SENAI - Elementos de Máquinas

Curso Técnico em MecânicaElementos de Máquinas Armando de Queiroz Monteiro Neto Presidente da Confederação Nacional da Indústria José Manuel de Aguiar Martins Diretor do Departamento Nacional do SENAI Regina Maria de Fátima Torres Diretora de Operações do Departamento Nacional do SENAI Alcantaro Corrêa Presidente da Federação das Indústrias do Estado de Santa Catarina Sérgio Roberto Arruda Diretor Regional do SENAI/SC Antônio José Carradore Diretor de Educação e Tecnologia do SENAI/SC Marco Antônio Dociatti Diretor de Desenvolvimento Organizacional do SENAI/SC Confederação Nacional das Indústrias Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial Curso Técnico em Mecânica Elementos de Máquinas Fernando Carlos Dorte Geovane Bitencourt Jackson Fabiano Alexandre Wittaczik Robson Albano Ferreira Florianópolis/SC 2010 [et al. 28 cm. SENAI. III. 1. V.. : il. Ilustração. Robson Albano. Projeto Gráfico Editorial.81 SENAI/SC — Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial Rodovia Admar Gonzaga. Elementos de Transmissão. Ferreira.CRB 14/693 . CDU 621.É proibida a reprodução total ou parcial deste material por qualquer meio ou sistema sem o prévio consentimento do editor. Diagramação Equipe de Recursos Didáticos SENAI/SC em Florianópolis Autores Fernando Carlos Dorte Geovane Bitencourt Jackson Fabiano Alexandre Wittaczik Robson Albano Ferreira Ficha catalográfica elaborada por Kátia Regina Bento dos Santos . II. Wittaczik. 2. Bitencourt. 2010.sc. 2. Equipe técnica que participou da elaboração desta obra Coordenação de Educação a Distância Beth Schirmer Revisão Ortográfica e Normatização FabriCO Coordenação Projetos EaD Maristela de Lourdes Alves Design Educacional. 96 p.Biblioteca do SENAI/SC Florianópolis. Geovane.765 – Itacorubi – Florianópolis/SC CEP: 88034-001 Fone: (48) 0800 48 12 12 www. Fernando Carlos. I. Jackson Fabiano Alexandre. Inclui bibliografias. Dorte. color .senai. IV.br . Departamento Regional de Santa Catarina. E38 Elementos de máquina / Fernando Carlos Dorte .] – Florianópolis : SENAI/SC.. Elementos de Fixação. Material em conformidade com a nova ortografia da língua portuguesa. são a essência de um modelo de Educação por Competências que possibilita ao aluno adquirir conhecimentos. Todos os materiais didáticos do SENAI Santa Catarina são produções colaborativas dos professores mais qualificados e experientes. Com acesso livre a uma eficiente estrutura laboratorial. oferecer recursos didáticos de excelência e consolidar o modelo de Educação por Competências. É nesse contexto que este livro foi produzido e chega às suas mãos. o Programa Educação em Movimento promove a discussão. desenvolver habilidade e garantir seu espaço no mercado de trabalho. ampliar as possibilidades do processo educacional. você está construindo o seu futuro profissional em uma instituição que. Você faz parte deste universo. mini-aulas e apresentações. e realmente práticas. a revisão e o aprimoramento dos processos de educação do SENAI. No SENAI. Buscando manter o alinhamento com as necessidades do mercado.6 milhões de alunos já escolheram o SENAI.Prefácio Você faz parte da maior instituição de educação profissional do estado. em todos os seus cursos. . com o que existe de mais moderno no mundo da tecnologia. formada por 35 unidades conectadas e estrategicamente instaladas em todas as regiões de Santa Catarina. Uma rede de Educação e Tecnologia. tornando a aula mais interativa e atraente. Seja bem-vindo e aproveite por completo a Indústria do Conhecimento. desde 1954. se preocupa em oferecer um modelo de educação atual e de qualidade. A proximidade com as necessidades da indústria. o conhecimento a mais é realidade. Estruturado com o objetivo de atualizar constantemente os métodos de ensino-aprendizagem da instituição. muitas com animações. e contam com ambiente virtual. Mais de 1. a infraestrutura de primeira linha e as aulas teóricas. . Vedação 29 Seção 3 .Correntes 18 Seção 2 .Pinos e contrapinos 32 Seção 4 .Mancais 63 Seção 3 .Sumário Conteúdo Formativo Apresentação 9 48 Unidade de estudo 2 Elementos de Transmissão 11 12 Unidade de estudo 1 Elementos de Fixação 49 Seção 1 .Anéis elásticos 35 Seção 5 .Polias e correias 68 Seção 4 .Engrenagens 13 Seção 1 .Eixos e árvores 52 Seção 2 . porcas e arruelas 76 Seção 6 .Molas Finalizando 87 Referências 89 Anexo 91 .Parafusos.Uniões e rebites 74 Seção 5 .Acoplamentos 81 Seção 7 .Cabos de aço 42 Seção 7 .Chavetas 39 Seção 6 . 8 CURSOS TÉCNICOS SENAI . Conteúdo Formativo Carga horária da dedicação Carga horária: 60 horas Competências Selecionar. ▪▪ Ler e interpretar desenhos técnicos. de apoio e normas técnicas Habilidades ▪▪ Ler. especificar e dimensionar elementos de máquinas nos processos de produção e/ou manutenção mecânica. de transmissão. ▪▪ Trabalho em equipe. ▪▪ Responsabilidade ambiental. ELEMENTOS DE MÁQUINAS 9 . interpretar e aplicar manuais. ▪▪ Identificar os diversos tipos de materiais. selecionar e dimensionar elementos de máquinas Atitudes ▪▪ Assiduidade. ▪▪ Relacionamento interpessoal. ▪▪ Identificar. de vedação. Conhecimentos ▪▪ Elementos de fixação. ▪▪ Cumprimento de prazos e zelo com os equipamentos. ▪▪ Adoção de normas técnicas de saúde e segurança do trabalho. catálogos e tabelas técnicas. ▪▪ Pró-atividade. . Controle de Qualidade e Sistema de Gestão. Atualmente atua como Especialista de Ensino na instituição SENAI – Unidade de Jaraguá do Sul/SC. para realização de tarefas específicas aos clientes. Desenvolvimento de Produtos. graduado em Bacharelado em Engenharia Mecânica pela Udesc – Joinville em 2000 e pós-graduando em Engenharia de Segurança do Trabalho também pela Udesc em Joinville. no núcleo Metalmecânico. em Engenharia de Processos. pelo SENAI – Jaraguá do Sul/SC (Conclusão: 2010). ELEMENTOS DE MÁQUINAS . onde ministra disciplinas nas áreas exatas e disciplinas relacionadas às áreas de gestão e humanas. Jackson Fabiano Alexandre Wittaczik e Robson Albano Ferreira. pela Udesc – Joinville/SC (2001). Sistemas de Gestão e Ferramentas Estatísticas. Controle Estatístico de Processo (CEP). no SENAI – Jaraguá do Sul/SC. formam os equipamentos aplicados às indústrias modernas. processos e também das condições de trabalho (ergonomia). atuando como analista de processos e desenvolvendo de atividades. Controle da Qualidade. graduado em Pedagógica para atuar em Cursos Técnicos. irão compor e formar todos os equipamentos e acessórios utilizados nos processos produtivos. Projetos Mecânicos. abrangendo todo o software – curso básico. por meio da busca pelo aprofundamento de seus conhecimentos. Nesse material. em Desenvolvimento de Produtos e Engenharia de Processos. bem como os elementos mais complexos. acima de tudo. Atualmente atua como Especialista de Ensino na instituição SENAI – Unidade de Jaraguá do Sul/SC. Perceberá que cada componente têm suas funções fundamentais e que. Robson Albano Ferreira Nascido em 25 de junho de 1971. onde ministra disciplinas nas áreas exatas. aliados a outros. profissionais éticos e com atitudes pró-ativas. desde os elementos mais simples. objetivando a redução dos custos industriais. avançado e PDM (gerenciamento de projetos). Fernando Carlos Dorte. Desenvolvimento profissional nas áreas de Engenharia Industrial de diversas empresas. Experiência profissional na área Metalmecânica. Geovane Bitencourt. melhoria da qualidade do produto. Você está convidado a iniciar uma nova etapa no desenvolvimento de sua formação. Experiência profissional na área Metalmecânica. Metrologia. Desenvolvimento de ferramentas para o SolidWorks. Fernando Carlos Dorte Nascido em 29 de julho de 1965. Melhoria Contínua. desde suas funções básicas e suas características. em 2007. Serão aprofundados os conhecimentos técnicos desses elementos. pelo Cefet/Unerj – Jaraguá do Sul (1997). até as aplicações mais complexas. em 2004. sabemos que é de fundamental importância o desenvolvimento pessoal e profissional. em busca de seu desenvolvimento e crescimento contínuos. você irá conhecer e estudar os diversos componentes que. no núcleo Metalmecânico. pela UFSC-Unerj. Graduado em Engenharia Mecânica. Atua nas disciplinas de SolidWorks. A sociedade e os organismos de trabalho almejam indivíduos capacitados. Projetos Mecânicos. em conjunto. pela Unerj (2007). Informática Básica. Geovane Bitencourt Nascido em 10 de junho de 1973. tais como a integração em sistemas de gerenciamento e novas ferramentas para o software. Jackson Fabiano Alexandre Wittaczik Nascido em 26 de novembro de 1971. Desenho Técnico e Tecnologia Mecânica. pela Unisul – Palhoça/SC e pós-graduado em Gestão Industrial.Apresentação No mundo em que vivemos atualmente. e. Aulas de SolidWorks. utilizando-se uma abordagem integrada entre assuntos tratados nas seções de estudo e suas aplicações práticas. Graduado em Engenharia Mecânica pela Udesc – Joinville em 1995 e mestrado em Engenharia de Produção. Graduado em Tecnologia Mecânica. Cursando de pós-graduação: Especialização em Engenharia de Manutenção Industrial. porcas e arruelas Seção 3 – Pinos e contrapinos Seção 4 – Anéis elásticos Seção 5 – Chavetas Seção 6 – Cabos de aço Seção 7 – Molas .Unidade de estudo 1 Seções de estudo Seção 1 – Uniões e rebites Seção 2 – Parafusos. Inclui. você aprenderá que existem tipos de união móvel e permanente. pinos. contrapinos. É o caso do parafuso e porca. Tipos de união ▪▪ Móvel: os elementos permitem a montagem e desmontagem da peça.União por parafuso. em conjunto com os elementos de transmissão. Figura 1 . uma vez montada a peça. conhecerá diversos tipos de rebites. ELEMENTOS DE MÁQUINAS 13 . formarão as máquinas e equipamentos aplicados aos mais variados campos de nossa sociedade atual. 11). ▪▪ Permanente: é um tipo de união feito para. etc. nessa união. Os elementos de fixação são destinados a unir peças. suas aplicações e fabricações. anéis elásticos. Em nosso caso. sem danos.União por rebite e solda Fonte: Gordo. rebites e partes unidas pelo processo de soldagem.Elementos de Fixação Seção 1 Uniões e rebites Na seção 1. Ferreira (1996. p. não ser possível mais a sua desmontagem sem causar danos às partes unidas. 11). envolvidos no ramo industrial. que. Ferreira (1996. porca e arruela Fonte: Gordo. Figura 2 . p. ▪▪ Rebite de repuxo: conhecido por “rebite pop”. Ao se aplicar um dispositivo elétrico na cavidade. cobre ou latão. Cabeça tipo panela. Ferreira (1996. veículos e treliças. até que o arame se rompe separando do rebite. Cabeça redonda larga.▪▪ Rebites: são peças fabricadas em aço. formando a cabeça do lado oposto. O processo de rebitagem é realizado puxando-se o arame metálico com uma ferramenta tipo alicate especial. pop. Cabeça cilíndrica. 14 CURSOS TÉCNICOS SENAI Exemplo: o que significa 2 x d para um rebite de cabeça redonda larga? Significa que o diâmetro da cabeça desse rebite é duas vezes o diâmetro do seu corpo. mostramos a nomenclatura de um rebite de repuxo. é um elemento especial de união. o diâmetro de sua cabeça será igual a 10 mm. Se o rebite tiver um corpo com diâmetro de 5 mm. principalmente em estruturas metálicas. O rebite então é amassado. Muito utilizado em esquadrias de alumínio. p. Cabeça escareada chata estreita. economia e simplicidade. empregado para fixar peças com rapidez. de alojamento etc. . p. ocorre uma explosão. Quadro 1 . ▪▪ Rebite explosivo: contém uma pequena cavidade cheia de carga explosiva. Cabeça escareada chata longa. Figura 3 . 16).Tipos de rebite Fonte: Gordo. pois 2 x 5 mm = 10 mm. formando sua cabeça e fixando assim as partes a serem unidas. ▪▪ Rebites especiais Existem também rebites com nomes especiais: explosivo. de tubo. onde é inserido um arame com uma cabeça metálica. Ferreira (1996. Cabeça redonda estreita. 18). Exemplo: reservatórios. aviões. do corpo e do comprimento útil dos rebites. apresentamos as proporções padronizadas para os rebite.União rebitada Fonte: Gordo. No quadro a seguir. com cabeça. navios. segue normas técnicas que indicam medidas da cabeça. Na “Figura 04”. alumínio. A fabricação de rebites é padronizada. máquinas. Cabeça escareada com calota. Unem rigidamente peças ou chapas. O rebite de repuxo consiste de um rebite de forma tubular. caldeiras. ou seja. p. Ø= Diâmetro do rebite. Figura 5 . aço-carbono. Figura 6 . H= Diâmetro da aba. K= Aba escareada. Exemplos: Fonte: Gordo. p. cobre ou monel (liga de níquel e cobre). Os rebites de repuxo podem ser fabricados com os seguintes materiais metálicos: alumínio. Figura 4 . 20). aço inoxidável. o diâmetro do seu corpo. ou seja: ▪▪ ▪▪ ▪▪ ▪▪ de que material é feito. necessário para se formar a segunda cabeça do rebite em função dos formatos da cabeça.05mm(¾”) DICA Obs. com cabeça chata. ▪▪ Tipo de cabeça: redonda. 20). também chamados de porca-rebite. o seu comprimento útil L. 3/32” x 1/2”. 20). é necessário que você conheça suas especificações. ELEMENTOS DE MÁQUINAS 15 . h= Altura da aba.Rebites especiais Fonte: Gordo. L= Comprimento do rebite.35 ▪▪ Rebites de alojamento. ▪▪ Material do rebite: rebite de aço ABNT 1006 . mm(¼”) ▪▪ Comprimento útil 19. o tipo de sua cabeça. do comprimento útil (L) e do diâmetro do rebite (d). Ferreira (1996.Rebite de repuxo Especificação de rebites Para determinar e adquirir os rebites adequados ao seu trabalho. ▪▪ Diâmetro do corpo: 6. Especificação do rebite . Ferreira (1996.D= Aba abaulada. A figura mostra o acréscimo de material (z). p.Rebite de alojamento Fonte: Gordo.o pedido é feito conforme o exemplo: ▪▪ Rebite de alumínio. e outros rebites especiais. Ferreira (1996.1010. f= Altura da aba escareada.: Muitos rebites são especificados em polegada fracionária. 06 (6% do diâmetro do rebite). ▪▪ Rebites de cabeça escare- ada L = d + St . Ferreira (1996. d = Diâmetro do rebite. é preciso escolher o rebite adequado em função da espessura das chapas a serem fixadas.5 x Sm Onde: d = Diâmetro do rebite. a seguir. do diâmetro do furo e do comprimento excedente do rebite. 21). A prática recomenda que se considere a chapa de menor espessura e multiplique esse valor por 1.Cabeça redonda e cilíndrica Fonte: Gordo. Veja. 16 CURSOS TÉCNICOS SENAI Figura 8 .06 Onde: df = Diâmetro do furo. 1. Cálculo do diâmetro do furo (df) O diâmetro do furo pode ser calculado multiplicando-se o diâmetro do rebite pela constante 1.5 = Constante da fórmula ou valor predeterminado.06 = Constante ou valor predeterminado. Cálculo do diâmetro do rebite (d) A escolha do rebite é feita de acordo com a espessura das chapas que se quer rebitar. que vai formar a segunda cabeça. L = 1. p. como fazer esses cálculos.Dimensão de um rebite (z) Fonte: Gordo.5. Ferreira (1996. pode-se escrever: df = d x 1. 1. p.5 x d + St Cálculos para o processo de rebitagem Para rebitar. segundo a fórmula: d = 1. d = Diâmetro do rebite. 32) Onde: L = Comprimento útil do rebite.Cálculo do comprimento útil do rebite (L) O comprimento útil do rebite depende do formato de sua cabeça e pode ser calculado pelas seguintes fórmulas: ▪▪ Rebites de cabeça redonda e cilíndrica Figura 7 . Sm = Chapa com menor espessura da união. Matematicamente. St = Soma das espessuras das chapas a serem unidas. temos: d = 1. para duas chapas de aço: uma com espessura de 5mm e outra com espessura de 4mm. respectivamente. que também podem ser parafusadas.5 · 4 d = 6.5 . com 4 rebites de aço tipo cabeça redonda larga.36 mm Para o comprimento do rebite L.Junta rebitada (exemplo “1”) Para o diâmetro do rebite “d”. p. Figura 11 .06 df = 6 · 1.0 mm Para o diâmetro do furo “df ”. d = Diâmetro do rebite. cabeça redonda larga.Cabeça escareada Fonte: Gordo. temos: L= 1.Exemplo: projetar uma junta rebitada. d + St L= 1.5 · Sm d = 1. As juntas rebitadas podem ser feitas com sobreposição das duas chapas. As distâncias mínimas entre rebites podem ser feitas utilizando as recomendações de projeto de juntas.Distanciamento entre rebites (dimensões) ELEMENTOS DE MÁQUINAS 17 . tipo sobreposta. 