em polegadas.onde d <S 1. Assim.5 = diâmetro.0mm Geralmente. o rebite comercial que mais se aproxima da dimensão 6. = constante ou valor predeterminado. = menor espessura.5 · 4mm d = 6.5 · < S d = 1. è adote diâmetro broca comercialmente encontrada ( 7 mm ) 15 / 64 . Exemplo Para rebitar duas chapas de aço. 1. Exemplo Qual é o diâmetro do furo para um rebite com diâmetro de 6. portanto é necessário escolher um rebite com um valor que mais se aproxime da dimensão obtida em milímetros pelo cálculo. qual o diâmetro do rebite? Solução d = 1. Cálculo do diâmetro do furo O diâmetro do furo pode ser calculado multiplicando-se o diâmetro do rebite pela constante 1. Matematicamente. uma com espessura de 5mm e outra com espessura de 4mm.73mm.06 onde dF dR = diâmetro do furo. no exemplo acima.0mm é o rebite de diâmetro 1/4" ( 6. pode-se escrever: dF = dR · 1.06.35 · 1.06 = constante ou valor predeterminado.06 dF = 6.35 mm? Solução dF = dR · 1. Calcular o comprimento útil de um rebite de cabeça redonda com diâmetro de 3.5 · d + S Para rebites de cabeça escareada.175mm ( 1/8’ ) para rebitar duas chapas. temos: L = 1. S = soma das espessuras das chapas. y = constante determinada pelo formato da cabeça do rebite.76mm O comprimento do útil rebite deve ser de 9.Cálculo do comprimento útil do rebite O cálculo desse comprimento é feito por meio da seguinte fórmula: L=y·d+S onde L = comprimento útil do rebite.762 + 5 L = 9. d = diâmetro do rebite. 16 / 64 . uma com 2mm de espessura e a outra com 3mm.525 mm ) . Solução: L = y·d+S L = 1. Para rebites de cabeça redonda e cilíndrica.5 · 3. se for em polegada utilizar comprimento è 3/8” ( 9.76mm .175 + 5 L = 4. se usar milímetro è 10 mm . temos: L=1·d+S Exemplos: 1. ao mau preparo das chapas a serem unidas e à má execução das operações nas fases de rebitagem. Os defeitos causados pelo mau preparo das chapas são: • Furos fora do eixo. Calcular o comprimento útil de um rebite de cabeça escareada com diâmetro de 4. o corpo do rebite preenche o vão existente entre as chapas. o corpo rebitado preenche o vão e assume uma forma de rebaixo. formando uma incisão ou corte. Isso produz um engrossamento da secção do corpo do rebite. é preciso estar bem atento e executar as operações de rebitagem com a maior precisão possível. por menores que sejam.76mm O comprimento do útil rebite deve ser de 15 mm. geralmente. uma com 3mm de espessura e a outra com 7mm de espessura. se for utilizar polegada 9/16” ( 14. encunhando-se entre elas.Nesse caso.28 mm ) è Defeitos de rebitagem É preciso fazer bem feita a rebitagem para assegurar a resistência e a vedação necessárias às peças unidas por rebites. o que diminui a resistência do corpo. reduzindo sua resistência. formando degraus . Os principais defeitos na rebitagem são devidos.76mm ( 3/16” ) para rebitar duas chapas. Alguns desses defeitos somente são percebidos com o passar do tempo por isso. que reduz muito a pressão do aperto. 17 / 64 .2. Solução: L = y·d+S L = 1 · 4.76 + 10 L = 14. Os defeitos. • Chapas mal encostadas . Isso faz o rebite assumir um eixo inclinado. representam enfraquecimento e instabilidade da união.76 + 10 L = 4.Nesse caso.O rebatimento não é suficiente para preencher a folga do furo. • Diâmetro do furo muito maior em relação ao diâmetro do rebite . Isso pode ser feito por três processos: com talhadeira. ocorrerá o deslizamento das chapas. o material disponível para rebitar a segunda cabeça não é suficiente e ela fica incompleta. pois após esfriar. • Rebitagem descentralizada . Eliminação dos defeitos Para eliminar os defeitos é preciso remover a cabeça do rebite. perde sua capacidade de apertar as chapas. com lima e com esmerilhadeira. o rebite contrai-se e então a folga aumenta. o material do rebite terá suas características físicas alteradas.Quando isso ocorre. 