Aula 6 - Elementos de Maquinas

Aula 6 – Elementos de fixação\n\nProfessor: Me. Eng. Ademar Fagundes\nE-mail: ademar.fagundes@uniarp.edu.br REBITES\n\nCONCEITO:\nSão peças fabricadas em aço, alumínio, cobre ou latão. Unem rigidamente peças ou chapas, principalmente em estruturas metálicas.\nExemplo: reservatórios, caldeiras, máquinas, navios, aviões, veículos e treliças. REBITES\n\nVANTAGENS DAS LIGAÇÕES REBITADAS:\n- Barata e simples;\n- Maior facilidade de reparação;\n- Aplicação a materiais de má soldabilidade;\n- Execução simples, pois não exige operário qualificado para o controle de qualidade (simples).\n\nDESVANTAGENS DAS LIGAÇÕES REBITADAS:\n- Não desmontável;\n- Maior peso da união;\n- Campo de aplicação reduzido (chapas);\n- Não recomendável a carregamentos dinâmicos;\n- Redução de resistência do material rebitado furação. REBITES\n\n• FABRICAÇÃO:\n\nA fabricação de rebites é padronizada, ou seja, segue normas técnicas que indicam medidas da cabeça, do corpo e do comprimento útil dos rebites.\nNo quadro ao lado, são apresentadas as proporções padronizadas para os principais tipos de rebites. REBITES\n\n• REBITES ESPECIAIS:\n\nExistem rebites com nomes especiais como por exemplo:\n- Explosivo;\n- Pop;\n- De tubo;\n- De alojamento e etc. REBITES\n\n• REBITAGEM A QUENTE E A FRIO:\n\nA rebitagem a quente é indicada para rebites com diâmetro superior a 6,35 mm, sendo aplicada, especialmente, em rebites de aço.\n\nA rebitagem a frio é feita por martelamento simples, sem utilizar qualquer fonte de calor. É indicada para rebites com diâmetro de até 6,3 mm, se o trabalho for à mão, e de 10 mm, se for à máquina. Usa-se na rebitagem a frio rebites de aço, alumínio etc. REBITES\n• PROCESSOS DE REBITAGEM:\nA segunda cabeça do rebite pode ser feita por meio de dois processos: manual e mecânico.\n✓ Processo manual:\nEsse tipo de processo é feito à mão, com pancadas de martelo. Antes de iniciar o processo, é preciso comprimir as duas superfícies metálicas a serem unidas, com o auxílio de duas ferramentas: o contra-estampo, que fica sob as chapas, e o repuxador, que é uma peça de aço com furo interno, no qual é introduzida a ponta saliente do rebite. REBITES\n• PROCESSOS DE REBITAGEM:\n✓ Equipamentos para rebitagem de repuxo: REBITES\n• PROCESSOS DE REBITAGEM:\n✓ Processo mecânico:\nO processo mecânico é feito por meio de martelo pneumático ou de rebitadeiras pneumáticas e hidráulicas.\n- Rebitadeiras Pneumáticas:\nO martelo pneumático é ligado a um compressor de ar por tubos flexíveis e trabalha sob uma pressão entre 5 Pa 7 Pa, controlada pela alavanca do cabo. REBITES\n• PROCESSOS DE REBITAGEM:\n✓ Processo mecânico:\n\n-Rebitadeira Hidráulica:\nA rebitadeira pneumática ou hidráulica funciona por meio de pressão contínua. Essa máquina tem a forma de um C e é constituída de duas garras, uma fixa e outra móvel com estampos nas extremidades. REBITES\n• DEFEITOS DE REBITAGEM:\nOs principais defeitos na rebitagem são devidos, geralmente, ao mau preparo das chapas a serem unidas e má execução das operações nas fases de rebitagem.\n\n✓ Furos fora do eixo, formando degraus:\n\n✓ Chapas mal encostadas: REBITES\n✓ DEFEITOS DE REBITAGEM:\n✓ Diâmetro do furo muito maior em relação ao diâmetro do rebite:\n✓ Os defeitos causados pela má execução;\n✓ Aquecimento excessivo do rebite:\n✓ Rebitagem descentralizada:\n✓ Mal uso das ferramentas para fazer a Cabeça:\n✓ O comprimento do corpo do rebite é pequeno em relação espessura da chapa REBITES\n• ELIMINAÇÃO DOS DEFEITOS:\n✓ Talhadeira;\n✓ Lima;\n✓ Esmirilhadeira e furação; REBITES\n• ESPECIFICAÇÃO DE REBITES:\nPara adquirir os rebites adequados ao seu trabalho, é necessário que conhecer suas especificações, ou seja:\n✓ Material;\n✓ Tipo de cabeça;\n✓ Diâmetro do corpo;\n✓ Comprimento útil (L) e sobra necessária (Z).