6 + ( 5+4) L = 18 mm Especificação: 4 rebites de aço ABNT 1008. ou pela utilização de uma ou duas chapas de recobrimento.5 . chamados recobrimento simples e duplo. St = Soma das espessuras das chapas a serem unidas. temos: df = d · 1. Figura 9 . 32) Onde: L = Comprimento útil do rebite.06 df = 6. Ferreira (1996. Figura 10 . 6 x 18 mm. p.Na próxima seção. Sua elevada importância exige uma especificação adequada e engloba os mesmos itens cobertos pelo projeto de um elemento de máquina. Figura 14 . as peças podem ser montadas e desmontadas facilmente.Filete de rosca Fonte: Gordo. da haste e do tipo de acionamento. As roscas permitem: ▪▪ União e desmontagem de peças.Conjunto parafusado Fonte: Gordo. tratamento térmico. Ferreira (1996. sextavada. 43) Roscas: É um conjunto de filetes que se desenvolvem em torno de uma superfície cilíndrica interna ou externa. especificação do material. 51) O parafuso é formado por um corpo cilíndrico roscado e por uma cabeça que pode ser hexagonal. tolerâncias. Definição: Parafusos são elementos de fixação empregados na união não permanente de peças. Seção 2 Parafusos. Figura 13 . p. porcas e arruelas São peças metálicas de elevada aplicação na união e fixação dos mais diversos elementos de máquina. Ferreira (1996. Figura 12 . bastando apertar e desapertar os parafusos que as mantêm unidas. da cabeça. Os parafusos se diferenciam pela forma da rosca. Ferreira (1996. 44) 18 CURSOS TÉCNICOS SENAI . porcas e arruelas. Isto é. quadrada ou redonda.Partes de um parafuso Fonte: Gordo. p. afastamentos e acabamento. aplicações e diversos tipos de parafusos. dimensionamento. Ou seja. você conhecerá o formato. dão nome às roscas e condicionam sua aplicação. Esses perfis. Quadrado  Parafusos que sofrem grandes esforços e choques. Figura 15 . Na rosca direita. as roscas ainda podem ser à direita ou à esquerda. Ferreira (1996. Rosca dente-de-serra Parafusos que exercem grande esforço num só sentido. o filete sobe da esquerda para a direita. Ex: Equipamentos ferroviários. ▪▪ Sentido de direção da rosca: dependendo da inclinação dos filetes em relação ao eixo do parafuso. Trapezoidal Parafusos que transmitem movimento suave e uniforme. Ex: Prensas e morsas.Morsa (movimento por rosca) Fonte: Gordo. enquanto na rosca esquerda. Exemplo: parafuso que movimenta a mandíbula móvel da morsa. Abaixo temos um quadro citando os distintos tipos de roscas e suas aplicações. transformando movimento rotativo em linear e/ ou associado com fixação.▪▪ Movimentar peças. o filete sobe da direita para a esquerda. Redondo Parafusos de grandes diâmetros sujeitos a grandes esforços. Quadro 2 .tipos de filete Triangular Aplicação Parafusos e porcas de fixação na união de peças. Ex: Fusos de máquinas. 44). Tipos de Roscas (perfis) . p. Ex: Macacos de catraca. Ferreira (1996. sempre uniformes. Ex: Fixação da roda do carro. 44) Os filetes das roscas apresentam vários perfis. p. ELEMENTOS DE MÁQUINAS 19 .Tipos de rosca Fonte: Gordo. Nomenclatura para rosca Fonte: Gordo. Ferreira (1996. 45). p. ▪▪ Nomenclatura da rosca: independentemente da sua aplicação. D = Diâmetro do fundo da porca. D1 = Diâmetro do furo da porca. Figura 17 . p. 20 CURSOS TÉCNICOS SENAI . d = Diâmetro externo. variando apenas os formatos e dimensões. d1 = Diâmetro interno. i = Ângulo da hélice. d2 = Diâmetro do flanco. P = Passo (mm). h1 = Altura do filete da porca.Figura 16 . f = Fundo do filete. c = Crista. 45).Roscas direita e esquerda Fonte: Gordo. a = Ângulo do filete. Ferreira (1996. h = Altura do filete do parafuso. as roscas têm os mesmos elementos. em que há a incidência de vibração excessiva). p. Nesse sistema.Classificação das roscas As roscas triangulares classificam-se. Ferreira (1996. Diâmetro menor da porca (furo): D1 = d .2268 . P Diâmetro efetivo do parafuso (médio): d2 = D2 = d .1. as medidas são dadas em polegadas. P Folga entre raiz do filete da porca e crista do filete do parafuso: f = 0. f Diâmetro menor do parafuso (núcleo): d1 = d . Ferreira (1996. são as mais utilizadas. é muito utilizada em veículos (especialmente em casos. P ▪▪ Raio de arredondamento da raiz do filete do parafuso: rre = 0. P ELEMENTOS DE MÁQUINAS 21 .6495 .P Rosca polegada whitworth No sistema whitworth. P Diâmetro efetivo da porca (médio): D2 = d2 Altura do filete do parafuso: he = 0. A rosca métrica fina possui um passo da rosca menor e proporciona melhor fixação. também chamadas de série grossa. em três tipos: ▪▪ Rosca métrica. O passo é determinado pelo número de filetes contidos em uma polegada. 67). Rosca métrica (figuras 18 e 19) A rosca métrica ISO normal e fina são normatizadas pela norma NBR 9527 da ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas).Rosca métrica Fonte: Gordo.0.padrão britânico) e a rosca fina caracteriza-se pela sigla BSF (British Standard Fine). Por isso.1.Rosca whitworth Fonte: Gordo.0825 . 46).14434 . segundo o seu perfil. As roscas normais. ▪▪ Rosca polegada unificada. o filete tem a forma triangular (ângulo de 55º).045 . ▪▪ Rosca polegada whitworth. crista e raiz arredondadas. Figura 19 . No sistema whitworth. As principais medidas da rosca do parafuso e porca podem ser calculadas pelo seguinte formulário: ▪▪ ▪▪ ▪▪ ▪▪ Ângulo do perfil da rosca: α = 60º ▪▪ ▪▪ ▪▪ ▪▪ Diâmetro maior da porca: D = d + 2 .063 . P ▪▪ Raio de arredondamento da raiz do filete da porca: rri = 0. a rosca normal é caracterizada pela sigla BSW (British Standard Whitworth .61343 . Exemplo: passo = 12 fios/ polegada. Figura 18 . p. evitando que o parafuso se afrouxe com facilidade. Nesse sistema.Furação para Parafusos Não Passantes Fonte: Gordo. feito numa das peças a ser unida. o passo também é determinado pelo número de filetes por polegada. As medidas são expressas em polegadas. p. As dimensões dos furos broqueados e da rosca para parafusos não passantes podem ser realizadas conforme a “Tabela 1”: . 22 CURSOS TÉCNICOS SENAI Figura 23 . 45). 56). Ferreira (1996. Figura 21 .Rosca UNS Fonte: Gordo. p. Ferreira (1996.Rosca polegada padrão UNS (Unified National Standard) Este sistema padronizou e unificou as roscas na Inglaterra. 53). crista plana e raiz arredondada. pela sigla UNF. com diâmetro 1”/4 e 20 fios por polegada). p. p. ▪▪ Parafusos não passantes: são parafusos que não utilizam porcas. 52). A rosca normal é caracterizada pela sigla UNC e a rosca fina. Ferreira (1996. Estados Unidos e Canadá. Figura 22 . Classificação dos parafusos quanto à função ▪▪ Parafusos passantes: estes parafusos atravessam a peça de lado a lado e utilizam arruela e porca. Figura 20 .Parafusos não passantes Fonte: Gordo. O filete tem a forma triangular (ângulo de 60°). Ferreira (1996. como no whitworth. O papel de porca é desempenhado pelo furo roscado. Exemplo rosca UNC 1/4 x 20 UNC (rosca normal.Parafusos passantes Fonte: Gordo. Isto é. 55). recomendados para situações que exigem montagens e desmontagens frequentes.adaptado Fonte: Gordo.Desenho da fixação Fonte: Gordo. Em tais situações. 56).5 x d 2xd  Bronze ou latão  3 x d 2xd 1. Tipos de parafusos Figura 24 .5 x d  Alumínio  3 x d 2. p.5 x d  Diâmetro do furo passante sem rosca 1.Para uma rosca de diâmetro igual a d: Tabela 1 .Parafuso prisioneiro . Os parafusos de pressão podem apresentar cabeça ou não. com rosca em ambas as extremidades. um horário e o outro anti-horário. Segue quadro com os principais tipos de parafusos: ▪▪ Parafusos prisioneiros: são parafusos sem cabeça. 53). 53). p.06 x d Fonte: Gordo. Figura 25 . ELEMENTOS DE MÁQUINAS 23 . p.Formulário – furos roscados Material  Profundidade do furo A  Profundidade da rosca B  Comprimento do parafusado 2 x d  1. Ferreira (1996.5 x d 1xd  Aço  Ferro fundido  2. Esta é exercida pelas pontas dos parafusos contra a peça a ser fixada. Ferreira (1996. Ferreira (1996. Ferreira (1996. do corpo e do tipo de atarraxamento. As roscas dos parafusos prisioneiros podem ter passos diferentes ou sentidos opostos.Parafusos de pressão Fonte: Gordo. ▪▪ Parafusos de pressão: são parafusos fixados por meio de pressão. o uso de outros tipos de parafusos acaba danificando a rosca dos furos. Figura 26 . Variam conforme as características da cabeça.5 x d 2xd 1. p. de cabeça escareada. Ferreira (1996. Parafuso de cabeça quadrada. Parafuso sextavado. Parafuso para madeira de cabeça escareada. de cabeça sextavada. Cabeça redonda. com fenda. Cabeça escareada abaulada. Parafuso sem cabeça. com rosca total. com fenda. p. com rosca total e fenda. com fenda. com sextavado interno. Cabeça cilíndrica abaulada. com porca. Parafuso de cabeça recartilhada. com fenda. 55). Parafuso de cabeça cilíndrica. com fenda. Parafuso sextavado. Dimensionamento de parafusos As classes de resistência dos parafusos estão normalmente impressas em sua cabeça e são definidas e normatizadas de acordo com a norma NBR 8855 – Propriedades Mecânicas de Elementos de Fixação – Parafusos: 24 CURSOS TÉCNICOS SENAI .Tipos de parafusos Fonte: Gordo. com fenda. Parafuso de borboleta. Prisioneiro.TIPOS DE PARAFUSOS Cabeça cilíndrica. Parafuso autoatarraxante. Parafuso sem cabeça. Parafuso tipo prego. Quadro 3 . Cabeça escareada. Parafuso sextavado. com fenda. tipo de carga.Tabela 2 . 52). A= F A π. σ prova σ adm = F. é definido pela norma técnica da ABNT referente ao produto. ou seja. Esta resistência é obtida com testes reais em parafusos. com tratamento térmico. Parafusos submetidos à tração Parafusos submetidos à tração Tensão admissível (σόadm): para o dimensionamento do parafuso. p ELEMENTOS DE MÁQUINAS 25 . 9.8 1. com tratamento térmico. com tratamento térmico. 5. sem sofrer escoamento.6 a 16 mm 310 Aço baixo carbono. 10. σ adm = DICA O fator de segurança depende do tipo de produto. dos riscos e.6 a 36 mm 970 Aço liga.8 1.S. a porca deve ter a mesma classe do parafuso. 4.2268 . Em uma união parafusada.6 a 16 mm 650 Aço médio carbono. Fonte: Adaptado de Gordo e Ferreira (1996. p.Tração σόprova = Resistência de prova do parafuso. muitas vezes.Classe de resistência para parafusos Classe ABNT Diâmetro Resistência mínima de prova τ nominal (mm) (N/mm²) = (MPa) Material 4. 8. Isso é feito calculando a tensão admissível.8 5 a 24 mm 380 Aço médio carbono. Para um parafuso submetido à tração: Figura 27 .1. = Fator de segurança. sem receber deformação permanente. com tratamento térmico. que é o valor limite de resistência do parafuso com segurança.9 5 a 36 mm 830 Aço médio carbono.d12 4 d1 = d . 12. é necessário utilizar um fator de segurança.6 a 36 mm 600 Aço médio carbono. A resistência de prova é a resistência máxima do parafuso.6 5 a 36 mm 225 Aço baixo carbono. Fonte: Liber Industrial (2009).9 1.8 1. Tensão admissível de cisalhamento σ adm _ cis σ adm _ cis De acordo com a teoria da máxima energia de distorção. A = Área da seção transversal menor do parafuso (mm2).A Figura 28 . P = Passo da rosca (mm). a relação entre o torque e a força de aperto do parafuso. 88). d1 = Diâmetro interno da rosca do parafuso (mm). d = Diâmetro do parafuso (mm).Cisalhamento Onde: Fonte: Adaptado de Gordo e Ferreira (1996. Torque de aperto de parafusos Muitas vezes. Fi = Força de aperto do parafuso (N). portanto. 52). uma máquina tem os parafusos apertados com o torque controlado (torquímetro). p. por: σ adm _ cis = σ adm 3 Que pode ser arredondado para a seguinte fórmula: σadm_cis = 0. A = Área da seção transversal menor do parafuso (mm2). F = Força aplicada (N). p. 26 CURSOS TÉCNICOS SENAI = Tensão admissível de cisalhamento em N/mm2. σadm σ adm _ cis = A= F A π. Nesse caso temos: σ adm _ cis = F 2. Parafusos submetidos ao cisalhamento duplo Neste caso. d = Diâmetro nominal do parafuso (m). F = Força aplicada (N). F = Força aplicada (N). estruturas e flanges. d = Diâmetro nominal do parafuso (mm). têm-se duas áreas simultâneas de cisalhamento do parafuso (seção “AA” e “BB”).d2 4 Onde: σ adm _ cis = Tensão admissível de cisalhamento em N/mm2. a tensão admissível de cisalhamento é calculada a partir da tensão admissível de tração. segundo Shigley é: MT = 0.6 .m. A = Área da seção transversal menor do parafuso (mm2). como: motores a combustão. faz-se a área do parafuso vezes dois. da seguinte forma: Parafusos submetidos ao cisalhamento simples Figura 29 . Nesse caso. .2 x Fi x d Onde: MT = Torque em N.Cisalhamento duplo Fonte: SENAI/PR (2001.Onde: σadm = Tensão admissível de tração em N/mm2. d = Diâmetro do parafuso (mm). recomendada para parafusos que podem ser desmontados.Fixação com arruela Fonte: adaptado de Gordo e Ferreira (1996. Tipos de rosca O perfil da rosca varia de acordo com o tipo de aplicação que se deseja. em virtude das vibrações. recartilhada alta e recartilhada baixa. seja em máquinas ou em veículos automotivos. dificilmente irá romper em trabalho. Onde quer que se usem esses elementos. Há casos especiais em que recebem banhos de galvanização. utilizamos um elemento de máquina chamado arruela. As porcas são fabricadas de diversos materiais: aço. o parafuso e as partes montadas. alumínio ou plástico. bronze. Porcas aplicadas para fixação geralmente têm roscas com perfil triangular. sem o coeficiente de segurança. ela é um acessório amplamente utilizado na união de peças. existe o perigo de se produzir um afrouxamento imprevisto no aperto do parafuso. Também funcionam como elementos de trava. latão. As arruelas também são aplicadas como elemento de proteção para as partes a serem unidas. zincagem e bicromatização para protegê-las contra oxidação (ferrugem). de acordo com o perfil do parafuso ou fuso específico. ELEMENTOS DE MÁQUINAS 27 . “Fi”. Figura 30 . geralmente metálica. Em conjunto com um parafuso. pode atingir 75% da resistência de prova. A força de aperto máxima.75 x σprova xA Onde: σprova = Resistência/tensão de prova do parafuso. Porcas Porca é uma peça de forma prismática ou cilíndrica. “Fi” é calculada por: Fi = 0. 81). são mais usados os tipos de porca borboleta. Considera-se que. tabelado (N/ mm2). A parte externa tem vários formatos para atender a diversos tipos de aplicação. Para evitar esse inconveniente. Para transmissão de movimentos. como de transmissão. redondo e dente de serra. As arruelas têm a função de distribuir igualmente a força de aperto entre a porca. no qual se encaixa um parafuso ou uma barra roscada. se o parafuso não romper durante o aperto. com um furo roscado. p. Assim. A = Área menor da seção do parafuso (mm2). Arruelas Material de fabricação A maioria dos conjuntos mecânicos apresenta elementos de fixação. Tipos de porca Para aperto manual. podem ter perfis quadrados. existem porcas que servem tanto como elementos de fixação. trapezoidais.A força de aperto. serrilhada. como elemento de trava. ▪▪ Arruela lisa Além de distribuir igualmente o aperto. Existem outros tipos de arruelas. 