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ELEMENTOS DE MÁQUINAS (SEM 0241)
Aula 06 – Eixos
Professores: Carlos Alberto Fortulan Ernesto Massaroppi Junior Jonas de Carvalho Notas de Aulas v.
6 - Eixos
6. 1 - Introdução
Elemento sobre o qual se assentam partes giratórias de uma máquina
e que recebe destas as cargas de trabalho que devem ser
descarregadas na estrutura da máquina.
- Função : Transmitir esforços Flexão Torção Axiais Nome Uso Tipo Esforços Fixos Girantes Flexão Torção Axiais Eixos normal X X X X Eixos-árvore precisão X X X X Fusos* normal X X Varões* grosseira X X X X
- Movimento : Fixos ou rotativos
Escalonamento , a grande maioria dos eixos é escalonada.
Sem apoio axial Errado Montagem mais difícil Errado OK! Errado Errado (^) Tempo de torneamento Tempo de retífica OK! NIEMANN, G. Elementos de Máquinas. Ed. Edgard Blücher Ltda. 2 (1971) 58
Raios de arredondamento r 0 , 05 ~ 0, 10 dmenor Encosto de rolamentos Saída de ferramentas r^ Canal de alívio DIN 509
Superfícies funcionais de eixos
- Assento de mancais : impõe posição
- Assento/encosto engrenagens/polias : transmite forças
Quando necessário :
- especificar rugosidade
- especificar tolerância de forma e posição concentricidade coaxialidade paralelismo batida NIEMANN, G. Elementos de Máquinas. Ed. Edgard Blücher Ltda. 1 (1971) 19 DIN 509:2006 - Technical drawings - Relief grooves - Types and dimensions
b) Fabricação
- Facear e abrir furo de centro
- Tornear face e longitudinal
- Tratamento térmico: temperar, revenir
- Acabamento
Assento de mancais : retífica
Assento de engrenagens e polias : torneamento
Superfícies acessórias : torneamento
e
tornos universais
tornos copiadores
tornos CNC
Ra 0. 3 ~ 2. 5 [ m ]
c) Materiais para construção de eixos
Matéria prima :
- forjados
- laminados
- trefilados
barras de até Ø150 mm
- Alta resistência
- Pequena sensibilidade a concentração de tensões
- Boa usinabilidade
- Beneficiável :
tempera / revenido
tempera localizada : nitretação, indução ...
d) Causas de rupturas em eixos
- Fadiga
- cálculos ou hipóteses incorretas
- Erros de avaliação da solicitação dinâmica
- Sobrecargas não previstas
- Apreciação incorreta dos pontos ou valor das concentrações
de tensões
- Montagem incorreta
- folga excessiva
- pré-carga excessiva
- falta de liberdade para dilatação térmica
- montagem incorreta dos rolamentos
- Flecha de trabalho excessiva
- Falta de rigidez flexional
- Falta de rigidez torcional
6.3- Cálculo de Eixos • Quanto à resistência mecânica (ou à σadm )
- Quanto à rigidez (ou à flecha admissível)
- Quanto à velocidade crítica (freqüência natural) cálculo à σadm
- eixos de redutores de velocidade
- eixos de laminadores
- eixos de máquinas de elevação
- eixos de transmissão (carros / caminhões)
adm
Eixos comuns Eixos de precisão cálculo à flecha admissível trab R limitante é deflexão adm
- eixos árvore de máquinas ferramentas
- aparelhos de metrologia Eixos com rotação elevada um dos critérios anteriores
velocidade crítica crit
- eixos árvore de retificadoras internas : 50000 [rpm]
- eixos centrifugadores : 30000 [rpm]
- giroscópios : 20000 [rpm]
6.4- Cálculo de Eixos quanto a resistência mecânica
N
ou
Y adm
Solicitação Estática Solicitação Dinâmica Solicitação Estática Solicitação Dinâmica
adm
f 3
2 max (^22) max
K ff H kft
Também usado para pré-dimensionamento
Se=CsuperfCtamanhoCcarregCtempCconfCentalheSe’
adm Y
6.4.1- Cálculo da Tensão Admissível
a) Sob solicitação estática coeficientedesegurança tensãoperigosa adm solicitação estática :
- “não fadiga”
- solicitação variável baixa ciclagem
- pré dimensionamento Tensão Perigosa (T.P) Orientação geral : material dúctil : σe material frágil : σR Outras situações possíveis para T.P
- τe
- σflambagem
- σpressão esp
- limite de resistência : “creep”
- limite de resistência ao desgaste Determinação da T.P deve levar em conta :
- condições de serviço
- resistência do material sob carga
- condições de segurança
6.5. Referências
- Niemann G. Elementos de Máquinas , vol. I, Editora Edgard Blucher, 1991.
- Norton, RL. “ Projeto de Máquinas”, 2.ed. Bookman, Porto Alegre, 2004.
- Shigley,JE; Mitchell, LD. Projeto de Engenharia Mecânica, 7th ed.,
Bookman, Porto Alegre 2005
