Selecao de Parafusos Metricos e Processos de Soldagem - Estudo de Caso

A figura abaixo mostra um mancal de esferas ajustado em sua caixa e suportando a extremidade de um eixo girante O eixo aplica uma carga estática de 9Kn à caixa do mancal conforme mostrado Selecione parafusos métricos ISO para a fixação da caixa do mancal e especifique o torque de aperto mais apropriado 2º Saber especificar o torque necessário para apertar um parafuso é fundamental para o seu dia a dia de trabalho principalmente tendo em vista a quantidade de tipos de parafusos existente Veja a seguinte situação Você é engenheiro projetista e trabalha em uma grande empresa Seu desafio hoje é especificar o torque necessário para apertar um parafuso lubrificado M6 de rosca grossa pertencente à classe métrica de resistência 48 sabendo que a tensão da précarga é correspondente à resistência mínima de prova 310 MPa Lembrese de calcular a précarga Fi por meio da equação σFiA a área de tensão para o parafuso M6 é obtida em tabelas de roscas métricas 3º A produção da empresa em você trabalha está desenvolvendo uma nova linha de produtos os quais necessitam que seus respectivos processos de fabricação sejam definidos E você é o profissional responsável por elaborar o roteiro de produção dos itens do processo de soldagem Veja Sabendo que sua empresa possui equipamentos para soldagem MIGMAG TIG e eletrodo revestido confira algumas informações referentes às peças a serem produzidas Característica Peça A Peça B Demanda Alta Baixa Acabamento Bom Bom Material Aço 1020 Aço 1045 Aço inoxidável Nesse contexto seu desafio é analisar as informações ilustradas na tabela e responder qual processo de soldagem deverá ser realizado em cada peça Lembrese de justificar sua resposta Questão 1 Não foi especificada as dimensões do mancal Visto a falta de informação será considerado apenas o esforço simples de tração sobre o parafuso Admitindo que a junção com parafusos seja simétrica e que só existam parafusos no plano do desenho podemos calcular a força que cada parafuso suporta 𝐹𝑝𝑎𝑟𝑎𝑓𝑢𝑠𝑜 𝑃 2 𝐹𝑝𝑎𝑟𝑎𝑓𝑢𝑠𝑜 9 𝑘𝑁 2 𝐹𝑝𝑎𝑟𝑎𝑓𝑢𝑠𝑜 45 𝑘𝑁 Tabela com as dimensões padronizadas das roscas métricas Selecionando inicialmente um parafuso M6 𝐴𝑡 2012 𝑚𝑚2 Cálculo da tensão de tração para este parafuso 𝜎 𝐹𝑝𝑎𝑟𝑎𝑓𝑢𝑠𝑜 𝐴𝑡 𝜎 4500 𝑁 2012 𝑚𝑚2 𝜎 22366 𝑀𝑃𝑎 Tabela com os materiais das roscas métricas e suas respectivas resistências Vemos que a classe 46 apresenta resistência ligeiramente superior à requerida o melhor a fazer é selecionar a próxima classe 48 Parafuso selecionado M 6 X 1 Classe 48 Diâmetro 6 mm Passo 1 mm Cálculo da força de aperto no parafuso 𝐹𝑖 𝐴𝑡 𝑆𝑃 1 𝐶 Supondo uma précarga de 90 da resistência de prova 𝐹𝑖 𝐴𝑡 𝑆𝑃 1 𝐶 𝐹𝑖 2012 𝑚𝑚2 310 𝑁𝑚𝑚2 1 01 𝐹𝑖 56135 𝑁 𝑄𝑢𝑒 é 𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑖𝑜𝑟 à 𝑓𝑜𝑟ç𝑎 𝑑𝑒 𝑠𝑒𝑝𝑎𝑟𝑎çã𝑜 Cálculo do torque de aperto 𝑇𝑎𝑝𝑒𝑟𝑡𝑜 021 𝐹𝑖 𝑑 𝑇𝑎𝑝𝑒𝑟𝑡𝑜 021 56135 𝑁 0006 𝑚 𝑻𝒂𝒑𝒆𝒓𝒕𝒐 𝟕 𝟎𝟕𝟑 𝑵 𝒎 Questão 2 Para o parafuso especificado M6 classe 48 sua seção transversal tem o respectivo valor 𝐴𝑡 2012 𝑚𝑚2 Cálculo da força de aperto no parafuso 𝐹𝑖 𝐴𝑡 𝑆𝑃 1 𝐶 O enunciado cita uma précarga de 100 da resistência de prova 𝐹𝑖 𝐴𝑡 𝑆𝑃 1 𝐶 𝐹𝑖 2012 𝑚𝑚2 310 𝑁𝑚𝑚2 