Baixe Telecurso 2000 Elementos e máquinas e outras Notas de estudo em PDF para Teatro, somente na Docsity!
ApresentaÁ„o
Este módulo tem como objetivo apresentar um estudo de Elementos de MáquinaElementos de MáquinaElementos de MáquinaElementos de MáquinaElementos de Máquina. Nele você vai encontrar uma seqüência de aulas, cada uma delas correspondendo a um programa de televisão. É importante que você assista à aula na TV e depois leia o texto correspondente no livro.
Como o assunto é extenso, o módulo está apresentado em dois livros. No primeiro livro, você vai estudar elementos de fixação, de apoio e elemen- tos elásticos. No segundo livro, você vai estudar elementos de transmissão, de vedação e sistemas de lubrificação.
Esses conhecimentos são indispensáveis à mecânica em geral. Se você já trabalha numa indústria, ou se tem uma empresa, ou ainda se deseja trabalhar como mecânico, precisa saber o que são Elementos deElementos deElementos deElementos deElementos de MáquinaMáquinaMáquinaMáquinaMáquina, quais suas características, funções e como são utilizados na prática. Com esse conheci- mento, você ficará preparado, por exemplo, para operar máquinas e, possi- velmente, corrigir defeitos que elas apresentem.
A maior parte das aulas apresenta informações teóricas e atividades práticas. É importante que você saiba os conceitos que estão por trás de cada atividade prática porque, assim, você terá condições de compreender situa- ções novas e resolver problemas que surgirem na sua casa, no seu trabalho, na sua vida.
Mesmo que você já tenha alguns conhecimentos de ElementosElementosElementosElementosElementos dedededede MáquinaMáquinaMáquinaMáquinaMáquina, procure assistir aos programas da TV e ler todas as aulas do livro. Assim, os conhecimentos que você já possui se tornarão mais sólidos. Evite pular aulaspular aulaspular aulaspular aulaspular aulas porque, apesar de as aulas se organizarem por módulos, as informações estão relacionadas entre si. Por exemplo, o primeiro módulo do curso profissionalizante dá uma visão geral da mecânica para mostrar que o seu significado é muito mais amplo do que geralmente se pensa. Com essa visão, você vai entender melhor as aulas do segundo módulo, que mostra como quase tudo na vida e, em especial, na mecânica, tem que seguir normas. O conhecimento dessas normas, por sua vez, torna-se necessário para se compreender as demais aulas, como as deste módulo, em que todos os elementos de máquina são normalizados.
Neste módulo, cada aula se inicia com uma IntroduçãoIntroduçãoIntroduçãoIntrodução para que você sejaIntrodução estimulado a pensar e a se interessar pelo assunto abordado.
No final de cada aula, são apresentados exercíciosexercíciosexercíciosexercícios. É importante queexercícios você os faça e confira suas respostas com as do gabarito, apresentado no final do livro. Dessa forma, você poderá ver o que errou e acertou. Não se preocupe com erros. Descobrir um erro e consertá-lo é um meio valioso de aprender e guardar para sempre aquilo que se aprendeu.
No fim do curso, você terá adquirido uma série de conhecimentos de mecânica que o ajudarão a compreender melhor o universo da mecânica e a importância de ser um profissional nessa área.
AutoresAutoresAutoresAutoresAutores Nívia Gordo Joel Ferreira
Professores ColaboradoresProfessores ColaboradoresProfessores ColaboradoresProfessores ColaboradoresProfessores Colaboradores Antonio Sergio da Gama Osvaldo Caetano Osvaldo Santana João Gelezoglio Edson Lemes Edilson Lopes de Aquino Silvio Pereira do Vale Ademir Costacurta Robervaldo de Andrade José Gilson de Oliveira Renato Beserra Luis Bretoni João Leão Nivaldo Silva Braz Dagoberto Gregório Maria Tereza M.Moraes Roson
Ilustrações Técnicas e DigitaçãoIlustrações Técnicas e DigitaçãoIlustrações Técnicas e DigitaçãoIlustrações Técnicas e DigitaçãoIlustrações Técnicas e Digitação Luiz Thomazi Filho (coordenação), Gilvan Lima da Silva, Izael Galvani, José Joaquim Pecegueiro, José Luciano de Souza Filho, Marcos Antônio Oldigueri, Madalena Ferreira da Silva, Maria Verônica Rodrigues de Oliveira, Ricardo Gilius Ferreira.
A U L A
Na mecânica é muito comum a ne- cessidade de unir peças como chapas, perfis e barras. Qualquer construção, por mais simples que seja, exige união de peças entre si.
Entretanto, em mecânica as peças a serem unidas, exigem elementos própri- os de união que são denominados elementos de fixaçãoelementos de fixaçãoelementos de fixaçãoelementos de fixaçãoelementos de fixação.
Numa classificação geral, os elementos de fixação mais usados em mecânica são: rebites, pinos, cavilhas, parafusos, porcas, arruelas, chavetas etc.