84). de travamento com orelha e arruela para perfilados. por não ter elemento de trava. A arruela lisa. de pressão. ondulada. Conhecerá as vantegens de sua aplicação e estudará também os contrapinos. cuja função principal é travar outros elementos de máquinas como porcas. A arruela de pressão funciona. Nessa seção.). evitando o afrouxamento do parafuso e da porca.DICA Os materiais mais utilizados na fabricação das arruelas são aço-carbono.Tipos de arruela Fonte: Gordo e Ferreira (1996. p. ainda. Tipos de arruela Existem vários tipos de arruela: lisa. dentada. tem a função de melhorar os aspectos do conjunto. muito empregada em equipamentos que sofrem variação de temperatura (automóveis. prensas etc. uma para cada tipo de trabalho. cobre e latão. ▪▪ Arruela de pressão Utilizada na montagem de conjuntos mecânicos submetidos há grandes esforços e grandes vibrações. também. você verá o elemento de fixação que permite uma união mecânica: o pino. é utilizada em órgãos de máquinas que sofrem pequenas vibrações. menos utilizados: Figura 31 . É. 28 CURSOS TÉCNICOS SENAI . a diferenciação entre pinos e cavilhas leva em conta o formato dos elementos e suas aplicações. tolerâncias de medidas. em que se juntam duas ou mais peças. material. acabamento superficial.Pino e contrapino Fonte: Gordo e Ferreira (1996. pinos ranhurados ou ainda rebite entalhado. também são chamadas: pinos estriados. pinos são usados para junções de peças que se articulam entre si e cavilhas são utilizadas em conjuntos sem articulações. Esses entalhes é que fazem com que o conjunto não se movimente. permitindo uniões mecânicas. tratamento térmico.Seção 3 Pinos e contrapinos Os pinos e cavilhas “Figura 32” têm a finalidade de alinhar ou fixar os elementos de máquinas. pinos entalhados. ELEMENTOS DE MÁQUINAS 29 . A forma e o comprimento dos entalhes determinam os tipos de cavilha. As cavilhas. p. Por exemplo. indicando pinos com entalhes externos na sua superfície. ou seja. forma. No entanto. 82). Pinos e cavilhas se diferenciam pelos seguintes fatores: ▪▪ ▪▪ ▪▪ ▪▪ ▪▪ ▪▪ utilização. Figura 32 . estabelecendo assim conexão entre elas. Pino cônico com haste roscada A ação de retirada do pino de furos cegos é facilitada por um simples aperto da porca.Pinos Os pinos são aplicados em junções resistentes a vibrações.Tipos de pino Fonte: Gordo e Ferreira (1996. 39). p. Há vários tipos de pino. O “Quadro 4” relaciona os tipos de pinos com suas respectivas funções: Tipo Função Pino cônico Serve para centragem. 30 CURSOS TÉCNICOS SENAI . 40). A distância entre pinos requer cálculo preciso. deve-se levar em conta seu diâmetro nominal. Pino cilíndrico Requer um furo com tolerâncias rigorosas e é usado quando se aplica esforço cortante. Pino elástico ou pino tubular partido Apresenta alta resistência ao corte e pode ser assentado em furos cuja variação de diâmetros é considerável. Para especificar pinos e cavilhas. Quadro 4 . seu comprimento e função do pino (indicada pela respectiva norma). Figura 33 . segundo sua função. Pino de guia Serve para alinhar elementos de máquinas. Exemplo: pino cônico 10 x 60 DIN 1. p. para evitar ruptura.Classificação de pinos e funções Fonte: Gordo e Ferreira (1996. dispensando-se o acabamento e a precisão do furo alargado. cuja superfície externa recebe três entalhes que formam ressaltos. ▪▪ Vantagem da cavilha Permite fixação diretamente no furo aberto por broca. p.Cavilha (pino ranhurado) A cavilha é uma peça cilíndrica.Exemplo de aplicação (cavilha) Fonte: Gordo e Ferreira (1996. p. 40). ▪▪ Classificação das cavilhas.Classificação de cavilhas Fonte: Gordo e Ferreira (1996. Figura 34 . 41). tipos. A forma e o comprimento dos entalhes determinam os tipos de cavilha. normas e utilização Figura 35 . fabricada em aço. ELEMENTOS DE MÁQUINAS 31 . de uma peça ou conjunto deslizante sobre o eixo. ganchos. Fixação de blindagens. roletes e polias. . polias.Classificação de cavilhas e funções Fonte: Gordo e Ferreira (1996. rolamentos. ▪▪ Posicionar ou limitar o curso Figura 36 . Contrapino ou cupilha Contrapino é um arame de secção semicircular. Quadro 5 . tramelas.Tipo Norma Utilização  KS 1 DIN 1471  Fixação de junção.  Eixo de articulação de barras de estruturas. DICA Deslocamento axial é o deslocamento no sentido longitudinal (do comprimento) do eixo.  KS 6 e 7 -  Ajustagem e fixação de molas e correntes. 32 CURSOS TÉCNICOS SENAI Os anéis são fabricados em aço mola e têm a forma de um anel incompleto que se aloja em um canal circular construído conforme normalização. p. Sua função principal é travar outros elementos de máquinas como porcas. dobrado de modo a formar um corpo cilíndrico e uma cabeça. é um elemento utilizado em eixos e furos.Exemplo de aplicação (contrapino) Fonte: Gordo e Ferreira (1996.  KS 9 -  Utilizado nos casos em que se tem necessidade de puxar a cavilha do furo. Figura 37 .Contra pino ou cupilha Fonte: Gordo e Ferreira (1996.  KS 2 DIN 1472  Ajustagem e articulação. Seção 4 Anéis elásticos Também conhecido como anel de retenção. 41). tendo como principais funções: ▪▪ Evitar o deslocamento axial de peças ou componentes.  KS 10 -  Fixação bilateral de molas de tração ou de eixos de roletes. rodas. p. bordas de peças de ferro fundido. ▪▪ Podem ser utilizados para fixar engrenagens.  KS 8 DIN 1475  KS 11 e 12 -  KN 4 DIN 1476  KN 5 DIN 1477  KN 7 -  Articulação de peças.  KS 3 DIN 1473  Fixação e junção em casos de aplicação de forças variáveis e simétricas. chapas e dobradiças sobre metal.  Fixação de eixos de roletes e manivelas. p. 41). 41). evitando o deslocamento axial sob o eixo.  KS 4 DIN 1474  Encosto de ajustagem. 86). apresentamos alguns anéis e sua respectivas aplicações. 87).As grandes vantagens no uso dos anéis são a sua simplicidade. ▪▪ Anel elástico para eixos tipo “Dae” (tabela técnica 15): são aplicados em eixos com diâmetro de 4 mm a 1000 mm e são padronizados pela norma DIN 471.Exemplo de aplicação (anel elástico) Fonte: Gordo e Ferreira (1996. p. o custo reduzido. ELEMENTOS DE MÁQUINAS 33 . p. Na “Figura 39”.Dimensionamento “n” (anel elástico tipo Dae) Fonte: Gordo e Ferreira (1996. Figura 38 . Alguns tipos de anéis Figura 39 . a facilidade de montagem e desmontagem. ou do furo. mas as condições de trabalho geraram esforços dinâmicos. O tipo de anel utilizado é definido pelo diâmetro do eixo. alta temperatura ou atrito excessivo. ▪▪ Um projeto pode estar errado: prevê. ▪▪ Em casos de anéis de secção circular. . alguns pontos importantes devem ser observados: ▪▪ Cuidado com o dimensionamento correto do anel e do alojamento. ▪▪ A igualdade de pressão em volta da canaleta assegura aderência e resistência. p. os anéis devem receber tratamento anticorrosivo adequado.Anel elástico tipo RS Fonte: Gordo e Ferreira (1996. p.Dimensionamento “n” (anel elástico tipo Dai) Fonte: Gordo e Ferreira (1996. utilizá-los apenas uma vez. flexão. Figura 40 . ▪▪ O anel nunca deve estar solto. Figura 41 . Na utilização dos anéis.▪▪ Anel elástico para furos tipo “Daí” (tabela técnica 16): são aplicados para furos com diâmetro entre 9. Resposta: o anel utilizado será o tipo DAe 30 (conforme tabela técnica 15). Resposta: o anel será o tipo DAi 60 (tabela técnica 16). ▪▪ Utilizar ferramentas adequadas para evitar que o anel fique torto ou receba esforços exagerados. 82).5 e 1000 mm e são padronizados pela norma DIN 472. fazendo com que o anel apresente problemas que dificultam seu alojamento. conforme norma DIN 6799. fissuras e oxidações. Exemplo 1 . ▪▪ Anel elástico tipo RS: trabalha em eixos de diâmetro entre 8 a 24 mm. esforços estáticos. Exemplo 2 .Especificar o anel a ser utilizado em um eixo de diâmetro 30 mm. 87). com certa pressão. mas alojado no fundo da canaleta. O canal de alojamento do eixo e do furo deverá ser feito conforme medidas tabeladas (tabela técnica 15 / 16). impacto. ▪▪ As condições de operação são caracterizadas por meio de vibrações. ▪▪ Em aplicações sujeitas à corrosão. por exemplo.Especificar o anel para um furo de diâmetro 60 mm. Veja os exemplos a seguir: 34 CURSOS TÉCNICOS SENAI ▪▪ A superfície do anel deve estar livre de rebarbas. você verá. Figura 42 . Chavetas de cunha As chavetas têm esse nome porque são parecidas com uma cunha. para facilitar a união de peças. Ainda estudando os elementos de fixação. ▪▪ Para que esses anéis não sejam montados de forma incorreta. volantes etc. Sua forma. chavetas paralelas e chavetas de disco. alicates. rodas.Chaveta de cunha sem cabeça Fonte: Gordo e Ferreira (1996.Aplicação de chavetas Fonte: Gordo e Ferreira (1996. Seção 5 Chavetas A chaveta é um elemento de fixação mecânico fabricado em aço. Figura 43 . nessa 5ª seção. p.▪▪ Nunca substituir um anel normalizado por um “equivalente”. no caso. 94). as chavetas. é necessário o uso de ferramentas adequadas. Chavetas longitudinais São colocadas na extensão do eixo para unir roldanas. em geral. 93). A chaveta se interpõe numa cavidade de um eixo e de uma peça que ligam dois elementos mecânicos. Uma de suas faces é inclinada. p. ELEMENTOS DE MÁQUINAS 35 . é retangular ou semicircular. Classificação: as chavetas se classificam em chavetas de cunha. que ligam dois elementos mecânicos. feito de chapa ou arame sem critérios. As chavetas de cunha classificam-se em dois grupos: chavetas longitudinais e chavetas transversais. Também podem ter parafusos para fixarem a chaveta ao eixo. 94). As chavetas paralelas não possuem cabeça. 36 CURSOS TÉCNICOS SENAI . É o tipo mais comum de chaveta. e são utilizadas para transmitir altas cargas. nos dois sentidos.Chavetas paralelas ou planas Figura 44 . portanto. Quando as chavetas transversais são empregadas em uniões permanentes. (2000. formadas por um par de cunhas posicionadas a 120°. Chavetas transversais São aplicadas em união de peças que transmitem movimentos rotativos e retilíneos alternativos. Figura 46 .Chavetas de cunha longitudinal Fonte: Elementos.. Estas chavetas têm as faces paralelas. Figura 45 . 95).. As chavetas longitudinais também podem ser do tipo tangencial..Chaveta transversal Fonte: Gordo e Ferreira (1996. (2000. 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. a inclinação varia entre 1:25 e 1:50. p. Podem ser com ou sem cabeça e são de montagem e desmontagem fácil..Aplicação de chavetas (tipo tangencial) Fonte: Elementos. indicado para cargas pequenas e médias. Se a união se submeter a montagens e desmontagens frequentes. p. a inclinação pode ser de 1:6 a 1:15. p. sem inclinação. Suas extremidades podem ser retas ou arredondadas. 95). Recebe esse nome porque sua forma corresponde a um segmento circular. Os tipos de ajustes são: Figura 47 . Figura 48 . com interferência no eixo. É um ajuste de difícil montagem e desmontagem. 96). ▪▪ Ajuste com folga. utilizado onde há cargas elevadas e inversão no sentido de rotação. no cubo e tolerância tipo P9. ▪▪ Ajuste normal. tipo livre. no eixo tolerância N9 e no cubo J9.Chaveta woodruff Fonte: Gordo e Ferreira (1996. tipo deslizante justo. p. utilizado na maioria das aplicações.Dimensionamento do canal (alojamento) da chaveta O ajuste da chaveta no eixo e no cubo deve ser feito de acordo com as características do trabalho. É comumente empregada em eixos cônicos por facilitar a montagem e se adaptar à conicidade do fundo do rasgo do elemento externo. ELEMENTOS DE MÁQUINAS 37 .Chaveta paralela ou plana Fonte: Gordo e Ferreira (1996. Chaveta de disco ou meia-lua (tipo woodruff) É uma variante da chaveta paralela. ▪▪ Ajuste forçado. p. 96). utilizado onde há baixas cargas e peças deslizantes. Tolerância para chaveta Tolerância para largura da chaveta – h9 Acima 1 3 6 10 18 30 50 90 Até 3 6 10 18 30 50 90 120 0 0 0 0 0 0 0 0 . Cálculo do comprimento da chaveta “L” A chaveta sofre um esforço de cisalhamento. pode ser calculada pelo momento torçor (torque) Mt no eixo e pelo raio do eixo “r” .. da seguinte forma: σ adm = 38 σ esc F.. expressa pela “figura 51”. DICA Para dimensionar o canal de alojamento do eixo e do cubo. podemos determinar o comprimento da chaveta.6 .74 . faz com que ela sofra ruptura cujo plano de corte encontra-se localizado ao longo do seu comprimento L.Distribuição da força Calculando o cisalhamento.43 . quando excessivo.Figura 49 . p. deve-se utilizar a “tabela técnica 23”. CURSOS TÉCNICOS SENAI σadm_cis = 0. O esforço na chaveta.30 -36 .25 .52 . (2010). quando transmite movimento de rotação. deve-se calcular de acordo com os seguintes passos: A força na chaveta. Nesse caso.Tipos de ajustes para chavetas Fonte: Gordo e Ferreira (1996.S. Figura 50 . σadm . Tabela 3 . 97).62 .87 h9 Fonte: adaptado de Acionac. Figura 52 . guindastes e pontes rolantes.Cabo de aço Fonte: Gordo e Ferreira (1996. ▪▪ Distribuição seale: as camadas são alternadas em fios grossos e finos. Tipos de distribuição dos fios nas pernas ▪▪ Distribuição normal: os fios dos arames e das pernas são de um só diâmetro. serão mostradas as funções. os componentes e os tipos de cabos de aço. Componentes O cabo de aço se constitui de alma e perna. dependendo da quantidade de fios e especificamente do número de fios da perna. portanto. A perna se compõe de vários arames em torno de um arame central. ELEMENTOS DE MÁQUINAS 39 . Figura 53 .Chaveta Na próxima seção. p. ▪▪ Distribuição filler: as pernas contêm fios de diâmetro pequeno. Também apresentaremos como calcular a força máxima do cabo. vertical ou inclinada. p. Figura 54 . de acordo com a aplicação desejada. 43). escavadeiras. Exemplo: um cabo de aço 6x19 (lê-se 6 por 19) significa que contém 6 pernas com 19 fios cada. deslocando-as nas posições horizontal.Cabo de aço (alma) Fonte: Gordo e Ferreira (1996. Veremos os mais comuns: alma de fibra e alma de aço. como em elevadores. conforme a figura: Construção de cabos Figura 51 . Tipos de alma de cabos de aço Seção 6 Cabos de aço Cabos são elementos de transmissão que suportam cargas (força de tração). 44). 44). diversos tipos de alma. Existem. de aço Fonte: Gordo e Ferreira (1996.E o comprimento necessário da chaveta “L” pode ser calculado pelas seguintes fórmulas: A = b ×L σ= F A Os cabos são muito empregados em equipamentos de transporte e na elevação de cargas. ▪▪ Distribuição warrington: os fios das pernas têm diâmetros diferentes numa mesma camada. p.Constituição de um cabo As almas de cabos de aço podem ser feitas de vários materiais.utilizados como enchimento dos vãos dos fios grossos. Um cabo pode ser construído em uma ou mais operações. Figura 55 . sendo que este último oferece maior flexibilidade somada à alta resistência à tração. p. ▪▪ No caso da quebra de um arame. Torção regular ou em cruz Os fios de cada perna são torcidos no sentido oposto ao das pernas ao redor da alma. Porém. ▪▪ Não há necessidade de amarrar as pontas. obtendose uma das situações: lar) Fonte: Gordo e Ferreira (1996. Esse tipo de torção aumenta a resistência ao atrito (abrasão) e dá mais flexibilidade. Esse tipo de torção confere mais estabilidade ao cabo. 47). 47). sem formar tensões internas. ele continuará curvado. As fibras naturais utilizadas normalmente são: o sisal ou o rami. Figura 56 . a carga de trabalho não deverá ser maior que 1/5 da carga de ruptura. também há torção dos fios ao redor do fio central. As fibras podem ser naturais (AF) ou artificiais (AFA).Alma de fibra Pré-formação dos cabos de aço É o tipo mais utilizado para cargas não muito pesadas. o cálculo mais preciso é feito pelo fator de segurança. Já a fibra artificial mais usada é o polipropileno (plástico). de modo que os arames e as pernas possam ser curvados de forma helicoidal. As torções podem ser à esquerda ou à direita. Tipos de torção Os cabos de aço.Cabo de aço (torção lang) Fonte: Gordo e Ferreira (1996. apresentam torção das pernas ao redor da alma. Os cabos de aço são fabricados por um processo especial. p. quando tracionados. As torções podem ser à esquerda ou à direita. As principais vantagens dos cabos pré-formados são: ▪▪ Manuseio mais fácil e mais seguro.Cabo de aço (torção regu- Alma de aço A alma de aço pode ser formada por uma perna de cabo (AA) ou por um cabo de aço independente (AACI). Nas pernas. Figura 57 .Cabo de aço (deterioração) Fonte: Gordo e Ferreira (1996. 