18 / 64 . com uma superfície plana.Nessa situação. a segunda cabeça fica fora do eixo em relação ao corpo e à primeira cabeça do rebite e. com isso.Os defeitos causados pela má execução das diversas operações e fases de rebitagem são: • Aquecimento excessivo do rebite . • comprimento do corpo do rebite é pequeno em relação à espessura da chapa . • Mal uso das ferramentas para fazer a cabeça .A cabeça do rebite é rebatida erradamente e apresenta irregularidades como rebarbas ou rachaduras. Se a folga aumentar.Nesse caso. 19 / 64 . A cabeça do rebite pode ser esmerilhada e o corpo retirado com saca-pinos ou por meio de furação. é ilustrado um rebolo esmerilhando a cabeça de um rebite e uma broca removendo-o em seguida.Eliminação com talhadeira A cabeça do rebite é aberta em duas partes e depois extraída. o restante do rebite é extraído com um saca-pinos sobre o qual se aplicam alguns golpes com o martelo. A cabeça do rebite pode ser extraída inteira. Eliminação com esmerilhadeira A esmerilhadeira é uma máquina-ferramenta que desgasta o material por meio da ação abrasiva exercida pelo rebolo. com uma talhadeira trabalhando de lado. Abaixo. Depois de eliminada uma das cabeças. Para finalizar. Use protetor auricular durante todo o trabalho. 20 / 64 .Eliminação com lima A lima é usada quando se trata de chapas finas que não podem sofrer deformações. algumas recomendações sobre procedimentos de segurança durante as operações de rebitagem: • • • • • . com broca de diâmetro pouco menor que o diâmetro do rebite. Tome cuidado quando executar rebitagem à máquina. Verifique se todas as ferramentas estão em ordem antes de iniciar o trabalho. O corpo do rebite pode ser retirado por meio de furação. Escreva com giz a palavra “quente” na peça onde houver rebites aquecidos. Use óculos de segurança. é preciso saber operá-la corretamente. As dimensões b e h da seção transversal são padronizadas em função do diâmetro do eixo. a união de eixos com acoplamentos. ou proporcional ao elemento em que for aplicado.Chavetas As chavetas têm a função de unir dois elementos mecânicos a fim de transmitir momento torçor (torque). A figura mostra esquematicamente a união de elementos por meio de chavetas. por exemplo. ℓ. Essas chavetas são fabricadas em três tipos fundamentais. com polias e com engrenagens. As dimensões principais das chavetas são indicadas na figura. é determinado por cálculo. B e C . Chavetas paralelas retangulares ou quadradas Entre os inúmeros tipos de chavetas existentes. Podemos definir ainda a chaveta como elemento de transmissão e de segurança para um sistema mecânico pois na ocorrência de choques ( trancos ) no sistema haverá o rompimento da chaveta preservando os componentes acoplados. e possuem dimensões e tolerâncias definidas por norma. as mais usadas são as paralelas retangulares ou quadradas regidas pela norma ABNT P-PB-122. A. O comprimento. 21 / 64 . e rasgo do cubo H9. 22 / 64 . para ponta de eixo de máquinas elétricas. então. Ajuste com folga: h9/D10 Ajuste normal: h9/JS9 Ajuste com interferência: h9/P9 A ISO/R775 recomenda. A figura indica esquematicamente alguns carregamentos e a área sujeita ao cisalhamento. tolerâncias para o rasgo do eixo P9. para um acoplamento. basta dimensionar o comprimento L da chaveta ao cisalhamento e a compressão (esmagamento).Tipos de ajustes na montagem A norma ABNT P-PB-122 define também as tolerâncias para rasgos de chaveta em função do diâmetro do eixo. as tolerâncias são indicadas na figura. Esquematicamente. Eixo-chaveta. Ajuste com folga: h9/H9 Ajuste normal: h9/N9 Ajuste com interferência: h9/P9 Chaveta-cubo. Calculo do comprimento L da chaveta Como os valores de b e h já estão definidos em função do diâmetro do eixo. Solução O torque do eixo é dado pela equação: 23 / 64 . Sabendo que o diâmetro da ponta de eixo mede 48 mm. rotação de 1 165 rpm e. na carcaça 180 L.Exemplo Um motor elétrico possui potência nominal de 25 hp. determinar o comprimento mínimo da chaveta. porque o torque é inversamente proporcional à rotação. por alojar-se bem no rasgo do eixo. 24 / 64 . adaptando-se bem à conicidade do fundo do rasgo do cubo. o comprimento da chaveta seria dez vezes maior. Outros tipos de chavetas Chaveta Woodruff (meia-lua) Esse tipo de chaveta é muito usado em máquinas e na indústria automobilística. Assim. É utilizada em transmissões de torques pequenos e médios. A principal desvantagem desse tipo de chaveta é o enfraquecimento do eixo em razão da necessidade de maior profundidade para seu alojamento. Facilita