\nÉ extremamente importante saber também o modo como vai ser fixado o rebite: a frio ou a quente.\nExemplos:\n• Material do rebite: rebite de aço ABNT 1006 - 1010;\n• Tipo de cabeça: redonda;\n• Diâmetro do corpo: 6,35 mm(¼”)\n• Comprimento útil 19,05mm(¾”)\n• e/ou Rebite de alumínio, com cabeça chata, 3/32” x 1/2”. REBITES\n• CÁLCULOS PARA REBITAGEM:\n✓ Cálculo do diâmetro do rebite:\nA escolha do rebite é feita de acordo com a espessura das chapas que se quer rebit ar. A prática recomenda que se considere a chapa de menor espessura e multiplique esse valor por 1,5; segundo a fórmula:\n d = 1,5 . Sm\nOnde:\n d = Diâmetro do rebite;\n Sm = Chapa com menor espessura da união;\n 1,5 = Constante da fórmula ou valor predeterminado. REBITES\n\n• CÁLCULOS PARA REBITAGEM:\n\n✔ Cálculo do diâmetro do furo (d_f):\n\nO diâmetro do furo pode ser calculado multiplicando-se o diâmetro do rebite pela constante 1,06 (6% do diâmetro do rebite). Matematicamente, pode-se escrever:\n\nd_f = d . 1,06\n\nOnde:\n\nd_f = Diâmetro do furo;\nd = Diâmetro do rebite;\n1,06 = Constante. REBITES\n\n• CÁLCULOS PARA REBITAGEM:\n\n✔ Cálculo do comprimento útil do rebite (L):\n\nO comprimento útil do rebite depende do formato de sua cabeça e pode ser calculado pelas seguintes fórmulas:\n\n• Rebites de cabeça redonda e cilíndrica:\n\nL = 1,5 . d + S_t\n\nOnde:\n\nL = Comprimento útil do rebite;\nd = Diâmetro do rebite;\nS_t = Soma das espessuras das chapas a serem unidas. REBITES\n\n✔ Cálculo do comprimento útil do rebite (L):\n\nO comprimento útil do rebite depende do formato de sua cabeça e pode ser calculado pelas seguintes fórmulas:\n\n• Rebites de cabeça redonda e cilíndrica:\n\nL = 1,5 . d + S_t\n\nOnde:\n\nL = Comprimento útil do rebite;\nd = Diâmetro do rebite;\nS_t = Soma das espessuras das chapas a serem unidas.\n\n• Rebites de cabeça escareada:\n\nL = d + S_t REBITES\n\n✔ Cálculo do comprimento útil do rebite (L):\n\nO comprimento útil do rebite depende do formato de sua cabeça e pode ser calculado pelas seguintes fórmulas:\n• Rebites de cabeça redonda e cilíndrica:\nL = 1,5 . d + S_t\n\nOnde:\nL = Comprimento útil do rebite;\nd = Diâmetro do rebite;\nS_t = Soma das espessuras das chapas a serem unidas.\n\n• Rebites de cabeça escareada:\nL = d + S_t\n\n REBITES\n\n✔ Cálculo para especificar:\n\nA distância do centro do rebite até a borda da chapa é obtido por: 1,5 . d\nO passo longitudinal é obtido por: P = 3 . d\nO passo transversal de rebitagem em cadeia é obtido por: 0,8 . P\nO passo transversal de rebitagem em zigue-zague é obtido por: 0,6 . P\n\n REBITES\n\nExercício 01:\nProjetar uma junta rebitada, tipo sobreposta, para duas chapas de aço: uma com espessura de 5mm e outra com espessura de 4mm; com 4 rebites de aço tipo cabeça redonda larga.\n- As distâncias mínimas entre rebites podem ser feitas utilizando as recomendações de projeto de juntas, que também são as mesmas quanto as uniões parafusadas.\n\nPara o diâmetro do rebite \"d\", temos:\n\nd = 1,5 . 5m\nPara o diâmetro do furo \"df\", teremos:\ndf = 1,06\nPara o comprimento do rebite L, temos:\nL = 1,5 . d + S_t\n\nEspecificação: REBITES\n\n• TENSÕES EM UNIÕES REBITADAS:\n\nτ = F / A\n\nTensão de Cisalhamento A = π.a² / 4\n\nσ = F / A\n\nTensão de Compressão A = t . d REBITES\n\nExercício 02: Projetar a junta rebitada para que suporte uma carga de 125 kN aplicada conforme a figura. A junta deverá contar com 5 rebites. τ = 105MPa; σd = 225MPa; t = 8mm (espessura das chapas).\n\na) Cisalhamento nos Rebites:\n\nτ = Q / n·Acis\n\nComo:\n\nAcis = πd² / 4\n\na fórmula da tensão do cisalhamento passa a ser:\n\nτ = 4Q / n·πd² onde: d = √(4Q / n·πτ) REBITES\n\nExercício 02:\n\nb) Pressão de contato (esmagamento):\n\nσd = Q / (n·d·tch) → Q = n·d·tch·σd\n\nc) Distribuição:\n\nOs espaços entre os rebites desta distribuição são os mínimos que poderão ser utilizados.