46). Torção lang ou em paralelo Os fios de cada perna são torcidos no mesmo sentido das pernas que ficam ao redor da alma. O sentido dessas torções pode variar. tabelada do cabo (tabela écnica 18). Cargas de trabalho do cabo Como regra geral. p. 40 CURSOS TÉCNICOS SENAI . Guincho de obra 6x25 Filler + AACI.O fator de segurança utilizado no cabo de aço depende do tipo de aplicação e do regime de trabalho. quando estiver submetido a muito esforço de fadiga de dobramento. conforme modelo e diâmetro do cabo [N]. quando submetido a desgaste por abrasão. com segurança [ N ].Aplicação cabo de aço Fonte: adaptado de Liftec (2009). Tabelada. Escolha do tipo de cabo Recomenda-se utilizar um cabo com arames externos finos. Guindastes e gruas 6x25 Filler. AF. = Fator de segurança. torção regular.S. Quadro 6 . Elevador de passageiros 8x19 Seale. polido.Fator de segurança . IPS. torção regular. polido. Bate estaca 6x25 Filler.S. guindastes e escavadeiras 5 Pontes rolantes 6a8 Talhas elétricas 7 Elevadores de obras 8 a 10 Fonte: adaptado de Maxicabos. ao passo que o cabo tipo 6x7 possui flexibilidade mínima e resistência à abrasão máxima. Os fatores normalmente utilizados são: Tabela 4 . AACI. torção regular. polido. torção regular traction steel. EIPS.cabo de aço Aplicações Fator de segurança FS Cabos e cordoalhas estáticas 3a4 Cabo para tração horizontal 4a5 Guinchos 5 Pás. F. Fcabo = Força máxima a ser aplicada no Cabo. pré-formado. polido. polido. Aplicações Cabo ideal Pontes rolantes 6x41 Warrington Seale AF (cargas frias) ou AACI (cargas quentes). e arames externos grossos. (2010). Carga de ruptura = Carga mínima de ruptura do cabo. Laços para uso geral 6x25 Filler. Por exemplo. AF ou AACI. temos que o cabo tipo 6x 41 possui flexibilidade máxima e resistência à abrasão mínima. A carga de trabalho é definida pela força máxima no cabo Fcabo e calculada pela fórmula: Fcabo = C arga de ruptura F. torção regular. ELEMENTOS DE MÁQUINAS 41 . EIPS. AACI ou 19x7. polido. ou 6x41 Warrington Seale AF ou AACi. EIPS. Diâmetros Indicados para polias e tambores Seção 7 Cada tipo de cabo possui uma flexibilidade própria, e consequentemente um diâmetro mínimo que permite ser dobrado, por este motivo existe um diâmetro da polia e do tambor ideal para cada tipo de cabo (valores mínimos que devem ser respeitados). Molas A “Tabela 5” mostra os diâmetros para alguns tipos de cabo: A mola helicoidal é a mais usada em mecânica. Em geral, é feita de barra de aço enrolada em forma de hélice cilíndrica ou cônica. Tabela 5 - Diâmetros para cabos de aço Tipos de Cabo   Diâmetro da polia e tambor recomendado  Diâmetro da polia e tambor mínimo  6x7 72 x diam. Cabo 42 x diam. cabo  6x19 Seale 51 x diam. Cabo 34 x diam. cabo  6x21 Filler 45 x diam. Cabo 30 x diam. cabo 6x25 Filler 39 x diam. Cabo 26 x diam. cabo  6x36 Filler 34 x diam. Cabo 23 x diam. cabo  6x41 Filler ou Warrington 21 x diam. Cabo 21 x diam. cabo Fonte: adaptado de Liftec (2009). Exemplo: calcular a força máxima que pode ser utilizada em um cabo tipo 6x19 AF, com diâmetro de 1/2”. O cabo será utilizado como cordoalha para içamento de carga. De acordo com a tabela do fabricante (tabela técnica 18), a carga de ruptura para o cabo com material tipo Improved Plow Stell é de: Carga de ruptura = 97100 N O fator de segurança, de acordo com a aplicação, é: F.S. = 4 Calculando a força no cabo: Fcabo = C arga de ruptura F.S. Fcabo = 97100 = 24275N 4 Assim: Fcabo = 24275 N (força máxima de trabalho no cabo) Na seção 7, você estudará os diversos tipos de molas, suas aplicações em objetos e aprenderá a calcular a constante da mola, a força aplicada nela e a deflexão causada na mola. 42 CURSOS TÉCNICOS SENAI Molas helicoidais A barra de aço pode ter seção retangular, circular, quadrada etc. Normalmente a mola helicoidal é enrolada à direita. Quando a mola helicoidal for enrolada à esquerda, o sentido da hélice deve ser indicado no desenho. Características das molas helicoidais As principais dimensões da mola helicoidal de compressão cilíndrica são: Figura 58 - Mola helicoidal (exemplo de aplicação) Fonte: Gordo e Ferreira (1996, p. 145). A mola helicoidal de compressão é formada por espiras. Quando esta mola é comprimida por alguma força, o espaço entre as espiras diminui, tornando menor o comprimento da mola. A mola helicoidal de torção tem dois braços de alavancas, além das espiras. Na “Figura 60” apresentamos um exemplo de mola de torção e a aplicação da mola num pregador de roupas. Figura 61 - Características dimensionais (mola helicoidal) Fonte: Gordo e Ferreira (1996, p. 149). Figura 59 - Mola helicoidal de tração Fonte: Gordo e Ferreira (1996, p. 146). 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. Figura 60 - Mola helicoidal de torção Fonte: Gordo e Ferreira (1996, p. 147). As molas helicoidais também podem ser do tipo cônico. Veja suas aplicações em utensílios diversos. Algumas molas padronizadas são produzidas por fabricantes específicos e encontram-se nos almoxarifados, outras são executadas de acordo com as especificações do projeto, segundo medidas proporcionais padronizadas. A seleção de uma mola depende das respectivas formas e solicitações mecânicas. De: Diâmetro externo; Di: Diâmetro interno; H: Comprimento da mola; d: Diâmetro da seção do arame; p: Passo da mola; n: Número de espiras da mola. Molas planas As molas planas são feitas de material plano ou em fita. Podem ser do tipo simples, prato, feixe de molas e espiral. Figura 62 - Mola plana simples Fonte: Gordo e Ferreira (1996, p. 155). ELEMENTOS DE MÁQUINAS 43 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. Mola prato Essa mola tem a forma de um tronco de cone com paredes de seção retangula. Em geral, as molas prato funcionam associadas entre si, empilhadas, formando colunas. Feixe de molas O feixe de molas é feito de diversas peças planas de comprimento variável, moldadas de maneira que fiquem retas sob a ação de uma força. Esse tipo de mola é muito utilizado em suspensão de veículos, principalmente veículos de carga. Figura 65 - Feixe de molas Fonte: Gordo e Ferreira (1996, p. 157). Figura 63 - Mola prato Fonte: Gordo e Ferreira (1996, p. 156). As características das molas prato são: 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 coplanares. Esse tipo de mola é muito usado em relógios e brinquedos. Para interpretar a cotagem da mola espiral, você precisa conhecer suas características. Figura 64 - Características (mola prato) Fonte: Gordo e Ferreira (1996, p. 156). De: Diâmetro externo da mola; Di: Diâmetro interno da mola; H: Comprimento da mola; h: Comprimento do tronco interno da mola; e: Espessura da mola. 44 CURSOS TÉCNICOS SENAI Molas de borracha e plastiprene As molas de borracha são utilizadas em amortecedores de vibrações. p.Mola de borracha Fonte: Gordo e Ferreira (1996. suspensão de veículos e a mola de plastiprene é utilizada principalmente em ferramentas de estampo. ruídos. L: Largura da seção da lâmina. n: Número de espiras. De: Diâmetro externo da mola.Mola espiral Fonte: Gordo e Ferreira (1996. 145). 157). ELEMENTOS DE MÁQUINAS 45 . p. Figura 67 . e: Espessura da seção da lâmina.As características da mola espiral são: Figura 66 . Material para molas Material Especificação Descrição Aço ABNT 1065 Temperado em óleo Material muito comum e bastante utilizado em aplicações gerais.Deflexão Constante k da mola A constante k da mola é definida como a força necessária para produzir uma deflexão (deformação) de 1mm na mola. K= F x K= 500 25 K = 20N / mm b. Normalmente encontrado em diâmetros de 0. Qual deverá ser a força aplicada para a mola deformar 15 mm. Aço ABNT 1085 Corda de piano Melhor e mais comum material para pequenos diâmetros. Não pode ser utilizado em temperaturas superiores a 180°C. suporta até 220°C. Utilizado em válvulas de motores. a. com bom custo. Não deve ser utilizado em aplicações severas. choque.x Portanto K= Figura 68 . Aço ABNT 6150 Aço liga cromo vanádio Utilizado onde requer condições de trabalho mais severas. Então temos as seguintes equações: F x k = Constante da mola [Kgf/mm] ou [N/mm] F = Força aplicada na mola [Kgf] ou [N] x = Deflexão causada na mola [mm] Exemplo: uma mola deverá deformar 25 mm quando for aplicada uma força de 500 N.Molas – material aplicado Dimensionamento de molas helicoidais F=K. Calcular a constante k da mola.3 a 3 mm. possui boa resistência à fadiga e é recomendado para aplicações com choques. Quadro 7 . F =K×x 46 CURSOS TÉCNICOS SENAI F = 20 × 15 F = 300N . Na próxima unidade. a influência das ações e esforços. é possível calcular a constante k pela fórmula: k= da4 . G 3 8 . como parafusos. o número de espiras e o material da mola. que são usados para unir peças. suas características e especificações. Você aprendeu o formato e a aplicação desses elementos. Poderá entender o funcionamento de cada elemento. o diâmetro do arame. irá conhecer e estudar os elementos mecânicos aplicados a sistemas de transmissão. ELEMENTOS DE MÁQUINAS 47 . bem como. Na unidade que se finda. arruelas. anéis elásticos. dm . permitindo o seu dimensionamento. cabo de aço e molas. compreender o comportamento desses elementos de acordo com sua aplicação específica. pinos e contrapinos.Dados o diâmetro médio da mola. na G = Módulo de elasticidade = 80000[N/mm2] da= Diâmetro do arame [mm] dm = Diâmetro médio da mola [mm] na = Número de espiras ativas. aos quais cada um é submetido. porcas. você pôde estudar os elementos de fixação. chavetas. Unidade de estudo 2 Seções de estudo Seção 1 – Eixos e árvores Seção 2 – Mancais Seção 3 – Polias e correias Seção 4 – Engrenagens Seção 5 – Correntes Seção 6 – Acoplamentos . Nesse sistema. os sistemas de transmissão podem variar as potências e rotações entre dois eixos. Figura 69 . que ocorre por pressão. Exemplo: polias e correias. Como exemplo. ▪▪ Por atrito: nesse sistema.Tipos de eixo – fixo Fonte: Gordo e Ferreira (1996. por exemplo. Eixos fixos atuam como suporte para o elemento giratório girar. sua função está ligada a eixos. o sistema é chamado variador. transmitir potências e rotações em níveis consideráveis. eixos de máquinas-ferramentas. Seja qual for o tipo de variador. poderá existir a redução de rendimentos. devido ao desgaste dessas superfícies ou mesmo pressão e ajustes inadequados. eixos sobre mancais etc. temos alguns exemplos de eixos fixos. No caso dos eixos fixos. polias sobre rolamentos e volantes) que giram. os elementos (engrenagens com buchas. por correias ou por atrito. Tipos de eixos Os eixos e as árvores podem ser fixos ou giratórios. Porém. Modos de transmissão A transmissão de potência e movimento pode ser realizada por diversas maneiras: Quando se trata de eixo-árvore giratório. As maneiras de variar a rotação de um eixo podem ser: por engrenagens. a transmissão se dá pelo contato entre su- perfícies. embreagens etc. podemos transmitir grandes potências e rotação. o eixo se movimenta juntamente com seus elementos ou independentemente deles como. Isto é. em alguns casos. ▪▪ Por forma: a transmissão pela forma é assim chamada porque a forma dos elementos transmissores é adequada para encaixamento desses elementos entre si. Exemplo: conjunto de engrenagens. Normalmente tem o objetivo de transmitir movimento giratório a outros elementos fixados a ele.Sistema de transmissão Figura 70 . Nesse caso. 18). rodas de trole (trilhos). podemos verificar um sistema de transmissão aplicado em um torno convencional. p. ELEMENTOS DE MÁQUINAS 49 . Os eixos são componentes importantes em um equipamento já que permitem a fixação dos elementos de máquinas. ou girar livremente. Na figura abaixo. permitindo assim.Elementos de Transmissão Seção 1 Eixos e árvores Os conjuntos de elementos são conhecidos como sistemas de transmissão e têm por objetivo transferir e transformar potência e movimento a outro sistema. que é fixo e a roda gira. Na “figura 69”. eixos de afiadores (esmeris). por correntes. temos o eixo de bicicleta. principalmente sem perda de rotação e velocidade. Temos ainda os eixos vazados empregados nos motores de avião. As arestas são arredondadas para aliviar a concentração de tensão. os eixos podem ser: roscados. Flexíveis e cônicos. Eixos maciços A maioria dos eixos maciços tem secção transversal circular maciça. Também podem ser ranhurados. Eixos vazados Normalmente as máquinas-ferramentas possuem o eixo-árvore vazado. para facilitar a fixação de peças mais longas para a usinagem. por serem mais leves.Eixo (exemplo) Fonte: Gordo e Ferreira (1996. 50 CURSOS TÉCNICOS SENAI . em que devem ser empregadas grandes forças. estriados. 18). com degraus ou apoios para ajuste das peças montadas sobre eles. A extremidade do eixo é chanfrada para evitar rebarbas. cujas características estão descritas a seguir. vazados. Quanto ao tipo. maciços.Tipos de eixos (giratório) Fonte: Gordo e Ferreira (1996. ranhurados. p. 20).Figura 71 . p. Figura 72 . utlizados para fixar elementos de transmissão. Mf: Momento fletor máximo (obtido geralmente do gráfico de momento fletor e esforço cortante) [N. Vimos que os eixos podem ser fixos ou giratórios. especialmente em eixos curtos. ele está submetido ao efeito da flexão. com exceção de eixos que girem livremente. Em alguns casos. Dimensionamento de eixos giratórios Eixos giratórios são comumente submetidos ao efeito da torção. A : Área da seção transversal [mm2]. um carrinho transportador manual. semelhante a uma viga. Assim. Dentre as características a serem consideradas. Wf: Módulo de resistência à flexão [mm3]. Mf Wf F A τ : Tensão devido ao cisalhamento [N/mm2]. p. ou torção mais flexão. detalhes e perfil desse eixo etc. estes devem ser dimensionados levando-se em consideração várias aspectos e características importantes. p. sem sofrer deformações. o que influencia diretamente em seu dimensionamento. Dimensionamento de eixos fixos Todo elemento de máquina está submetido a diversas forças que atuam sobre este. 20). ELEMENTOS DE MÁQUINAS 51 . No caso do eixo fixo (estático). ou com força aplicada próxima à fixação do eixo. as principais são: A matéria-prima aplicada na fabricação desse eixo. esforços aos quais esse eixo é submetido.Eixo vazado (exemplo) Fonte: Gordo e Ferreira (1996. livros e apostilas sobre resistência dos materiais. pode ser necessário calcular também o cisalhamento do eixo. O cálculo do cisalhamento é feito pela seguinte fórmula: τ= Figura 74 . Para mais detalhes sobre cálculo de flexão e cisalhamento em eixos fixos. Geralmente são presos por parafuso e possuem uma chaveta para evitar a rotação do elemento mecânico. carregamento. isto é.mm].σf = Figura 73 . quantidade de forças aplicadas e vínculos. F : Força aplicada no local (gráfico de esforço cortante) [N]. Neste caso. σf: Tensão devido à flexão [N/ mm2].Eixo cônico (exemplo) Fonte: Gordo e Ferreira (1996. como por exemplo. sendo dimensionado de acordo com o tipo de material. tem-se flexão. 20). exigindo que tenha capacidade de absorver esses esforços. deve-se pesquisar: materiais. Eixos cônicos Os eixos cônicos são utilizados para fixar elementos que possuam furação cônica. mm] [N. Calcular o diâmetro do eixo. Portanto. Seção 2 Mancais O mancal pode ser definido como suporte ou guia em que se apóia o eixo. d=3 16 × Mt π × σ adm d : Diâmetro do eixo [mm].4mm Obs: os cálculos de eixos apresentados não consideram o efeito da fadiga. Na seção 2. permitindo que ele gire e transmita torque.mm]. Para compensar essa simplificação. temos: d=3 16 × M2t + M2f π × σ admt d : Diâmetro do eixo [mm]. nem da concentração de tensões devido a arestas e canais no eixo. Exemplo: um eixo redondo maciço.mm] [ N. . fabricado em aço ABNT 1040 laminado. para um cálculo mais preciso. Mt : Momento torçor [N. Dependendo da aplicação e dos esforços.Mf: Momento fletor máximo. Esses coeficientes estão “embutidos” no valor da tensão admissível para um carregamento tipo III. σadm : Tensão admissível à torção [N/mm2]. os materiais que são utilizados e os tipos de mancais em relação à aplicação e esforços. Mf: Momento torçor máximo [N. estes efeitos deverão ser levados em consideração. obtido geralmente do gráfico de momento fletor e esforço cortante [Kgf. deverá transmitir um torque de Mt = 300 N x m. temos: Mt σ adm = π × d3 16 Isolando “d”.mm]. temos a fórmula para o cálculo do diâmetro de eixos maciços circulares.mm]. considerando o efeito da torção. Para eixos submetidos ao efeito da torção e flexão. os mancais podem ser de deslizamento ou de rolamento. apresentado na tabela de resistência dos materiais. 