ainda a montagem em eixos cônicos.Observe que o comprimento da chaveta foi pequeno. além de gerar menos concentrações de tensão e oferecer maior facilidade de usinagem. se a rotação fosse dez vezes menor. • Chavetas inclinadas com cabeça e sem cabeça Esse tipo de chaveta é fácil de montar e desmontar. • Chavetas tangenciais São formadas por um par de cunhas. São utilizadas quando há necessidade de absorver impacto nos dois sentidos de rotação. O rasgo para o alojamento do eixo possui o mesmo comprimento da chaveta arredondada nos extremos . citamos outros tipos de chavetas. defasadas entre si 120° . • Chavetas Pratt e Whitney.Como curiosidade. ou chavetas embutidas. 25 / 64 . colocadas uma em cada rasgo. A figura indica as dimensões principais desse elemento. O anel elástico é conhecido também como anel de retenção.Anéis elásticos. Como os anéis são confeccionados em aço mola ( 1070 ou similar ). 26 / 64 . O anel elástico tem a função de impedir movimentos de translação do eixo. com a função de posicionar e impedir movimentos axiais de peças. pinos e cupilhas Anéis elásticos Os anéis elásticos são elementos de máquinas usados em eixos ou furos. anel de segurança ou anel de trava. e o esquema b exibe um rolamento fixo ao cubo cuja translação é limitada por três anéis elásticos. o esquema a da figura mostra uma engrenagem cuja translação é impedida por um anel elástico na ponta do eixo. Como exemplo. A figura mostra anéis elásticos para eixos e para furos com seus respectivos canais. normalmente a carga axial aplicada é limitada pela resistência do material do eixo ou do furo no qual é feita a ranhura para seu alojamento. mostrado no esquema a da figura. e o pino cilíndrico. concluímos que as medidas são: Pinos Pinos são elementos de união entre duas ou mais peças com a finalidade de posicionar ou fixar as peças e. esquema c. Os pinos de superfície lisa mais comuns são o pino cônico. esquema b. uma vez que um simples torque na porca o remove. São usados tanto nos casos de manutenção como para transmitir forças ou torques. O pino cilíndrico (c) necessita de um furo com tolerâncias adequadas. C e D do canal do eixo no qual será colocado um anel elástico para fixação do rolamento. de acordo com a tabela dos catálogos de fabricantes mostrados no final desta apostila . tem a função de facilitar a retirada. O pino cônico (a) é fabricado com conicidade 1:50 e pode ser colocado várias vezes em um mesmo furo. 27 / 64 . Solução Fornecido o diâmetro do eixo. com haste roscada. porque é solicitado por esforços cortantes. B.Exemplo Determinar as dimensões A. como mostra a figura. O pino cônico (b). garantir alinhamento e montagem. o pino cônico com rosca. assim. Exemplos de conjuntos com tais pinos são indicados e comentados na figura. conforme mostra a figura. mostrados na figura com entalhe parcial ou total na superfície externa. como solicitação ao cisalhamento puro. A figura mostra esquematicamente sua geometria. Mesmo depois de colocado no furo de menor diâmetro. submetida à carga P. Os pinos cilíndricos ou cônicos. sem necessidade de acabamento ou precisão no diâmetro. Temos também o pino elástico ou pino tubular partido de elevada resistência ao corte. esse pino permanece com o efeito mola-fixo no furo. fabricado de fita de aço para mola ( 1070 ou similar ) enrolada. Dimensionamento dos pinos Calcula-se o diâmetro do pino para uma união. 28 / 64 . podem ser fixados diretamente em um furo feito com broca. Pode ser designado da seguinte forma: Contrapino d × ℓ – Material Norma em que d é o diâmetro nominal.Na transmissão de torque através do pinhão. comprimento igual a 50 mm. Regido pela norma ABNT P-PB-171. é: Contrapino 3. ℓ é o comprimento e o material que o compõe é norma técnica.2 mm. fixado ao eixo por pino cilíndrico. tem-se para o dimensionamento: Cupilhas ou contrapinos Cupilha ou contrapino é um elemento obtido de um arame maleável de seção semicircular que.2 × 50 – Aço ABNT P-PB-171 Informações complementares são indicadas na figura e na tabela. como indicado na figura. dobrado convenientemente. é utilizado para limitar o movimento axial de alguns elementos de máquinas. 