\nAs cotas representadas na junta são determinadas da seguinte forma:\nSupõe-se que as cotas sejam iguais no sentido longitudinal e transversal. REBITES\n\nExercício 03: Projetar a junta rebitada para que suporte a carga de 100 kN aplicada conforme a figura.\n\nτ = 105MPa (cisalhamento)\nσg = 280MPa (esmagamento)\nt_ch = 10mm (espessura da chapa)\nσr = 140MPa (tração na chapa)\nA junta contará com 8 rebites. REBITES\n\nExercício 03: O dimensionamento deste tipo de junta efetua-se através da análise de sua metade, pois a sua outra metade estará dimensionada por analogia. Tem-se portanto que:\n\na) Cisalhamento:\n\nτ = Q/(n·A_cis)\nn = 2A_cis = 4 × 2πd²\n\nb) Pressão de contato (esmagamento):\n\nσg = Q/(n·d·t·π) REBITES\n\nExercício 03:\nc) Distribuição:\n\nd) Verificação da resistência à tração na chapa:\nA chapa intermediária é a que sofre a maior carga, portanto, se esta suportar a tração, automaticamente os cobre-juntas suportarão. Chapa intermediária:\n\nSupondo furos de 15mm, ou seja, 1mm de folga, tem-se uma área de... :\n\nσ = F/A REBITES\n\nExercício 03:\n\ne) Dimensionamento da seccção transversal da chapa:\n\nσ = Q / A → A = Q / σ\n\n((ℓ - 30)10 = Q / 10σ → ℓ = Q / 10σ + 30\n\nf) Distribuição final:\n\n PINOS, CONTRAPINOS E CAVILHAS\n\n• CONCEITO:\n\nOs pinos e cavilhas têm a finalidade de alinha... ou, ainda, rebite entalhado.\n PINOS\n\nOs pinos são usados em junções resistentes à vibra... e o risco de ruptura. PINOS\n\nPara especificar pinos e cavilhas deve-se levar em conta seu diâmetro nominal, seu comprimento e função do pino, indicada pela respectiva norma.\n\nExemplo: Um pino de diâmetro nominal de 15mm, com comprimento de 20mm, a ser utilizado como pino cilíndrico, é designado:\n\nPino cônico 10 x 60 DIN 1. CAVILHA\n\nA cavilha é uma peça cilíndrica, fabricada em aço, cuja superfície externa recebe três entalhes que formam ressaltos. A forma e o comprimento dos entalhes determinam os tipos de cavilha.\n\nVANTAGEM:\n\nPermite fixação diretamente no furo aberto por broca, dispensando-se o acabamento e a precisão do furo alargado. CAVILHA\n\nCLASSIFICAÇÃO DAS CAVILHAS:\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\ntipo norma utilização\n\nKS1 DIN 1471 Fração e junção.\n\nKS2 DIN 1472 Ajustagem articulada.\n\nKS3 DIN 1473 Fração e junção em casos de aplicação de forças variáveis e simétricas, blended de peças de furo fundido.\n\nKS4 DIN 1474 Encaixe e ajustagem.\n\nKS5 DIN 1475 Ajustagem e fixação de molas e correntes.\n\nKS6 DIN 1476 Utilizada em casos onde se faz necessário de puçar a cavilha do furo.\n\nKS7 DIN 1477 Fracão blaxar de mola de tração ou exceção de roletes.\n\nKS8 DIN 12 Ajustagem de polias.\n\nKS9 DIN 1478 Fracão de eixos de roletes e navieras.\n\nKS10 DIN 1479 Fracão de blindagens, chapas e dedições sobe metal\n\nKS11 DIN 1480 \n\nKS12 DIN 1481 \n\nKS13 DIN 1476 \n\nKN1 CONTRAPINO OU CUPILHA\n\n• CONCEITO:\n\nContrapino é um arame de secção semi-circular, dobrado de modo a formar um corpo cilíndrico e uma cabeça.\n\nSua função principal é travar outros elementos de máquinas como porcas.\n ANÉIS ELÁSTICOS\n\n• CONCEITO:\n\nO anel elástico, também conhecido como anel de retenção é um elemento utilizado em eixos e furos, tendo como principais funções:\n\n✓ Evitar o deslocamento axial de peças ou componentes;\n✓ Posicionar ou limitar o curso de uma peça ou conjunto deslizante sobre o eixo.\n\nPodem ser utilizados para fixar engrenagens, rodas, polias, rolamentos, evitando o deslocamento axial sob o eixo.\n\nDeslocamento axial é o deslocamento no sentido longitudinal (do comprimento) do eixo.\n\nOs anéis são fabricados em aço mola, e tem a forma de um anel incompleto, que se aloja em um canal circular construído conforme normalização;\n\nAs grandes vantagens no uso dos anéis são a sua simplicidade, custo reduzido, e a facilidade de montagem e desmontagem.