52 CURSOS TÉCNICOS SENAI d=3 16 × Mt π × σ adm Substituindo temos: d=3 16 × 3000 π × 45 Assim: d = 32.Eixo submetido à torção Dado: σadmt = 45 N/mm2 σ adm = Mt Wp σf: Tensão devido à torção [N/mm2]. você estudará a finalidade dos mancais. foram utilizados valores de coeficiente de segurança elevados. Mt : Momento torçor [Kgf. Wp: Módulo de resistência à torção (ou polar) [mm3]. o módulo de resistência polar é: Wp = π × d3 16 Substituindo a fómula “Wp “ na fórmula de “σadm”.mm]. submetidos à torção. em anexo. E para eixos redondos maciços. σadmt : Tensão admissível à torção [Kgf/mm2] [N/mm2]. p. Figura 76 . temos: ▪▪ Bronze ao chumbo: que é uma liga metálica contendo cobre. Dimensionamento de mancais de deslizamento O dimensionamento de mancais de deslizamento depende do tipo de lubrificação utilizado. que pode ser do tipo filme completo ou lubrificação limite. reduzir a temperatura e melhorar a rotação do eixo. Mancais de deslizamento Geralmente os mancais de deslizamento são constituídos de uma bucha fixada num suporte. ▪▪ Polímeros (plásticos): alguns polímeros.Montagem (mancal de deslizamento) Fonte: Gordo e Ferreira (1996. como o nylon. níquel e zinco.) com aplicação de lubrificantes. permitindo reduzir o atrito. ELEMENTOS DE MÁQUINAS 53 . 119). ▪▪ Bronze ao estanho: é uma liga contendo cobre e estanho. O uso de mancais de deslizamento tem algumas vantagens: ▪▪ É fácil montar e desmontar o mancal e o eixo. ligas de metais leves etc. alguns compressores e equipamentos aeronáuticos. com altos teores de estanho. ▪▪ Metal sinterizado: são metais fabricados por metalurgia do pó. ▪▪ É fácil adaptar ao projeto da máquina.Materiais utilizados Diversos materiais podem ser utilizados na bucha do mancal de deslizamento.Mancal bipartido (exemplo) Fonte: Gordo e Ferreira (1996. é possível adicionar pó de grafite ao bronze e produzir o bronze grafitado. Figura 75 . ocupando pouco espaço radial. Dentre os principais materiais utilizados. porque a baixa velocidade evita superaquecimento dos componentes expostos ao atrito. p. chumbo. ▪▪ Possui um custo acessível na maioria das aplicações. Normalmente as buchas são fabricadas de material com baixo coeficiente de atrito (bronzes. ▪▪ Ligas de alumínio: são utilizadas em mancais de motores à explosão. Esses mancais são usados em máquinas pesadas ou em equipamentos de baixa rotação. ▪▪ Ferro fundido: material de baixa capacidade que deve ser utilizado para poucas cargas e baixas velocidades (rotações). 119). em que o pó de metal é prensado em alta pressão e recebe um aquecimento para aumentar sua resistência. ▪▪ Bronze vermelho: é uma liga de cobre e estanho. ▪▪ Permite trabalhar com altas cargas. Muitos destes são ligas contendo chumbo e estanho. podem ser utilizados quando não se tem lubrificação e as cargas são baixas. Através desta técnica. São muito usados na indústria têxtil e alimentícia. buchas de nylon. DICA Assim: F d×b d: Diâmetro do mancal [mm]. V (pressão x velocidade) calculado também deve estar abaixo do valor PV tabelado do material. devido à lubrificação insuficiente.75  Ferro fundido --- 4 1. “V” e “PV” do material devem ser fornecidos pelo fabricante. Os valores “Pm”. A : Área de apoio [mm2]. p. O produto Pm . Mancais de rolamento Como você já sabe.Lubrificação completa ou forçada Neste caso. da pressão e da velocidade de trabalho. hidrostática e hidrodinâmica. Exemplo: eixo virabrequim e de comando de válvulas de motores à combustão. portanto gerando atrito de metal com metal. sob pressão.75  Nylon 6. d : diâmetro do eixo [mm]. O dimensionamento destes tipos de mancais depende das propriedades de desgaste dos metais utilizados. da seguinte forma: 54 CURSOS TÉCNICOS SENAI Deve-se verificar: Se a pressão calculada no mancal “Pm” está abaixo do valor tabelado “Pmax“ do material. utiliza-se o valor da pressão média admissível. Pm = A = d×b Outro parâmetro utilizado no dimensionamento é a velocidade periférica do eixo. Tabela 6 .Parâmetros de referência  Material  Pmax [N/mm²] V [m/s]  PV [N/mm²][m/s]  Bronze 31 7. temos duas situações: Pm = Pm: Pressão média no mancal [N/mm2]. n : rotação do eixo [rpm]. locais com lubrificação por graxa. ▪▪ Lubrificação limite: nes- se caso. O mancal de rolamento é um tipo em que a carga principal é transferida por meio de elementos de contato rolantes (normalmente esferas e rolos). Para dimensionar estes mancais. V= π × d×n 1000 × 60 V : Velocidade do eixo [m/s]. .1 Fonte: adaptado de Melcanian (2001.65 1. Estes mancais são encontrados em aplicações simples. 309). com pouca ou nenhuma vedação. não entrando em contato com a bucha. mesmo sendo alimentado simplesmente pelo efeito da gravidade. os mancais são elementos de máquinas que têm sua aplicação em quase todas as máquinas e mecanismos com partes giratórias. ▪▪ Mancal hidrostático: o óleo é bombeado sob pressão para dentro do mancal. ou a altas cargas. o eixo flutua acima do óleo. O dimensionamento desses tipos de mancais é complexo e utiliza cálculos de mecânica dos fluidos. existe o contato do eixo com a bucha.8 5 0. F A ▪▪ Mancal hidrodinâmico: nesse tipo de lubrificação. durante o funcionamento. b: Largura do mancal [mm]. F : Força no mancal[N]. em vez de deslizamento. flutua no óleo e não ocorre contato de metal com metal. apresentamos a tabela orientativa de alguns valores admissíveis normalmente encontrados. A seguir. ▪▪ Axiais: suportam somente forças axiais.Quando se necessitar de mancal com maior velocidade e menor atrito. isto é.Rolamentos (tipos) Fonte: Gordo e Ferreira (1996. É possível adquirir ou substituir o mesmo rolamento. Não suportam cargas radiais. Classificação de acordo com a força Os rolamentos podem ser classificados de acordo com as forças que suportam. ▪▪ Radiais: suportam somente forças radiais. Exemplos de utilização: rodas de caminhões. longitudinal ao eixo. ou seja. Podem ser do tipo esfera. Podem ser radiais. rolo ou agulha. o mancal de rolamento é o mais adequado. Veja a “figura 77”. p. o rolamento possui um padrão internacional. 120). impedindo o deslocamento no sentido transversal e no axial. Os mancais de rolamento. Impedem o deslocamento no sentido axial. independente do país em que ele foi produzido. automóveis e árvores de tornos. Exemplos de utilização: ganchos de talhas e guinchos ▪▪ Mistas ou combinadas: suportam tanto força radial como axial. Esta intercambiabilidade facilita muito as atividades de manutenção. Figura 77 . que são aquelas apontadas para o centro (raio) do rolamento. são classificação em função dos seus elementos rolantes. que são aquelas apontadas no sentido do eixo. axiais e mistas ou combinadas. Uma delas é a padronização. também conhecidos simplesmente por “rolamentos”. Os rolamentos oferecem algumas vantagens. ELEMENTOS DE MÁQUINAS 55 . com pista esférica no anel externo. Ideal para montagens em caixas separadas.Figura 78 . Rolamento autocompensador de esferas É um rolamento de duas carreiras de esferas.Classificação de cargas (mancal) Fonte: adaptado de SKF (1982). b. usinada com precisão. 122). que lhe confere a propriedade de ajustagem angular. p. suporta cargas radiais. de compensar possíveis desalinhamentos ou flexões do eixo. É necessário o perfeito alinhamento entre o eixo e os furos da caixa. ou seja. Principais tipos de rolamentos a.Rolamento fixo de esferas Fonte: Gordo e Ferreira (1996. 56 CURSOS TÉCNICOS SENAI . pequenas cargas axiais e é apropriado para rotações mais elevadas. Isto os tornam ideais para serem montados em uma peça única (caixa). em que o alinhamento é difícil. Figura 79 . Rolamento fixo de uma carreira de esferas É o mais comum dos rolamentos. Sua capacidade de ajuste angular é limitada. 126).Figura 80 . é necessária a atuação permanente de uma carga axial. um está invertido em relação ao outro. p. temos um exemplo de montagem do rolamento de esferas de contato angular. c. É muito utilizado em máquinas-ferramentas e rodas de automóveis.Rolamento autocompensador de esferas Fonte: Gordo e Ferreira (1996. na montagem. que possa receber a carga axial no sentido contrário. não podem ser submetidos a cargas radiais. Na figura a seguir. permitindo que o eixo receba cargas axiais nos dois sentidos. O formato da pista de rolamento inclinado possibilita que recebam cargas mistas. d. ELEMENTOS DE MÁQUINAS 57 . Figura 81 . p. Rolamento axial de esfera Ambos os tipos de rolamento axial de esfera (escora simples e escora dupla) admitem elevadas cargas axiais. Observe que. Rolamento de esferas de contato angular Admite cargas axiais somente em um sentido e deve sempre ser montado contra outro Rolamento. porém. Para que as esferas sejam guiadas firmemente em suas pistas. 126).Rolamento de esferas/contato angular Fonte: Gordo e Ferreira (1996. radial e axial. NUP.Rolamento de rolo/tipos Fonte: Gordo e Ferreira (1996. 120). Mais detalhes deverão ser observados em catálogos de fabricantes. Rolamento autocompensador de duas carreiras de rolos É um rolamento adequado a serviços pesados e cargas com impactos. possibilitando a instalação em eixo cônico ou eixo cilíndrico. Seus componentes podem ser separáveis. p. junto com rolamentos radiais. e. permite que o eixo receba cargas mistas radiais e axiais. que a montagem do rolamento axial. 128). utilizando buchas de fixação e desmontagem. Podem ter o furo cônico ou cilíndrico.Observe. N e NF. f. Figura 83 . Normalmente esse tipo de rolamento não suporta cargas axiais. Figura 82 . 58 CURSOS TÉCNICOS SENAI . corrigindo os problemas de desalinhamento. Em função da existência de rebordos nos anéis.Rolamento axial de esferas Fonte: Gordo e Ferreira (1996. influenciando na forma como eles são montados e desmontados. existem os tipos: NU. NJ. permite um ajuste angular. Rolamento de rolo cilíndrico É apropriado para cargas radiais elevadas. na figura. o que facilita a montagem e desmontagem. Possui alta capacidade de carga radial e suporta cargas axiais médias nos dois sentidos. Devido à oscilação entre rolos e pistas. p. p. O anel interno e o externo podem ser montados separadamente no eixo e no furo.Figura 84 . Figura 85 . p. Rolamento de rolos cônicos Além de cargas radiais. São indicados qunado se tem a combinação com grandes cargas radiais e axiais. g. É utilizado especialmente quando o espaço radial é limitado e podem ser fornecidos com ou sem anel interno. tornando-se necessário montar os anéis aos pares. h. como eixo da roda de caminhões e eixos de árvores de máquinasferramentas. 127). ELEMENTOS DE MÁQUINAS 59 . Rolamento de agulha Possui uma seção transversal muito fina em comparação com os rolamentos de rolos comuns. os rolamentos de rolos cônicos também suportam cargas axiais em um sentido. Os anéis são separáveis. um contra o outro.Rolamento autocompensador de duas carreiras de rolos Fonte: Gordo e Ferreira (1996. facilitando a montagem. 127).Rolamento de rolos cônicos Fonte: Gordo e Ferreira (1996. do furo. Um ajuste muito usado é o obtido com tolerância H7 para o furo e j6 ou m6 para o eixo. dependendo do tipo de carga. As dimensões do eixo. Figura 87 . Dimensões do eixo e do furo do alojamento Figura 86 . para cada rolamento. 127). . deve-se utilizar rolamentos com folga radial.Caso o rolamento seja montado com interferência maior que a usual. Projeto de eixo e alojamento O projeto do eixo e do alojamento deve ter o ajuste e a tolerância correta para o perfeito funcionamento do rolamento. Os rolamentos utilizados nesse caso são com folga do tipo C3 e C4. do alojamento do cubo e do eixo. p.Contra ponta Fonte: Gordo e Ferreira (1996. incluindo os encostos do eixo ( da ).Rolamento de agulha Fonte: Gordo e Ferreira (1996. Mais detalhes quanto a tolerâncias e ajustes para rolamentos devem ser verificados em catálogos de fabricantes. 60 CURSOS TÉCNICOS SENAI Normalmente o eixo é montado com pequena interferência e o alojamento (anel externo) pode ser montado com pequena folga (ajuste incerto) ou com pequena interferência. da bucha (Da) e do raio de arredondamento do encosto (ra). da temperatura de trabalho e de como o rolamento vai ser montado e desmontado. 127). p. para evitar seu travamento. encosto e raio devem obedecer aos padrões especificados pelos fabricantes e as alturas do encosto do rolamento no eixo e no furo devem ser suficientes para ter um correto apoio lateral do rolamento. Em tabelas de catálogos temos as dimensões do rolamento. O tipo de ajuste ideal depende do tipo de esforço no rolamento. máx.3 27 27 35 0.3 - - Fonte: adaptado de NSK (2006.5 1. P : Carga equivalente sobre o rolamento [N].3 47 8 0. apresentamos um exemplo das principais medidas que deverão ser observadas no catálogo de rolamentos.8 42 9 0. Vida nominal do rolamento A vida do rolamento “L10h” é calculada de acordo com a carga de trabalho. Fa ELEMENTOS DE MÁQUINAS 61 . n : Rotação [rpm].3 27 28.3 45. Observe.Dimensão padrão (exemplo) Dimensões (mm) d 25 D Dimensões de Encosto (mm) B da r Da ra Dx Cy min. tabelada da seguinte forma: Para rolamentos de esfera: L 10h = 1000000  Cr  ×  60 × n  P  Para rolamentos de rolo: 3 L10h = 1000000  Cr  ×  60 × n  P  3. Para calcular a carga equivalente “P” sobre o rolamento. máx. p. Cr : Capacidade de cargo do rolamento (tabelada) [N]. 37 7 0.3 40.33 Onde: L10h : Vida nominal do rolamento [h]. min. min.A seguir. B10 e B11). a rotação e a capacidade de carga do rolamento “Cr”. máx. para o correto dimensionamento.5 40 0. máx.5 2. faz-se: Para carga radial: P = Fr Para carga radial mais axial: P = X.Fr + Y. Tabela 7 .3 27 - 45 0. na figura 118. as dimensões para rolamentos rígido de esferas com diâmetro do eixo de 25mm. 35 1 0 0.27 1 0 0.56 1.92 50 0.56 1.Y = Coeficiente de carga axial (tabela de dimensões). Segue orientações para a utilização da tabela: Tabela 8 .56 2.Coeficientes de carga dinâmica C or Fa Fa >e Fr Fa ≤e Fr e X Y X Y 5 0.19 1 0 0. p.64 20 0. X = Coeficiente de carga radial (tabela de dimensões).85 30 0.13 70 0.26 10 0.56 1. Fr ▪▪ Definir qual a coluna e o valor de “X”.20 1 0 0. determine a vida nominal do rolamento em horas de trabalho.56 1. Na “tabela 8” temos os valores para os coeficientes “X” .56 2. com uma força radial aplicada de 800N e uma rotação de 1750 rpm.25 1 0 0.56 1.Onde: Fr = Força radial no rolamento [N]. Fa = Força axial no rolamento [N]. “Y”.23 1 0 0. P = Fr = 800 N Da tabela de rolamentos (catálogo do fabricante de rolamentos): Cr = 10100N L10h = 19165 h L 10h 62 CURSOS TÉCNICOS SENAI 1000000  C r  = ×  60 × n  P  3 L 10h = 1000000  10100  ×  60 × 1750  800  3 .49 15 0. “Y” de rolamentos fixos de esferas.24 1 0 0. a F ▪▪ Calcular a e verificar se é menor ou maior que o valor tabelado de “e”.56 1.28 Fonte: NSK (2006. B11) C or ▪▪ Calcular o valor de F e definir a linha na tabela. Exemplo 1: dado o rolamento 6005.76 25 0.29 1 0 0. 