29 / 64 . forma uma cabeça e um corpo cilíndrico. Exemplo: a denominação para um contrapino de aço com diâmetro nominal igual a 3. 2.2 e H13 para d1 < 1.O diâmetro do furo de alojamento é o mesmo que o diâmetro do pino com tolerância: H14 para d1 > 1. A figura mostra aplicações práticas de cupilhas. 30 / 64 . porcas e arruelas Entre os elementos de união desmontáveis. os parafusos são os mais utilizados. quadrado ou de dente de serra. Os parafusos podem ser de fixação ou de movimento. A figura mostra esquematicamente diversas formas de cabeça de parafusos. Os parafusos de movimento são usados na transmissão de forças ( fusos roscados que movimentam os carros do torno / longitudinal e transversal ) As roscas têm formato trapezoidal. corpo e rosca . pelo custo reduzido e fácil aplicação.Parafusos. 31 / 64 . Por serem mais utilizados em máquinas e equipamentos. Características dos parafusos de fixação O parafuso de fixação pode ser dividido em três partes: cabeça. apenas os parafusos de fixação são abordados neste livro. A rosca de uso corrente é a grossa. muito usada na indústria automobilística. medida paralelamente ao eixo. é a mais indicada para suportar vibrações e torques maiores A designação da rosca métrica é feita pela letra M (maiúscula). seguida pelos números indicativos do diâmetro nominal (diâmetro externo) e do passo.25. As dimensões principais podem ser observadas na figura. A rosca pode ser grossa. Avanço é a distância que a porca percorre paralelamente ao eixo da rosca. média e fina. com ângulo de 60° ou 55°. quando gira uma volta. A rosca fina. em milímetros. Define-se o passo de uma rosca (p) como a distância entre dois filetes consecutivos. Na designação da rosca de passo normal deve ser suprimida a informação referente ao passo. dimensões em milímetros (rosca métrica) ou em polegadas (rosca UNC / UNF e rosca Whitworth). Exemplo para rosca fina : rosca M10 × 1. 32 / 64 . Exemplo para rosca normal : rosca M10.A rosca normalmente é de perfil triangular. que não é recomendada em aplicações em que haja vibrações ou torque alto . separados pelo sinal “×”. A figura mostra esquematicamente sua localização. originada pelo torque de aperto dado no parafuso.16 constam os valores de torque. Este.15 e 3. Esses símbolos com dois algarismos separados pelo ponto.x). 33 / 64 . quando solicitado. vêm marcados nos parafusos e são utilizados quando é necessária a certificação de suas propriedades mecânicas.8. desenvolve uma força de atrito (Fat) que mantém as partes unidas. Nas tabelas 3.6 e 8. Fixação por atrito As fixações por atrito são dimensionadas em função da força axial de compressão (Fa) entre as peças.Classes de resistência de parafusos Sistema de designação Os símbolos são formados por dois algarismos separados por um ponto (x. normalmente. força de aperto e diâmetro dos parafusos cuja classe de resistência é respectivamente 5. 34 / 64 . O parafuso. ou fazer o parafuso trabalhar sujeito a cisalhamento. A solução mais adequada seria a utilização de mais parafusos. o diâmetro do parafuso ficaria muito grande e inviável para a aplicação.Se considerarmos o coeficiente de segurança. pode estar sujeito a cisalhamento se for colocado sem folga no furo das peças. conforme o tipo de solicitação. os parafusos devem estar sujeitos apenas a esforços de tração. como mostra a figura. 35 / 64 . porém. de modo que a parte roscada não esteja na região sujeita a cisalhamento. Como sabemos. porcas e arruelas de pressão e lisas encontram-se tabelados pela norma ABNT. Existem outras soluções que podem ser adotadas caso os esforços sejam de cisalhamento. Os tipos e dimensões de parafusos. ou em livros. catálogos de fabricantes.Observe que se obtém uma solução com o diâmetro menor. A arruela lisa deve ser utilizada se o diâmetro do furo de passagem for superior ao estipulado por norma. chavetas. 36 / 64 . se realizados conforme recomendação normativa. manuais etc. usaremos arruelas de pressão. buchas. Algumas dessas técnicas são esquematicamente mostradas na figura. mesmo levando em conta o coeficiente de segurança. ou em furos do tipo oblongo. Nesse caso. não exigem a utilização de arruelas (lisas ou de pressão). ressaltos etc. Furos de passagem de parafusos Furos de passagem de parafusos. exceto quando os elementos estão sujeitos a vibrações. As técnicas consistem em descarregar o esforço cortante em outros elementos. tais como: pinos. Algumas montagens são mostradas na figura. a tabela fornece os valores do diâmetro do furo de passagem. 