Você vai estudar cada um desses elementos de fixação para conhecer suas características, o material de que é feito, suas aplicações, representação, simbologia e alguns cálculos necessários para seu emprego.
A união de peças feita pelos elementos de fixação pode ser de dois tipos: móvelmóvelmóvelmóvelmóvel ou permanentepermanentepermanentepermanentepermanente.
No tipo de união móvelunião móvelunião móvelunião móvelunião móvel, os elementos de fixação podem ser colocados ou retirados do conjunto sem causar qualquer dano às peças que foram unidas. É o caso, por exemplo, de uniões feitas com parafusos, porcas e arruelas.
No tipo de união permanente,união permanente,união permanente,união permanente,união permanente, os elementos de fixação, uma vez instalados, não podem ser retirados sem que fiquem inutilizados. É o caso, por exemplo, de uniões feitas com rebites e soldas.
A U L A Tanto os elementos de fixação móvelfixação móvelfixação móvelfixação móvelfixação móvel como os elementos de fixaçãofixaçãofixaçãofixaçãofixação permanentepermanentepermanentepermanentepermanente devem ser usados com muita habilidade e cuidado porque são, geralmente, os componentes mais frágeis da máquina. Assim, para projetar um conjunto mecânico é preciso escolher o elemento de fixação adequado ao tipo de peças que irão ser unidas ou fixadas. Se, por exemplo, unirmos peças robustas com elementos de fixação fracos e mal planejados, o conjunto apre- sentará falhas e poderá ficar inutilizado. Ocorrerá, portanto, desperdício de tempo, de materiais e de recursos financeiros. Ainda é importante planejar e escolher corretamente os elementos de fixação a serem usados para evitar concentração de tensão nas peças fixadas. Essas tensões causam rupturas nas peças por fadigafadigafadigafadigafadiga do material.
Tipos de elementos de fixaÁ„o
Para você conhecer melhor alguns elementos de fixação, apresentamos a seguir uma descrição simples de cada um deles.
RebiteRebiteRebiteRebiteRebite
O rebite é formado por um corpo cilíndrico e uma cabeça. É fabricado em aço, alumínio, cobre ou latão. É usado para fixa- ção permanente de duas ou mais peças.
PinoPinoPinoPinoPino
O pino une peças articuladas. Nesse tipo de união, uma das peças pode se movimentar por rotação.
Fadiga de material significa queda de resistência ou enfraquecimento do material devido a tensões e constantes esforços.
rebite de cabeça redonda
A U L A PorcaPorcaPorcaPorcaPorca
A porca tem forma de prisma, de cilindro etc. Apresenta um furo roscado. Através desse furo, a porca é atarraxada ao parafuso.
ArruelaArruelaArruelaArruelaArruela
A arruela é um disco metálico com um furo no centro. O corpo do parafuso passa por esse furo.
Anel elásticoAnel elásticoAnel elásticoAnel elásticoAnel elástico
O anel elástico é usado para impedir deslocamento de eixos. Serve, também, para posicionar ou limitar o movimento de uma peça que desliza sobre um eixo.
ChavetaChavetaChavetaChavetaChaveta
A chaveta tem corpo em forma prismática ou cilíndrica que pode ter faces paralelas ou inclinadas, em função da grandeza do esforço e do tipo de movimen- to que deve transmitir.
Alguns autores classificam a chaveta como elementos de fixação e outros au- tores, como elementos de transmissão. Na verdade, a chaveta desempenha as duas funções.
porca sextavada
chaveta
Nos exercícios a seguir, você tem oportunidade de verificar sua aprendi- A U L A zagem.
Marque com um X a resposta correta.
Exercício 1Exercício 1Exercício 1Exercício 1Exercício 1 A união de peças é feita com elementos de máquinas de:
a)a)a)a)a) ( ) transmissão;
b)b)b)b)b) (^ ) fixação;
c)c)c)c)c) (^ ) vedação.
Exercício 2Exercício 2Exercício 2Exercício 2Exercício 2 Rebites, cavilhas, pinos são elementos de máquinas de:
a)a)a)a)a) (^ ) transmissão;
b)b)b)b)b) (^ ) articulação;
c)c)c)c)c) (^ ) fixação.
Exercício 3Exercício 3Exercício 3Exercício 3Exercício 3 Uma fixação com elementos de máquinas pode ser:
a)a)a)a)a) (^ ) móvel ou permanente;
b)b)b)b)b) (^ ) móvel ou articulada;
c)c)c)c)c) (^ ) fixa ou permanente.
Exercício 4Exercício 4Exercício 4Exercício 4Exercício 4 Numa união permanente você usa:
a)a)a)a)a) ( ) pino ou chaveta;
b)b)b)b)b) (^ ) solda ou rebite;
c)c)c)c)c) (^ ) porca ou arruela.