3000 + 1.5  2  1 1. As polias planas podem apresentar dois formatos na sua superfície de contato. As polias apresentam braços a partir de 200 mm de diâmetro.64  Cor 20400 = = 14 . com uma força radial aplicada de 3000 N e uma força axial de 1400N. calcular a vida nominal do rolamento. Nesse caso. roletes. A 32). Esta superfície pode ser plana ou abaulada.56 . Seção 3 Polias e correias Tipos e características das polias e correias Os tipos de polia são determinados pela forma da superfície na qual a correia se assenta. Fa L 10h = Fa 1400 = = 0. Cr = 31500 N X = 0.56 Y = 1. A rotação é 1100 rpm. Tabela 9 .64 . ou apenas com giro de 180°.Exemplo 2: dado o rolamento 6209. ELEMENTOS DE MÁQUINAS 63 . com pouca rotação. A polia plana conserva melhor as correias e a polia com superfície abaulada guia melhor as correias.57 Fa 1400  P = X.467 Fr 3000 P = 0. os rolamentos devem ser dimensionados pela sua capacidade de carga estática C0. 1400 1000000  C r  ×  60 × n  P  3 L 10h = 1000000  31500  ×  60 × 1100  3976  3 P = 3976 N L10h = 7534. Por exemplo. articulações. p. FS : Fator de segurança.Fator Segurança (rolamento)   Rolamento de esferas  Rolamento de rolos  Operação com baixo ruído  2  3  1.Fr + Y. em rodízios.4 h Capacidade de carga estática Muitas vezes os rolamentos devem trabalhar parados. Elas podem ser planas ou trapezoidais.5  Vibração e impacto  Normal Fonte: NSK (2006. Abaixo desse valor. da seguinte forma: P= C0 FS C0 : Capacidade de carga estática tabelada [N]. a coroa é ligada ao cubo por discos. em horas de trabalho. temos as dimensões padronizadas de perfis trapezoidais (A. D. Figura 89 . recebe esse nome porque a superfície na qual a correia se assenta apresenta a forma de trapézio. Já as correias planas podem ser utilizadas em árvores paralelas ou reversas (inclinadas). As polias trapezoidais devem ser providas de canais e são dimensionadas de acordo com o perfil padrão da correia a ser utilizada. Transmissão por correia em V A polia trapezoidal.Tipo de polias Fonte: Gordo e Ferreira (1996. C. também chamada de polia em V. E). Os canais da polia são normalizados de acordo com o padrão da correia trapezoidal. 25). 25). em que a rotação é alta e o momento torçor é baixo. B. As correias em V devem ser usadas somente quando se tiver um perfeito paralelismo entre os dois eixos. Normalmente as correias em V são utilizadas na saída do motor. podendo chegar até i =15.Figura 88 .95 a 0. Na tabela. 64 CURSOS TÉCNICOS SENAI .98 e a relação de transmissão ideal é de até i = 8. O rendimento de uma transmissão com correia tipo V é de 0. p.Tipo de polia Fonte: Gordo e Ferreira (1996. p. ELEMENTOS DE MÁQUINAS 65 . 29).25 44.5 8. aços.0 6. ligas leves e materiais sintéticos.5 11 38. p.5 15 13 3 2 13 5 1. pois.5 13 15.5 8 6 33 16 1. A superfície da polia não deve apresentar porosidade. A seguir. apresentamos as dimensões dos principais perfis padrões utilizados: Figura 90 – Canais padrões – polias Fonte: Gordo e Ferreira (1996. Material das polias Os materiais que se empregam para a construção das polias são: ferro fundido (o mais utilizado).25 32 6 4.Dimensões – polias DIMENSÕES NORMAIS DAS POLIAS DE MÚLTIPLOS CANAIS Perfil padrão da correia A B C D E Diâmetro externo da polia Ângulo do canal 75 a 170 34° Acima de 170 38° De 130 a 240 34° Acima de 240 38° De 200 a 350 34° Acima de 350 38° De 300 a 450 34° Acima de 450 38° De 485 a 630 34°  Acima de 630 38° Medidas em mm T S W Y Z H K U=R X 9.0 5 11.5 27. a correia irá se desgastar rapidamente.5 1.5 28 12.5 22 36.5 1.5 4 3 22 9. do contrário.5 Fonte: Gordo e Ferreira (1996.5 19 17 3 2 17 6. 26).Tabela 10 .5 1. p.25 25.25 25. alumínio. e sem deslizamento. é de borracha revestida de lona e formada no seu interior por cordonéis vulcanizados.Dimensionamento Fonte: Gordo e Ferreira (1996. p. é necessário obedecer alguns limites em relação ao diâmetro das polias. como no comando de válvulas do automóvel. p. Figura 93 . fabricada com seção transversal em forma de trapézio. Figura 91 . Correia dentada É uma outra correia utilizada para casos em que não se pode ter nenhum deslizamento. Dimensionamento de correias trapezoidais Na transmissão por polias e correias. A relação de transmissão “i” pode ser calculada por: A relação de transmissão “i” pode ser calculada por: i= d2 n Mt ou i = 1 ou i = 2 d1 n2 Mt1 . Ela é a relação entre o número de voltas das polias (n). numa unidade de tempo e a relação entre seus diâmetros. Figura 92 . 31). p. com precisão.Correias As correias mais usadas são planas e trapezoidais. tem-se um perfeito sincronismo entre as duas polias. A correia dentada também é muito usada em mecanismos. para suportar as forças de tração. em que os movimentos devem ser bem coordenados. 29). para que o funcionamento seja perfeito. ao número de voltas pela unidade de tempo e à capacidade de transmissão da correia.Correia dentada Fonte: Gordo e Ferreira (1996. As vantagens da correia em V em relação à correia plana são: ▪▪ Praticamente não apresenta deslizamento. Na correia do tipo dentada.Correia Fonte: Gordo e Ferreira (1996. ▪▪ Permite o uso de polias bem próximas. manipuladores. 30). ▪▪ Eliminam os ruídos e os choques (sem emendas). 66 CURSOS TÉCNICOS SENAI Costumamos usar a letra i para representar a relação de transmissão. A correia trapezoidal é inteiriça. na figura. Observe.Ângulo de contato – correias Fonte: adaptado de Gordo e Ferreira (1996. a correia poderá deslizar: Figura 94 . d: Diâmetro da polia [mm]. diminuindo a capacidade de transmissão da correia.A velocidade tangencial (V) é a mesma para as duas polias e para a correia. que o ângulo “α” define a área de contato da correia na polia. É calculada pela fórmula: V= V: Velocidade [m/min]. n: Rotação da polia [RPM]. π × d×n 1000 Arco de contato “α” O arco de contato influencia diretamente na capacidade de transmissão da correia: quanto maior a diferença entre o diâmetro das polias. 31). Se for muito pequeno. O arco de contato “α” é calculado por: α = 180  − 60 × (D2 − D1 ) I ELEMENTOS DE MÁQUINAS 67 . p. Outro fator que influencia o arco de contato é a distancia entre os centros “I” das polias. menor será o arco de contato. HPcorr = Capacidade de transmissão (tabelado). arco contato ∴ V = 961m / min Q tdeCorr = 3 × 1. sem perda nenhuma de energia. Seção 4 Engrenagens As engrenagens.93 .1 ∴Q tdeCorr = 2 correias 2 × 0. Figura 95 .S. também chamadas rodas dentadas. contato: 0. com mínimas perdas de energia e aumento ou redução de velocidades. Dados: ▪▪ ▪▪ ▪▪ ▪▪ ▪▪ Correia tipo: A.S. por não deslizarem. Aumentando a rotação. F. Calcular o número de correias tipo A necessárias para o acionamento. A engrenagem menor tem sempre rotação mais alta e momento torçor menor.C. num par de engrenagens. Exemplo: um ventilador é acionado por polia e correia. Fator de corr. α = 180 − V= HP = 2 (tabela) 68 CURSOS TÉCNICOS SENAI π × d×n 1000 Q tde Corr = 60 × (D 2 − D 1 ) Arco I V= π × 85 × 3600 1000 Pot motor × F. Definição da quantidade de correias A quantidade de correias em uma transmissão é calculada por: Q tdeCorr = Potmotor × F.Exemplo 1 – correias Fonte: adaptado de Gordo e Ferreira (1996.C. HPCorr × F. sem perda nenhuma de energia.arco contato = Fator de correção do arco de contato (tabelado). serão apresentados tipos de engrenagens e suas aplicações.Na próxima seção. A mudança de velocidade e torção é feita em razão dos diâmetros primitivos. Fator de HP correia:  corr.S. = Fator de serviço (tabelado). Rotação: 3600 rpm. 31). a maior delas terá sempre rotação menor e transmitirá momento torçor maior.arco contato Potmotor = potencia do motor em [Cv]. Motor: 3 CV.1 (Ventilador). que possibilitam a redução ou aumento do momento torçor.93 (Tabelado). com mínimas perdas de energia e aumento ou redução de velocidades. p. HPCorr × F. Assim.C. Fator de serviço FS: 1. são elementos básicos na transmissão de potência entre árvores. Elas permitem a redução ou aumento do momento torçor. o momento torçor diminui e vice-versa. por não deslizarem. [HP]. F. por isso. Na superfície restante do flanco existe ação de deslizamento e rolamento. ▪▪ Dentes: os dentes são um dos elementos mais importantes das engrenagens.O movimento dos dentes entre si processa-se de tal modo que no diâmetro primitivo não há deslizamento.Engrenagem Figura 99 . Figura 96 .Engrenagem cilíndrica de dentes retos (torno) Engrenagem com dentes helicoidais Os dentes helicoidais são paralelos entre si. ▪▪ Tipos de engrenagem: exis- tem vários tipos de engrenagem. o ruído é menor. perpendicular a sua face. podemos observar as partes principais do dente de engrenagem. Figura 101 . isto é. As engrenagens cilíndricas com dentes helicoidais transmitem também rotação entre eixos reversos (não paralelos). 57).Dentes (engrenagem) Fonte: Gordo e Ferreira (1996.Engrenagem helicoidal/ eixos paralelos Também é possível a sua montagem com eixos não paralelos Exemplo de aplicação em máquina-ferramenta (torno convencional) Figura 100 . mas oblíquos em relação ao eixo da engrenagem.Engrenagens cilíndrica de eixos ortogonais ELEMENTOS DE MÁQUINAS 69 . Exemplo: marcha ré dos automóveis. Daí conclui-se que as velocidades periféricas (tangenciais) dos círculos primitivos de ambas as rodas são iguais (lei fundamental do dentado). Engrenagens cilíndricas com dentes retos Possuem os dentes no sentido longitudinal ao seu eixo. que são escolhidos de acordo com a sua função. Elas funcionam mais suavemente que as engrenagens cilíndricas com dentes retos e. havendo apenas aproximação e afastamento. Na “figura 97”. p. produzindo assim um som elevado. ▪▪ Engrenagens cilíndricas: engrenagens cilíndricas têm a forma de cilindro e podem ter dentes retos ou helicoidais (inclinados). Figura 98 .Engrenagens cilíndricas de eixos reversos Figura 97 . Seu engrenamento não é suave. o que dificulta sua fabricação. o ângulo de interseção é geralmente 90°. Quando o ângulo de inclinação dos filetes for menor que 5°. As vantagens na utilização de engrenagens coroa sem fim são: espaço útil reduzido. Figura 103 . diminui a precisão e requer uma montagem precisa para o funcionamento adequado. até 1:100 (cem vezes) em um só par.Eixo sem-fim /coroa . Os dentes da coroa são côncavos. o engrenamento é chamado de autoretenção. duas ou três entradas. ou seja. Para manter o desgaste e a geração de calor dentro dos limites. Eixos concorrentes são aqueles que tendem a se encontrar num ponto. As engrenagens cônicas são empregadas quando as árvores se cruzam. podendo ser menor ou maior. são menos elevados no meio do que nas bordas. gerando forças axiais que devem ser absorvidas pelos mancais.Engrenagem cônica Engrenagem cilíndrica com cremalheira Fonte: Adaptado de Gordo e Ferreira (1996. O parafuso sem fim é uma engrenagem helicoidal com pequeno número de dentes (até 6 filetes).Engrenagens cônicas São aquelas que têm forma de tronco de cone. p. baixo custo e grande possibilidade de redução. 30). A principal desvantagem é o baixo rendimento. entre dois eixos perpendiculares e/ou em um espaço reduzido. produz-se um grande atrito de deslizamento. Figura 102 . devendo o conjunto funcionar em banho de óleo. dependendo principalmente da redução e do número de entradas da rosca: uma. aplicada para transformar movimento giratório em longitudinal. Parafuso com rosca sem fim e engrenagem côncava (coroa) Essa engrenagem é normalmente aplicada quando se deseja uma grande redução de velocidade na transmissão do movimento e consequente aumento de momento torçor. 70 CURSOS TÉCNICOS SENAI A cremalheira pode ser considerada como uma coroa dentada com diâmetro primitivo infinitamente grande. se prolongados. Entre o sem fim e a coroa. Os dentes das rodas cônicas têm um formato também cônico. Isso significa que o parafuso não pode ser acionado pela coroa. adequam-se os materiais do sem fim (aço) e da coroa (ferro fundido ou bronze). variando de 45% a 75%. podem ter dentes retos ou helicoidais e transmitem rotação entre eixos concorrentes. As duas rodas do mesmo conjunto giram no mesmo sentido. permitindo a compensação da força axial na própria engrenagem e eliminando a necessidade de compensar esta força nos mancais. Figura 106 .Engrenagem cilíndrica com dentes em V Fonte: Gordo e Ferreira (1996. Figura 105 . só é admissível o sentido de giro ao qual as forças axiais são dirigidas. uma contra a outra. coroa sem fim e dentes cônicos têm o seu perfil padronizado. possui dentado helicoidal duplo com uma hélice à direita e outra à esquerda.Engrenagem cilíndrica com dentes em V Conhecida também como engrenagem espinha de peixe. p. É usada em transmissões planetárias e comandos finais de máquinas pesadas. com as dimensões das engrenagens e o perfil do dente. Neste último caso. geralmente de 30° a 45°. facilitando a sua fabricação e também o intercambio de peças. ELEMENTOS DE MÁQUINAS 71 .Cremalheira Engrenagem cilíndrica com dentes internos Usam-se grandes inclinações de hélice. apresentamos as características geométricas. a engrenagem em espinha de peixe deve ser montada com precisão e uma das árvores deve ser montada de modo que flutue no sentido axial. Características geométricas das engrenagens As engrenagens de dentes retos. helicoidais. Para que cada parte receba metade da carga.Engrenagem cilíndrica com dentes internos Na “tabela 11”. 69). Figura 104 . que são utilizados para calcular as engrenagens. Pode ser fabricada em peça única ou em duas metades unidas por parafusos ou solda. permitindo a economia de espaço e distribuição uniforme da força. m Comprimento do dente t (a ser dimensionado) Fonte: adaptado de Provenza (1960).25 4a7 0.167 . As máquinas antigas normalmente possuem um ângulo de 14. Ângulo de pressão O ângulo de pressão define o formato do dente. engrenamento e rendimento. quanto maior o ângulo de pressão. cos θ Altura da cabeça do dente (adendo) a=m Altura do pé do dente (adendo) b = 1. Tabela 12 . m Altura do dente h=a+b Folga no pé do dente e = 0.334) Diâmetro do círculo de base Db = Dp .Dimensões – engrenagem Descrição Engrenagem Número de dentes z Módulo m Ângulo de pressão θ = 20° (mais comum) Diâmetro primitivo Dp = m . Para obter a dimensão adequada entre centros de um conjunto de engrenagens cilíndricas de dentes retos. p. z Passo (circular frontal) P=m. evitando assim problemas de interferência no engrenamento.Tabela 11 . o dente fica mais pontudo.3 a 1 0.Módulo (engrenagem) Módulo Incremento (intervalo) 0. Observe que. Esses dimensionamentos também proporcionarão índices de ruídos e desgastes em níveis aceitáveis e normais. aplicamos a seguinte fórmula: . Montagem Além do dimensionamento dos dentes de uma engrenagem de acordo com seu tipo.π Espessura circular e vão s = v = P/2 Diâmetro externo De = m ( z + 2 ) Diâmetro interno Di = m ( z – 2.5 7 a 16 1 16 a 24 2 24 a 45 3 45 a 75 5 Fonte: adaptado de Provenza (1960. a distância entre centro dos eixos das engrenagens de um conjunto é de fundamental importância para seu perfeito funcionamento. 4-173).1 1a4 0. 72 CURSOS TÉCNICOS SENAI A “tabela 12” mostra os módulos padronizados. Módulo Determina o tamanho padrão do dente e é normalizado pela DIN 780. O recomendado pela ABNT é o de 20°.5°.167 . 5 mm Altura do dente: h=a+b b = 1.Engrenagem .75 mm Depois de ter estudado sobre as engrenagens. 1.5 . ( 27 +2) de = m.5 mm db = 38. calcular suas dimensões.5). módulo (m = 1.5 h=a+b h = 1. π Espessura circular e o vão do dente: S = V = P/2 S = V = 4. ELEMENTOS DE MÁQUINAS 73 .C= Dp1 + Dp2 2 C : Distância entre eixos. cos θ Passo: P = m .25 mm dp = 40.35 mm b = 1. Dp1 : Diâmetro da engrenagem motor . Figura 107 . cos 20° db = dp . E visualizará diferentes tipos de correntes. transmitindo força e movimento.5 x 27 Diâmetro externo: de = 1.167 .distância (C) Exemplo: dado uma engrenagem cilíndrica de dentes retos com número de dentes (Z1 = 27). π P = 1.7/2 Altura da cabeça do dente: a = m = 1.5 + 1. Dp2 : Diâmetro da engrenagem movida. ângulo (θ = 20°).167 . Diâmetro primitivo: dp = m. você aprenderá a respeito das correntes que unem as engrenagens. z dp = 1.5 . m b = 1.05 mm P = 4. (z + 2) Diâmetro de base: db = 40.7 mm S=V=2.5 .75 h = 3.5 mm de = 43. nessa seção. p. O rendimento da transmissão de força e de movimento vai depender diretamente da posição das engrenagens e do sentido da rotação.Sistema transmissão – corrente Fonte: Gordo e Ferreira (1996. A junção desses elementos gera uma pequena oscilação durante o movimento.Corrente (Coroa) Fonte: Gordo e Ferreira (1996. Transmissão Ocorre por meio do acoplamento dos elos da corrente com os dentes da engrenagem. 