37 / 64 .Para parafusos de rosca métrica. de modo que. ainda. A figura abaixo indica as dimensões principais de uma mola helicoidal e sua respectiva nomenclatura. As molas helicoidais podem ser solicitadas às cargas de tração ou compressão.As dimensões d e D são indicadas na figura. possuem um carregamento inicial. para uma carga P maior que Pi . feitas de fios de seção circular ( 1070 ou similar ) . mas as de maior aplicação são as helicoidais. que pode ser à direita ou à esquerda. Dimensões principais da mola cilíndrica helicoidal A mola helicoidal recebe esse nome porque possui o tipo de enrolamento em forma de hélice. As molas normalmente são montadas de modo que fiquem ligeiramente comprimidas. os fios de hélice não se toquem. proporcionar deslocamentos ou. armazenar energia e absorver choques. Temos diversos tipos de molas. Em qualquer circunstância para a qual a mola foi projetada deverá existir uma folga mínima (μo). no regime elástico. 38 / 64 . Molas As molas são usadas para exercer forças. ou seja. indicado como Pi . teríamos os seguintes esforços internos solicitantes: Para a maioria dos casos. Essa análise considera as extremidades da mola em esquadro e esmerilhadas. Os efeitos dos esforços internos solicitantes N. Vamos imaginar que cortássemos a mola na seção transversal A e mantivéssemos os esforços que a parte removida exercia antes do corte. Tensões em molas cilíndricas helicoidais A figura abaixo mostra uma mola cilíndrica helicoidal sujeita a compressão. f = flecha da mola. Na seção. Q e M podem ser desprezados em relação ao momento de torção (Mt). fu = flecha útil da mola. Li = comprimento inicial da mola após aplicar a carga inicial (Pi). o ângulo a é pequeno se a relação d/D também for pequena. fi = flecha inicial da mola. e o dimensionamento é feito levando em conta apenas o torque. de fio de seção circular. 39 / 64 . µ0 = folga mínima entre os fios da mola.Na figura: L = comprimento livre ou sem carga. carregada por uma força axial P. L0 = comprimento da mola carregada. é dado pela equação: A primeira parcela da fórmula é o comprimento da mola sólida.Se considerarmos o efeito da força cortante Q e o efeito devido à curvatura (D/d). Fórmula da flecha e comprimento da mola A flecha ou deflexão da mola cilíndrica helicoidal é dada pela expressão: em que: N = número de espiras ativas ou úteis. temos de corrigir a tensão τ com a constante K. chamada fator de correção Wahl. O comprimento mínimo da mola (L) livre ou sem carga. sem considerar o fator de correção Wahl. a segunda é a flecha e a última refere-se à folga mínima entre os fios. com duas espiras inativas. adotada com valor de 10% do diâmetro do fio da mola. Exemplo Determinar o diâmetro e o número de espiras úteis da mola cilíndrica helicoidal no dispositivo da figura ao lado . G = módulo de elasticidade transversal. após carregamento. 40 / 64 . o valor da flecha é dado por: Em função do diâmetro do furo = 22 mm. vamos verificar a folga entre as espiras. Pela fórmula do diâmetro do fio da mola. ∴7espiras Complementando o exemplo. adota-se D = 16 mm para o diâmetro da mola. temos: A partir da fórmula da flecha.Solução Como o carregamento é sem carga inicial. 41 / 64 . calculamos o número de espiras (N). Anexos – Catálogos de fabricantes Catálogo de correias da empresa Gates do Brasil 42 / 64 . 43 / 64 . 44 / 64 . 45 / 64 . 46 / 64 . 47 / 64 . 48 / 64 . 49 / 64 . 50 / 64 . 51 / 64 . 52 / 64 . 53 / 64 . 54 / 64 . 55 / 64 . 56 / 64 . 57 / 64 . Catalogo de anéis elásticos da empresa Dober 58 / 64 . 59 / 64 . Catalogo completo de correntes de transmissão da empresa Daido 60 / 64 . 61 / 64 . 62 / 64 . 63 / 64 . ELEMENTOS DE MAQUINA BIBLIOGRAFIA • Habilitação Técnica em Mêcanica Projetos e Ensaios Mecânicos Centro Paula Souza / Fundação Padre Anchieta Livro 1 2011 PROFESSOR : CARLOS VANDERLEI GARCIA 64 / 64 .