1 0 𝐹𝑖 62372 𝑁 Cálculo do torque de aperto 𝑇𝑎𝑝𝑒𝑟𝑡𝑜 021 𝐹𝑖 𝑑 𝑇𝑎𝑝𝑒𝑟𝑡𝑜 021 62372 𝑁 0006 𝑚 𝑻𝒂𝒑𝒆𝒓𝒕𝒐 𝟕 𝟖𝟓𝟗 𝑵 𝒎 Questão 3 Peça A Exige alta demanda que pode ser obtida por processos automáticos como MIG ou MAG Exigem bom acabamento que podem ser obtidos por processos com bom controle da poça de fusão como MIG MAG ou TIG Os materiais soldados são aços 1020 e 1045 que podem ser soldados por qualquer dos processos mencionados Devido às características do processo o processo escolhido será o seguinte Peça A Solda MAG Peça B Exige baixa demanda que pode ser obtida por processos manual como TAG ou eletrodo revestido Exigem bom acabamento que podem ser obtidos por processos com bom controle da poça de fusão como MIG MAG ou TIG Os materiais soldados são aço inoxidável que podem ser soldados por qualquer dos processos mencionados Devido às características do processo o processo escolhido será o seguinte Peça B Solda TIG Questão 1 Não foi especificada as dimensões do mancal Visto a falta de informação será considerado apenas o esforço simples de tração sobre o parafuso Admitindo que a junção com parafusos seja simétrica e que só existam parafusos no plano do desenho podemos calcular a força que cada parafuso suporta F parafuso P 2 F parafuso9kN 2 F parafuso45kN Tabela com as dimensões padronizadas das roscas métricas Selecionando inicialmente um parafuso M6 At2012mm 2 Cálculo da tensão de tração para este parafuso σF parafuso At σ 4500 N 2012m m 2 σ22366 MPa Tabela com os materiais das roscas métricas e suas respectivas resistências Vemos que a classe 46 apresenta resistência ligeiramente superior à requerida o melhor a fazer é selecionar a próxima classe 48 Parafuso selecionado M 6 X 1 Classe 48 Diâmetro 6 mm Passo 1 mm Cálculo da força de aperto no parafuso FiAtS P 1C Supondo uma précarga de 90 da resistência de prova FiAtS P 1C Fi2012mm 2310N mm 2 101 Fi56135 N Queé superior àforçade separação Cálculo do torque de aperto T aperto021 Fid T aperto0215613 5 N0006m T aperto7073 N m Questão 2 Para o parafuso especificado M6 classe 48 sua seção transversal tem o respectivo valor At2012mm 2 Cálculo da força de aperto no parafuso FiAtS P 1C O enunciado cita uma précarga de 100 da resistência de prova FiAtS P 1C Fi2012mm 2310N mm 2 10 Fi62372N Cálculo do torque de aperto T aperto021 Fid T aperto02162372 N0006m T aperto7859 N m Questão 3 Peça A Exige alta demanda que pode ser obtida por processos automáticos como MIG ou MAG Exigem bom acabamento que podem ser obtidos por processos com bom controle da poça de fusão como MIG MAG ou TIG Os materiais soldados são aços 1020 e 1045 que podem ser soldados por qualquer dos processos mencionados Devido às características do processo o processo escolhido será o seguinte Peça A Solda MAG Peça B Exige baixa demanda que pode ser obtida por processos manual como TAG ou eletrodo revestido Exigem bom acabamento que podem ser obtidos por processos com bom controle da poça de fusão como MIG MAG ou TIG Os materiais soldados são aço inoxidável que podem ser soldados por qualquer dos processos mencionados Devido às características do processo o processo escolhido será o seguinte Peça B Solda TIG