34).Seção 5 Correntes As correntes transmitem força e movimento que fazem com que a rotação do eixo ocorra nos sentidos horário e anti-horário. Figura 108 . as engrenagens devem estar num mesmo plano. p. 74 CURSOS TÉCNICOS SENAI . 35). Figura 109 . Para isso. Os eixos de sustentação delas ficam perpendiculares ao plano. Esse problema pode ser reduzido por meio de apoios ou guias.Corrente de bucha Fonte: Gordo e Ferreira (1996. por isso. ▪▪ Grandes folgas . conferindo mais resistência a esse tipo de corrente do que à corrente de rolo. ▪▪ Grandes distâncias . na movimentação de rolos para esteiras transportadoras.Corrente (montagem) Fonte: Gordo e Ferreira (1996. Entretanto. as correntes de rolo são constituídas de pinos. O fechamento das correntes de rolo pode ser feito por cupilhas ou travas elásticas. ocorre intensa oscilação que pode ser reduzida por amortecedores especiais. tala externa. Figura 112 . p. p. tala interna e bucha remanchada na tala interna.Usa-se um dispositivo chamado esticador ou tensor quando existe uma folga excessiva na corrente. 38). ELEMENTOS DE MÁQUINAS 75 . a corrente de bucha se desgasta mais rapidamente e provoca mais ruído. dupla e tripla: fabricadas em aço temperado. 37). os pinos e as buchas são feitos com diâmetros maiores.Esticador hidráulico Fonte: Gordo e Ferreira (1996. p. Os rolos ficam sobre as buchas. a corrente fica com barriga. Essa corrente não tem rolo. Corrente de bucha Tipos de corrente Correntes de rolo simples. O esticador ajuda a melhorar o contato das engrenagens com a corrente. São eles: Figura 111 . Figura 110 .Quando a distância entre os eixos de transmissão é grande. Essas correntes são utilizadas nos casos em que é necessária a aplicação de grandes esforços para baixa velocidade como.Algumas situações determinam a utilização de dispositivos especiais para reduzir essa oscilação. conforme o caso. por exemplo. 38). aumentando consequentemente a velocidade de transmissão. ▪▪ Grandes choques periódicos .Devido à velocidade tangencial. Acoplamentos elásticos Esses elementos tornam mais suave a transmissão do movimento em árvores que tenham movimentos bruscos e permitem o funcionamento do conjunto com desalinhamento paralelo. Continuando o estudo de elementos de transmissão. 76 CURSOS TÉCNICOS SENAI . Figura 113 . normalmente entre eixos coaxiais. sob o risco de ocorrer a quebra dos eixos ou rolamentos. Esse acoplamento permite o jogo longitudinal de eixos. alinhando as árvores de forma precisa. Figura 114 . É ainda de muita utilidade para transmissões entre eixos próximos. os acoplamentos devem ser construídos de modo que não apresentem nenhuma saliência. Acoplamento elástico de pinos Os elementos transmissores são pinos de aço com mangas de borracha que permitem um ajuste. p. Exemplo: entre o eixo de um motor e um redutor. Acoplamentos fixos Os acoplamentos fixos servem para unir árvores de tal maneira que funcionem como se fossem uma única peça. 120). Seção 6 Acoplamentos Acoplamento é um conjunto mecânico empregado na transmissão de movimento de rotação entre duas árvores ou eixos-árvore.Acoplamento elástico de pinos Fonte: Gordo e Ferreira (1996. Classificação: Os acoplamentos podem ser fixos. elásticos e móveis. 120). vapores. substituindo trens de engrenagens intermediárias. óleos etc.Aplicação A transmissão por corrente normalmente é utilizada quando não se podem usar correias por causa da umidade. suas classificações e aplicações. você conhecerá o que são acoplamentos. angular e axial entre as árvores. Acoplamento perflex Os discos de acoplamento são unidos perifericamente por uma ligação de borracha apertada por anéis de pressão. possibilitando pequenos desalinhamentos entre eixos.Acoplamento elástico de pinos Fonte: Gordo e Ferreira (1996. Por motivo de segurança. na próxima seção. p. Como são um tipo de junta rígida não pode haver desalinhamento entre os eixos. p. p. p. Acoplamentos móveis São empregados para permitir o jogo longitudinal das árvores. de até 6 graus. constituídas por tocos de borracha. ELEMENTOS DE MÁQUINAS 77 . Acoplamento de dentes arqueados Os dentes possuem a forma ligeiramente curvada no sentido axial. O anel dentado (peça transmissora do movimento) possui duas carreiras de dentes que são separadas por uma saliência central. 121). Os acoplamentos são utilizados para corrigir pequenas variações angulares entre eixos.Acoplamento elástico de garras Fonte: adaptado de Gordo e Ferreira (1996. Esses acoplamentos transmitem força e movimento somente quando acionados. obedecem a um comando. conforme o modelo. isto é. o que permite até 3 graus de desalinhamento angular.Acoplamento elástico de fita Fonte: Gordo e Ferreira (1996. nos quais está montada uma grade elástica que liga os cubos. O conjunto está alojado em duas tampas providas de junta de encosto e de retentor elástico junto ao cubo. Acoplamento elástico de fita de aço Consiste de dois cubos providos de flanges ranhurados. Figura 116 .Acoplamento elástico de garras As garras. Para aplicações em que ocorre maior variação angular entre eixos. Figura 115 . Figura 117 . Apesar de esse acoplamento ser flexível. encaixam-se nas aberturas do contradisco e transmitem o movimento de rotação. 120). para que não provoquem vibrações excessivas em serviço. as árvores devem estar bem alinhadas no ato de sua instalação. podem ser utilizadas a junta homocinética ou as cruzetas. 121). Todo o espaço entre os cabos e as tampas é preenchido com graxa.Acoplamento de dentes arqueados Fonte: Gordo e Ferreira (1996. m]. deve-se calcular o momento torçor no eixo e aplicar um fator de serviço de acordo com o emprego no equipamento. p.Os acoplamentos móveis podem ser: de garras ou dentes.S. Para dimensionar o acoplamento. Figura 119 . : Fator de Serviço. Dimensionamento de acoplamentos Geralmente esses acoplamentos são usados em aventais e caixas de engrenagens de máquinas-ferramentas convencionais. devese selecionar um acoplamento no catálogo de fornecedores. Para isso. ou motorredutor pronto. como flange e pés. Deverão ser verificadas no catálogo as dimensões do acoplamento selecionado. 122). Calculado o “Mtacoplamento”. Essa junta é constituída de esferas de aço que se alojam em calhas. 78 CURSOS TÉCNICOS SENAI É possível adquirir um redutor. o momento torçor na entrada e na saída. transmitindo torque. com capacidade de momento torçor igual ou superior à calculada. Dimensionamentos de sistemas de transmissão Conjuntos conhecidos como redutores. Eixos cardans / cruzetas Permitem trabalhar com eixos. com maior grau de desalinhamento. reduzir a rotação e aumentar o momento torçor (torque).Eixo cardan (cruzeta) Fonte: Adaptado de Antares. principalmente quanto às dimensões do eixo utilizado. F. para transmitir o movimento do motor. Cálculo do momento torçor (Mt) do acoplamento Mtacoplamento = Mt × F. são muito utilizados em acionamentos de máquinas.Junta homocinética Fonte: Gordo e Ferreira (1996. Junta universal homocinética Esse tipo de junta é usada para transmitir movimento entre árvores que precisam sofrer variação angular durante sua atividade. Mtacoplamento: Momento torçor do acoplamento (seleção do acoplamento) [N. bem como informações sobre a fixação na máquina. (2009). E a rotação é transmitida por meio do encaixe das garras ou de dentes. é necessário especificar a redução total i. Figura 118 . .S. Momento torçor ELEMENTOS DE MÁQUINAS 79 .Sistemas de transmissão A relação de transmissão “i” pode ser calculada pelas das seguintes fórmulas: i= d2 n d Z ou i = 1 ou i = 2 ou i = 2 d1 n2 d1 Z1 Onde: d2 : Diâmetro da polia ou engrenagem movida. O diâmetro da polia maior. d1 : Diâmetro da polia ou engrenagem motora. Portanto n i= 1 n2 1800 i= ∴ i=4 450 Figura 121 . a rotação e o momento torçor Exemplo: dado um sistema de polia e correia. n1 : Rotação do pinhão. existe uma relação direta entre a dimensão das polias e engrenagens. d : Diâmetro [mm]. b. a. Portanto. n : Rotação do motor [RPM]. Portanto i= d2 d1 4= d2 ∴ d2 = 340mm 85 Momento torçor Mt Figura 120 . Z2 : Engrenagem movida. rotação de saída = 450 rpm. é definido como o produto entre a força e a distância até o ponto de giro da peça. podemos calcular o momento torçor usando as seguintes fórmulas: Mt = F × d Mt = 9550 × N n Onde: Mt: Momento torçor (eixo) [N.Relação de transmissão “i” É dado um conjunto composto por um par de polias ou engrenagens.m]. Como pode ser observado. b. A relação de transmissão “i”. calcular: a. também chamado de torque ou conjugado de uma força. O momento torçor (Mt). diâmetro da polia menor (motora) = 85 mm. Dados: rotação do motor = 1800 rpm. n2 : Rotação da coroa. N : Potência [KW]. F : Carga aplicada (força) [N]. Z1 : Engrenagem motora. é possível determinar a força aplicada por meio da fórmula: Mt = F × d Portanto: F = Mt d Exemplo: um sistema de transmissão é constituído de um motor e dois pares de engrenagens. Z4 : 60 dentes.exemplo 80 CURSOS TÉCNICOS SENAI .DICA A relação entre potência em CV e Kw é: 1 CV = 0.motor (N) = 5. Figura 122 .736 KW Uma vez calculado o momento torçor de um eixo acionado por motor.Sistema de transmissão . Z3 : 15 dentes.5 KW. n : 1740 rpm. Z2 : 60 dentes. Z1 : 21 dentes. Dados: Pot. 5 ∴ M t1 = ∴ M t1 = 30. ▪▪ O momento torçor.86 Z1 21 Para finalizar. sabendo que: n2 = n1 1740 ∴n2 = ∴ n 2 = 609rpm i 2. poderá resultar em prejuízos à empresa. velumóide. selos mecânicos etc. as vantagens e utilidade de suas aplicações. papelão. de líquidos. sabendo que: n3 = n2 609 ∴n3 = ∴ n 3 = 152. para que não ocorra uma reação química entre eles.86 M t2 = 9550 × N 9550 × 5. os materiais que os compõem. O material do vedador deve ser compatível com o produto a ser vedado.19N.428 Vedação é o processo usado para impedir a passagem.25 b. flanges etc. Calcular para cada eixo: ▪▪ A rotação. ▪▪ Juntas de borracha: são vedações empregadas em partes estáticas. de um meio para outro. ELEMENTOS DE MÁQUINAS 81 . muito usadas em equipamentos. pois a reação poderá causar vazamentos e contaminação do produto. gaxetas. 9550 × N 9550 × 5.5 ∴ M t3 = ∴ M t3 = 345N. itotal = ? i total = n entrada 1740 ∴ i total = ∴ i 2 = 11. Calcular a redução “itotal”. ▪▪ A redução “i”. Seção 7 Vedação Conceito de vedação Eixo“II”.m n 609 Z4 60 ∴ i2 = ∴ i2 = 4 Z3 15 i2 = Eixo“III”. Tipos de elementos de vedação Os materiais usados como elementos de vedação são: juntas de borracha.a.25 DICA Também é possível calcular “itotal“ fazendo: i total = i1 × i2 ∴ i total = 2.m n 1740 M t1 = Z 60 i1 = 2 ∴ i1 = ∴ i1 = 2.5 ∴ M t2 = ∴ M t2 = 86. Eixo “I”: n1 : 1740 rpm. Podem ser fabricadas com materiais em forma de manta e ter uma camada interna de lona (borracha lonada) ou materiais com outro formato. juntas metálicas.25N. a 7ª seção de estudo mostrará a definição de vedação.86 × 4 ∴i total = 11. gases e sólidos particulados (pó). por retentores. Em termos industriais. Também apresentará as características de vedação.m n 152. anéis de borracha ou metálicos.428 n saída 152. retentores. diversos elementos de vedação. de maneira estática ou dinâmica.25rpm i2 4 M t3 = 9550 × N 9550 × 5. ▪▪ Juntas de teflon: material em- pregado na vedação de produtos como óleo. graxa e outros produtos. ▪▪ Juntas metálicas: são destinadas à vedação de equipamentos que operam com altas pressões e altas temperaturas. não existe a linha de colagem que pode ocasionar vazamento. nele. ar e água.▪▪ Anéis de borracha (ring): são vedadores usados em partes estáticas ou dinâmicas de máquinas ou equipamentos. em caixas de engrenagens etc. que operam à baixa velocidade. ar e água. As juntas de teflon suportam temperaturas de até 260°C. São normalmente aplicadas em flanges de grande aperto ou de aperto limitado. ▪▪ Juntas de papelão: são empregadas em partes estáticas de máquinas ou equipamentos como. Esse tipo de junta pode ser comprada pronta ou confeccionada conforme o formato da peça que vai utilizá-la. A vantagem do anel padronizado é que. 08). As juntas de cortiça são muito utilizadas nas vedações de tampas de cárter. que devem ser mantidos no interior de uma máquina ou equipamento. 82 CURSOS TÉCNICOS SENAI Figura 123 . submetidos a baixas pressões. as pontas de um fio de borracha com secção redonda. por exemplo. . o amianto suporta elevadas temperaturas e ataques químicos de muitos produtos corrosivos. que permite sua fixação na posição correta de trabalho. ▪▪ Retentor: é composto essencialmente por uma membrana elasto- mérica em forma de lábio e uma parte estrutural metálica semelhante a uma mola. p. A figura abaixo mostra um retentor entre um mancal e um eixo. Elementos de um retentor básico Os elementos de um retentor básico apresentam-se como na “tabela 13”. cobre ou chumbo. quadrada ou retangular. ▪▪ Juntas de amianto: material empregado na vedação de fornos e outros equipamentos. Estes vedadores podem ser comprados nas dimensões e perfis padronizados ou confeccionados colandose. geralmente fabricadas em aço de baixo teor de carbono.Retentor Fonte: SENAI/ES (1997. A função primordial de um retentor é reter óleo. Os anéis de borracha ou anéis da linha ring são bastante utilizados em vedações dinâmicas de cilindros hidráulicos e pneumáticos. O retentor é sempre aplicado entre duas peças que executam movimentos relativos entre si. nas tampas de caixas de engrenagens. em alumínio. ▪▪ Juntas de cortiça: material empregado em vedações estáticas de produtos como óleo. com adesivo apropriado. suportando variações de temperatura. Mola de traçao 3. os retentores deverão ser mantidos nas próprias embalagens. Chanfro das costas e. Pré-lubrificação dos retentores DICA Recomenda-se pré-lubrificar os retentores na hora da montagem. sulcos. Região cobertura da mola e. Anel de reforço metálico ou carcaça 5. Cobertura externa elastomerica a. deformação e oxidação. 09). quanto aos lábios dos retentores. Membrana elastomérica ou lábio a.Elementos básicos do retentor 1. Ângulo de ar b. Recomendações para a aplicação dos retentores Para que um retentor trabalhe de modo eficiente e tenha uma boa durabilidade. Alojamento da mola f. p. Condições de armazenagem dos retentores Durante o período de armazenamento. Chanfro da borda c. Cuidados especiais precisam ser observados. deverá estar acima de 28 HRC. Região do engaste do lábio 2. ▪▪ A superfície de trabalho do lábio do retentor deverá ser isenta de sinais de batidas. especialmente quando eles tiverem que ser retirados das embalagens. Manipulações desnecessárias deverão ser evitadas. para preservar os retentores de danos e deformações acidentais. Ângulo de vedação c. Ângulo de óleo d.Tabela 13 . ▪▪ A dureza do eixo. Região interna do vedador. falhas de material. a superfície do eixo e o lábio do retentor deverão atender aos seguintes parâmetros: ▪▪ O acabamento da superfície do eixo deve ser obtido por retificação. trincas. Borda   b. Costas Fonte: SENAI (1997. eventualmente recoberta por material elastomérico 4. Região interna do lábio g. A temperatura ambiente deverá permanecer entre 10ºC e 40ºC. no local de trabalho do lábio. Superfície cilíndrica externa ou diâmetro externo d. seguindo os padrões de qualidade exigidos pelo projeto. ELEMENTOS DE MÁQUINAS 83 . A escolha correta do material elastomérico permite a redução do atrito. de tal forma que o lábio não venha sofrer deformações. rebarbas. entalhes ou outras irregularidades. A “tabela 14” mostra quatro tipos de elastômeros e suas recomendações genéricas de aplicação. Tipos de perfis de retentores Como foi visto. que implique desmontagem do retentor ou do seu eixo de trabalho. danificar o lábio de vedação do retentor. arredondar os cantos ou se o retentor tiver que passar obrigatoriamente por regiões com roscas. recomenda-se o uso de uma luva de proteção para o lábio. provoca o desgaste no eixo na região de contato com o retentor. usam-se adesivos (colas) para garantir a estanqueidade entre o alojamento e o retentor. levando o lábio de vedação ao desgaste. diante de diferentes fluidos e graxas. condição fundamental para o cumprimento da função do vedador e para sua vida útil. pois isso comprometeria seu desempenho. DICA Em muitas ocasiões. por imperfeições no alojamento. O diâmetro da luva deverá ser compatível. ▪▪ A montagem do retentor no alojamento deverá ser efetuada com o auxílio de prensa mecânica. ▪▪ Riscos.A pré-lubrificação favorece a instalação perfeita do retentor no alojamento e mantém a lubrificação inicial no lábio durante os primeiros giros do eixo. para que o retentor não venha sofrer danos durante a prensagem. hidráulica e um dispositivo que garanta o perfeito esquadrejamento do retentor dentro do alojamento. ranhuras. Montagem do retentor no eixo Cuidados na substituição do retentor ▪▪ Quando um retentor for trocado. o que tende a causar a degeneração do material do retentor. ▪▪ O dispositivo não poderá. O fluido a ser utilizado na pré-lubrificação deverá ser o mesmo a ser utilizado no sistema e é preciso que esteja isento de contaminações. a vedação por retentores se dá por meio da interferência do lábio sobre o eixo. deve-se cuidar para que o adesivo não atinja o lábio do retentor. Esta condição de trabalho provoca atrito e a consequente geração de calor na área de contato. Não sendo possível chanfrar. Os cantos do eixo devem ter chanfros entre 15° e 25° para facilitar a entrada do retentor. o lábio do novo retentor não deverá trabalhar no sulco deixado pelo retentor velho. recomenda-se substituir o retentor por um novo. de forma alguma. Cuidados na montagem do retentor no alojamento ▪▪ Sempre que houver desmontagem do conjunto. Apresenta os limites de temperatura que podem suportar em trabalho. ▪▪ A superfície de apoio do dispositivo e o retentor deverão ter diâmetros próximos. sulcos. Nessa situação. 84 CURSOS TÉCNICOS SENAI . mantendo-se o eixo. ▪▪ Muitas vezes. oxidação e elementos estranhos devem ser evitados para não danificar o retentor ou acarretar vazamento. 125 Material empregado em motores e transmissões altamente solicitadas Fonte: SENAI (1997.50 . NBR  ACM  MVQ  FPM  Nitrílica  Poliacrílica  Silicone Fluorelas-tômero .T. Muito utilizado na indústria automotiva para aplicações gerais.F) Óleos hipóides Óleos para caixa de mudanças Óleos para motor Limites de temperatura mínima de trabalho (°c)  Tipo de borracha  Código do elastômero de acordo com as normas iso 1629 e din 3761 Tabela 14 .35 . - Material usualmente empregado em motores e transmissões na indústria automobilística.Retentor (aplicação) Limites de temperatira máxima de trabalho (°c)  Aplicações gerais 110 130 150 150 110 120 - 150 110 120 - 150 120 130 130 150 90 - - - 100 - - 125 100 Material normalmente utilizado para máquinas e equipamentos industriais.30 Álcool + aditivos Gasolina + óleo motor 2 t Graxa Óleos para transmissão automática (a. ELEMENTOS DE MÁQUINAS 85 . p.15 . - Material largamente utilizado para motores e transmissões na indústria automobilística. 10). . você poderá crescer nesse mundo globalizado. ELEMENTOS DE MÁQUINAS 87 . bem como social. procurando oportunizar a capacitação para tornar-se autodidata e aprofundar cada vez mais os seus conhecimentos.Finalizando Este livro foi elaborado de forma a transmitir todos os assuntos abordados relacionando-os à vivência prática. Todos os temas abordados são de fundamental importância para o crescimento profissional e humano dentro do mundo do trabalho. Espera-se que os objetivos propostos neste livro tenham sido alcançados e que todos aqueles que se utilizarem deste material possam ampliar seus conhecimentos e desenvolver suas habilidades e atitudes. necessária para o desenvolvimento das atividades profissionais inerentes ao curso desenvolvido. Assim. tão concorrido e exigente. Referências ▪▪ ACIONAC INDÚSTRIA E COMÉRCIO LTDA. Tabela de furo e rasgo de chaveta conforme Norma DIN 6885/1. Disponível em: <http://www.acionac.com.br/ downloads/normas/Norma_DIN.pdf>. Acesso em: 10 mar. 2010. ▪▪ ANTARES ACOPLAMENTOS MECÂNICOS. 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Torino, IT: SKF Ferramentas, c1982. 477 p. ▪▪ TELECURSO 2000.Profissionalizante Elementos de máquinas. São Paulo, SP: Globo, 2000. 7 DVDs (aulas de 50) : NTSC. 90 CURSOS TÉCNICOS SENAI 376 22 18.000 25.250 8.25 4.480 6 4.051 0.700 3.8 1.387 0.917 0.706 2.740 2.500 9.545 4. 4 .180 9.893 0.220 1.217 10.840 0.211 0. ELEMENTOS DE MÁQUINAS 91 .520 2.022 0.773 0.479 2.06 1.863 14 11.22 3.188 9 7.038 0.6 1.08 1.577 39.929 0.208 3 2.045 4.056 6.25 4.250 1.294 0.429 0.153 0.000 12.727 33 28.067 8.093 2.101 4.5 3.853 1.000 5.361 20.08 1.752 0.505 30.917 0.500 30.933 1.075 0.2 1.351 7 5.032 0.171 0.351 8 6.217 11.693 0.294 0.361 22.19 3.180 34.650 42.850 0.500 20.147 0.500 27.221 0.077 Fonte: adaptado de Provenza (1960.450 2.500 2.527 2.467 0.000 33.051 1.373 1.079 10.767 0.835 0.613 0.028 0.600 3.467 0.038 1.135 23.460 0.491 0.135 20.647 0.616 1.065 2.180 8.090 11.06 1.074 0.433 24.320 1.018 0.838 1.184 0.933 1.276 0.289 14.036 4.289 16.701 16 13.067 9.09 1.250 0.026 11 9.211 0.036 1.044 0.670 0.361 18.065 2.000 22.933 1.250 7.019 0.500 18.153 0.227 0.276 0.908 2.5 1.056 7.376 20 16.577 36.450 1.031 0.141 0.580 0.690 0.018 1.245 0.215 0.112 17.045 5.011 0.026 12 9.Anexo Tabelas técnicas Tabela 15 .760 0.13 2.028 0.816 1.129 0.110 4 3.920 0.051 1.22 3.534 0.16 2. p.000 6.090 13.144 6.400 1.5 2.102 37.376 0.368 0.022 0.058 2.4 1.Rosca métrica normal Tabela de Roscas Rosca Métrica de Perfil Triangular Série Normal Externa e Interna (Parafuso e Porca) Menor Altura do filete Raio da raiz da rosca externa Maior Menor Raio da raiz da rosca interna.727 36 31.573 2 1.670 0.11 1.767 0.764 0.350 1.16 2.534 0.072 3.215 0.093 2.294 0.19 3.371 0.10).773 0.160 0.134 0.188 10 8.087 3.546 1.534 0.147 0.227 0.022 2.047 0.211 0.28 4.454 0.567 0.750 4.013 5 4.300 1.031 3.509 0.022 0.16 2.675 3.052 30 25.242 0.144 7.350 1.500 16.025 0.752 0.106 0.000 36.115 5.376 0.413 1.112 15.800 4.013 0.613 0.043 1.920 0.500 39.160 0.376 24 20.036 1.505 33.09 1.500 10.459 0.052 27 23.706 2.205 1.253 12.402 42 36.648 0.713 0.421 0.729 0.108 4.320 1.000 14.835 0.402 39 34.750 10.180 31.546 1.2 0.647 0.840 0.454 0.307 0.157 29.433 27. Passo Efetivo Interna (Porca) Maior (nominal) Externa (Parafuso) d (mm) d1 (mm) he (mm) rre (mm) D (mm) D1 (mm) rri (mm) P (mm) d2D2 (mm) 1 0.948 0.534 3.157 26.018 0.112 19.13 2.701 18 14. 045 10.767 0.750 10.160 0.027 4.027 3.618 1.6 1.350 14 12.613 0.188 0.773 0.500 14.108 6.5 4.056 12.527 3.917 0.144 18.10).693 0.767 0.513 7 6.5 2.045 9.250 11.034 10.621 0.180 0.013 0.513 8 7.026 18 16.144 14.188 0.307 0.072 5.180 0.459 0.773 0.917 0.886 0.045 12.180 0.460 0.516 3.750 5.034 6.000 15.144 17.460 0.730 0.000 17.460 0.026 17 15.250 8.047 0.175 6 5.090 1.647 0.045 7.070 0.513 9 7.070 0.350 10 8.000 8.090 1.047 0.675 5.625 11 10.920 0.144 8.527 4.000 11.060 1.613 0.Tabela 16 .386 0.613 0.026 16 14.157 0.613 0.144 9.000 16.767 0.376 0.034 8.080 1.047 0.647 0.067 12.386 0.500 15.180 0.773 0.045 15.080 1.187 12 10.917 0.500 16.188 0.067 13.673 4.959 0.212 1.180 14.031 0.047 0.613 0.920 0.917 0.060 1.917 0.917 0.460 0.108 10.000 9.215 0.809 1.153 0.056 8.000 10.750 6.500 11.153 0.513 11 9.917 0.5 3.144 11.034 9.022 0.072 4.500 13.031 0. 4 .273 4 3.072 5.917 0.060 1.200 1.500 4.215 0.188 0.051 3.613 0.217 14.144 15.773 0.350 9 8.376 0.031 0.000 14.350 Fonte: adaptado de Provenza (1960.513 8 6.067 15.045 8.376 0.034 7.350 17 15.060 1.350 12 10.307 0.613 0.016 2.354 0.060 1.108 8.466 0.013 0.500 4.187 14 12.500 5.144 12.920 0.060 1.063 1.034 5.446 0.080 1.144 16.160 0.217 12.188 0.350 2.670 2 1.570 0.613 0. Passo Efetivo Altura do filete d1 (mm) he (mm) rre (mm) D (mm) D1 (mm) rri (mm) P (mm) d2D2 (mm) 1.470 1.350 3.384 0.045 13.886 0.123 0.500 3.893 0.026 15 13.121 0.067 14.Rosca métrica fina Tabela de Roscas Rosca Métrica de Perfil Triangular Série Fina Maior Menor Raio da raiz da rosca interna.613 0.047 0.459 0.773 3.773 0.250 2.8 1.920 0.108 11.036 2.090 1.273 3 2.217 15.930 0.307 0.773 0.466 0. 92 Externa e Interna (Parafuso e Porca) Interna (Porca) Raio da raiz da rosca externa d (mm) Menor Maior (nominal) Externa (Parafuso) CURSOS TÉCNICOS SENAI .051 2.022 0.460 0.051 3.144 10.160 0.2 1.376 0.160 0.038 2.029 1.029 1.056 10.045 16.918 0.180 0.045 6.121 0.613 0.200 1.012 1.160 0.5 3.516 2.350 16 14.108 7.022 0.917 0.108 9.000 7.554 0. p.513 10 8.090 1.250 13.031 0.215 0.350 15 13.837 2.045 14.350 2.180 10.773 0.750 9.067 10.773 0.026 14 12.584 0.750 7.047 0.959 0.157 0.307 0.460 0.072 5.773 0.060 1.376 0.175 5 4.188 0.773 0.647 0.036 2.060 1.217 17.920 0.090 1.250 1.123 0.217 16.180 12.060 1.350 10 9.350 12 10.000 13.180 0.750 8. 5 4.2 19 3.5 59 2.1 2 26 1.9 7 2.5 2.2 3.5 65 2.5 29 1.5 1.3 3.6 70 2.8 0.8 42 6.5 69 2.7 28 1.5 67 2.6 68 2.8 6.4 2.6 4.6 5 0.9 9 1 8.5 52 2.5 74 2.6 75 2.5 11 1.9 2.5 2.9 12 1 11 3.6 3.7 2 21 1.5 26 4.5 63 7.9 2.5 57 2.8 33 5.3 4.8 35 5.8 45 6.1 5.3 8.7 14 1.5 33 1.5 2.5 37 1.7 Fonte: Provenza (1960.7 5.5 53 2.8 1.5 2.8 36 1. p.5 32 5.Anel elástico – Daí ELEMENTOS DE MÁQUINAS 93 .5 27 4.9 1.7 33 1.1 5.5 35 1.8 41 6.2 1.1 1 4.8 5 2.1 1.8 2.3 1.5 28 4.5 34 1.5 4 2.7 13 1.9 38 1.9 7 2.2 23 1.6 72 2.1 46 1.3 56 2 52 7 5 2.2 4.1 2 25 1.4 4 2.7 2.5 2.8 3.7 3.2 19 1.2 25 4.6 1.2 22 1.1 39 1.3 4.8 39 6.5 72 2.1 2 27 1.5 3.4 2.5 32 5.Tabela 17 .1 2 23 1.5 31 5.2 2.7 4.211).3 2.8 37 5.5 2 28 1.2 25 4.5 61 7.5 2.1 42 1.5 66 7.2 1.5 30 1.3 0.2 25 1.8 36 5.9 37 1.7 2 22 1.5 47 1.3 54 2 50 6.5 29 4.8 6.2 21 4.5 2.1 2 24 1.5 34 1.8 43 6.6 77 2.5 55 2.1 45 1.8 6.2 2. Tabela 18 .2 1.3 55 2 51 7 5 2.3 1.4 6.5 73 8 7 2.3 3 1.2 1.8 7.3 9.5 2.2 23 4.8 6 0.3 58 2 54 7.2 24 1.7 1.9 15 1 13 3.8 44 6.6 1.6 2.8 34 5.9 5 2.4 3.9 7 0.3 4.2 5.2 21 1.2 17 3.4 2.3 5.7 1. 4 .5 60 2.9 13 1 12 3.5 2 29 1.2 20 4 2.5 2.4 4.7 0.7 18 1.8 2.5 42 1.3 4 2.1 44 1.4 2.7 16 1.8 2.3 57 2 53 7.8 2.4 4 2.9 17 1 16 3.5 68 7.5 40 1.5 38 1.5 62 2.7 32 1.9 8 0.9 3.5 49 2.2 5.9 18 1.8 0.5 45 1.6 2.8 1.7 1 3.5 2.Anel elástico .9 10 1 9.5 51 2.8 2.1 50 2 46 6.8 4.5 64 7.7 12 1.2 1.3 63 2 59 7.5 54 2.7 31 1.2 6.7 29 1.5 43 1.DAe d1 s hll d3 ~a ~b d5 d2 m min d1 s hll d3 ~a ~b d5 d2 m min 4 0.1 48 1.2 1.3 68 2.1 40 1.7 2 20 1.7 35 1.7 5 2.2 7.4 3 1.7 0.6 1.2 20 1.2 22 4.2 27 1.5 30 5 3.5 2.8 2.9 14 1 13 3.5 32 1.2 5.2 22 4.1 2.3 0.9 31 1.2 1.9 16 1 15 3.6 4.7 2 19 1.8 1.7 15 1.7 2.7 1.5 2.3 60 2 56 7.1 3.5 64 2.5 2.5 71 7.3 62 2 58 7.6 67 2.3 52 2 48 6.7 12 1.9 2.7 1.7 30 1.4 2.5 36 1.7 17 1.4 3.5 46 1.5 44 1.4 2.9 11 1 10 3.2 18 3.2 26 1.8 6.1 47 1. 5 2.7 2 1.9 4.5 2 25 1.6 2 1.4 6 2.7 35 1.3 67 2.7 16 1.2 32 1.1 38 1.9 1.1 41 1.5 2.5 59 2.2 28 4.9 5.4 3 2 26 1.5 2.2 23 1.6 77 2.7 3 2 29 1.2 3.7 3 2 31 1.5 38 5.7 36 1.5 63 2.5 56 2.5 10 1.5 73 2.2 21 1 23 4.2 3.5 48 1.5 70 2.5 1 10 3 1.8 46 5.3 4 2.5 75 7.5 41 1.2 31 4.5 34 1.1 48 1.1 2.5 58 2.5 66 2.5 2.5 4.1 50 2 54 6.5 57 2.7 Fonte: Provenza (1960.5 39 5.3 54 2 58 6.5 2.5 2.7 18 1.5 2. 4 .2 25 1.5 45 1.1 2.7 13 1.8 51 6.5 37 5.2 29 4.Anel elástico – Daí d1 s hll d3 ~a ~b d5 d2 m min d1 s hll d3 ~a ~b d5 d2 m min 9.6 72 2.5 73 7.5 9.5 2.7 19 1.7 15 1.5 36 5.5 41 5.5 37 1.5 69 7 5.1 52 2 56 6.9 15 1 16 3.5 5.1 4.2 26 1.5 2 22 1.5 53 2.5 61 2.5 54 2.6 2.9 4.6 2.8 2 1.6 1.2 30 4.2 3.6 3 2 27 1.2 24 1.8 48 5.6 2.4 6 2.2 33 5.9 13 1 14 3.7 14 1.1 39 1.1 44 1.5 2 21 1.1 51 2 55 6.9 11 1 12 3.7 33 1.1 42 1.5 72 7 6 2.8 4.1 1.3 58 2 62 6.3 56 2 60 6.5 42 5.2 26 4.8 5.3 63 2 67 6.9 19 1 21 4 2.1 2.2 30 1.5 49 1.2 1.9 14 1 15 3.8 47 5.1 40 1. 94 CURSOS TÉCNICOS SENAI .7 4 2.1 2.Tabela 18 .7 17 1.2 27 4.5 40 1.5 2.2 32 4.2 22 1 24 4.1 2.6 3 2 28 1.8 45 5.5 68 2.5 43 1.9 16 1 17 3.5 39 1.5 5.2 25 4.5 5.9 5.6 11 1 11 3.5 65 2.5 75 2.3 57 2 61 6.5 2.3 68 2.5 2 24 1.6 75 2.9 12 1 13 3.5 51 1.1 2.8 6.5 2.6 1.5 2.5 80 2.5 80 7.1 2.7 3 2 30 1.6 1.5 2 1.9 17 1 18 3.8 5.5 5.2 34 5.2 3.1 2.1 2.5 46 1.5 71 2.5 5.5 38 1.5 36 1.8 5.6 10 1 11 3.5 60 2.8 44 5.5 1.1 1.8 4 2.3 65 2.5 47 1.5 82 7.3 2.9 18 1 20 4 2.3 62 2 66 6.1 45 1.1 43 1.5 50 1.6 1.5 40 5.5 5.3 55 2 59 6.2 29 1.5 2.5 11 1.6 2 1.5 2 23 1.5 77 7.6 70 2.1 2.2 3.2 3.5 4 2.5 55 2.2 2.3 2 1.8 52 6.3 60 2 64 6.5 35 1.2 27 1.211).5 44 1.8 50 6 4.5 78 2.2 31 1.7 34 1.8 49 5.7 4 2.2 20 1 22 4 2.5 33 1.8 6. p.5 2.8 6.1 46 1.1 53 2 57 6.2 3.5 2.5 2 20 1.5 11 1.5 2.2 28 1.2 4.5 2.1 47 1.7 37 1.5 2. 120 + 0.4 12.3 4.5 7.4 + 0.3 0 22.4 1.032 .052 0 1.026 .006 . p.030 0 -0.6 0.4 9.4 0.074 0 + 0.4 0.025 0 Cubo t2 Nominal 10 2 3 Nominal 8 Eixo N9 2x2 Cubo D10 8 Eixo H9 6 Nominal até Eixo t1 ajuste c/ folga no Seção bxh de Raio r ajuste c/ interferencia no cubo P 9 ajuste c/ folga no Cubo JS 9 Diâmetro d Afastamentos Afastamentos Eixo 20.0.0.0 9.074 0 .0 19.018 .087 + 0.036 + 0.004 .078 + 0.3 0.2 1.0 14.5 1.124 1.Chavetas Chaveta Canaletas Largura Profundidade 4x4 12 17 5x5 17 22 6x6 22 30 8x7 30 38 10x8 38 44 12x8 44 50 14x9 50 58 16x10 58 65 18x11 65 75 20x12 75 85 22x14 85 95 25x14 95 110 28x16 110 130 32x18 130 150 36x20 150 170 40x22 170 200 45x25 200 230 50x28 230 260 56x32 260 290 63x32 290 330 70x36 330 380 80x40 380 440 90x45 440 500 100x50 + 0.026 .0 0.0.5 2.015 .022 .7 17.3 0.4 1.0 8.2 20.030 + 0.3 + 0.0.7 15.4 12.031 4 5 6 + 0.0 56 63 70 80 Fonte: Provenza (1960.015 .4 0.052 0 .0 0.022 .0 3.0.0 3.0.3 0.4 11.4 0.6 0.043 0 0 .0 31.6 0.4 0.260 + 0.026 + 0.0.030 0 + 0.0 17.120 0 .031 .0 3.8 2.4 2.3 0.0 7.0 3.060 + 0.6 0.0.015 .100 + 0.4 0.1 0 0.0.0 0.0.2 Mínimo 12 .5 3.2 0.050 1.074 . + 0.043 .0 28.0.037 .0.037 .0.037 + 0.036 0 + 0.018 .5 2.0.3 0.3 5.0.062 + 0.0 + 0.0 + 0.2 25.2 5.012 .3 0.0 11.2 4.061 1.6 1.031 .2 0 4.2 0.4 2.029 Máximo 10 + 0.013 .5 3.0.0.3 0.1 0.180 + 0.2 0.0.0.6 1.4 0.4 6.0 5.2 2.0.8 2.021 .088 90 100 + 0.0 + 0.012 .080 0 .5 2.0. 4 .0.0 15.Tabela 19 .4 10.0.4 1.0.0.0.106 .4 4.020 Afastamentos 3x3 + 0.8 7.0 6.5 2.0 10.1 0.9 + 0.0 5.4 1.098 + 0.0.040 0 .065 + 0.3 0.043 + 0.0 ELEMENTOS DE MÁQUINAS 95 .6 1.0.4 0.062 0 + 0.051 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40 45 50 + 0.0.7 13.7 1.220 + 0.3 0.8 0.3 5.1 0.149 + 0.0 + 0.044 .087 0 + 0.43).042 8 10 + 0.0.4 1.0 0.0.0.5 + 0.018 .3 0 12.4 0.6 0.1 0 0.2 0 9. 1/2” 56.44 - 38600 40900 3/8” 3.82 114000 151000 160000 3/4” 14.1/8” 112.39 - 6200 6600 3/16” 0.51 - 55300 58600 7/16” 4.19 220000 292000 309500 1” 25 - 379000 401700 1.25 - 97100 102900 9/16” 7.3/8” 47.1600 N/mm2 Improved Plow Stell 1800 .13 163000 216000 229000 7/8” 19.3/8” 141.07 - 971000 - 1.2100 N/ mm2 0.3/4” 76.07 - 1950000 - CURSOS TÉCNICOS SENAI .88 - 14000 14800 1/4” 1.76 - 75000 79500 1/2” 6.1/4” 126.1/4” 39.69 - 477000 506000 1.13 - 586000 621100 1.25 - 835000 885000 1.95 - 1280000 - 2” 100 - 1450000 - 2.1/8” 31.32 - 705000 749000 1.56 - 24800 26300 5/16” 2.5/8” 66.2000 N/ mm2 CIMAX 1900 .95 - 1620000 - 2.7/8” 87.Cabos de aço – 6 x 19 Carga de ruptura mínima efetiva em N 96 Diâmetro em Polegadas Peso Aproximado em N/m 1/8” Mild Plow Stell 1400 .64 - 1810000 - 2.88 - 122000 129900 5/8” 9.Tabela 20 .64 - 1120000 - 1.