ExercÌcios
Os rebites são peças fabricadas em aço, alumínio, cobre ou latão. Unem A U L A rigidamente peças ou chapas, principalmente, em estruturas metálicas, de reser- vatórios, caldeiras, máquinas, navios, aviões, veículos de transporte e treliças.
A fixação das pontas da lona de fricção do disco de embreagem de automóvel é feita por rebites.
Outro exemplo de aplicação, visto na mesma figura, é a fixação da lona de fricção da sapata de freio de automóvel. O rebite também é usado para fixação de terminais de cintas e lona.
Tipos de rebite e suas proporÁıes
O quadro a seguir mostra a classificação dos rebites em função do formato da cabeça e de seu emprego em geral.
A U L A
A fabricação de rebi- tes é padronizada, ou seja, segue normas téc- nicas que indicam medi- das da cabeça, do corpo e do comprimento útil dos rebites.
No quadro a seguir apresentamos as propor- ções padronizadas para os rebites. Os valores que aparecem nas ilustrações são constantes, ou seja, nunca mudam.
TIPOSTIPOSTIPOSTIPOSTIPOS DEDEDEDEDE REBITEREBITEREBITEREBITEREBITE EMPREGOEMPREGOEMPREGOEMPREGOEMPREGO
Largamente utilizados devido à resistência que oferecem.
Empregados em uniões que não admitem saliências.
Empregados em uniões que admitem pequenas saliências.
Usados nas uniões de chapas com espessura máxima de 7 mm.
Cabeça redonda larga
Cabeça redonda estreita
Cabeça escareada chata larga
Cabeça escareada chata estreita
Cabeça escareada com calota
Cabeça tipo panela
Cabeça cilíndrica
FORMATOFORMATOFORMATOFORMATOFORMATO DADADADADA CABEÇACABEÇACABEÇACABEÇACABEÇA
Cabeça redonda larga
Cabeça redonda estreita
Cabeça escareada chata larga
Cabeça escareada chata estreita
Cabeça escareada com calota
Cabeça tipo panela
Cabeça cilíndrica
A U L A
Além desses rebites, destaca-se, pela sua importância, o rebite de repuxorebite de repuxorebite de repuxorebite de repuxorebite de repuxo, conhecido por “rebite pop”“rebite pop”“rebite pop”“rebite pop”“rebite pop”. É um elemento especial de união, empregado para fixar peças com rapidez, economia e simplicidade. Abaixo mostramos a nomenclatura de um rebite de repuxo.
Os rebites de repuxo podem ser fabricados com os seguintes materiais metálicos: aço-carbono; aço inoxidável; alumínio; cobre; monel (liga de níquel e cobre).
EspecificaÁ„o de rebites A U L A
Vamos supor que você precise unir peças para fazer uma montagem com barras de metal ou outro tipo de peça. Se essa união for do tipo de fixação permanente, você vai usar rebites.
Para adquirir os rebites adequados ao seu trabalho, é necessário que você conheça suas especificações, ou seja:
∑ de que material é feito;
∑ o tipo de sua cabeça;
∑ o diâmetro do seu corpo;
∑ o seu comprimento útil.
O comprimento útil do rebite corresponde à parte do corpo que vai formar a união. A parte que vai ficar fora da união é chamada sobra necessáriasobra necessáriasobra necessáriasobra necessária e vai sersobra necessária usada para formar a outra cabeça do rebite. No caso de rebite com cabeça escareada, a altura da cabeça do rebite também faz parte do seu comprimento útil. O símbolo usado para indicar comprimento útil é LLLLL e o símbolo para indicar a sobra necessária é zzzz.z
Na especificação do rebite é importante você saber qual será o seu compri- mento útil (LLLLL) e a sobra necessária (zzzzz). Nesse caso, é preciso levar em conta:
∑ o diâmetro do rebite;
∑ o tipo de cabeça a ser formado;
∑ o modo como vai ser fixado o rebite: a frio ou a quente.
As figuras mostram o excesso de material (zzzzz) necessário para se formar a segunda cabeça do rebite em função dos formatos da cabeça, do comprimento útil (LLLLL) e do diâmetro do rebite (ddddd).
Para solicitar ou comprar rebites você deverá indicar todas as especificações. Por exemplo:
∑ material do rebite: rebite de aço 1.006 - 1.010;
∑ tipo de cabeça: redondo;
∑ diâmetro do corpo: 1 4
" ´
" de comprimento útil.
Normalmente, o pedido de rebites é feito conforme o exemplo:
Rebite de alumínio, cabeça chata, de 3 32
" ´
"
A U L A
Você já tem uma noção do que é rebiterebiterebiterebiterebite e de como ele deve ser especificado de acordo com o trabalho a ser feito. Mas como você vai proceder, na prática, para fixar duas peças entre si, usando rebites? Em outras palavras, como você vai fazer a rebitagem? Na rebitagem, você vai colocar os rebites em furos já feitos nas peças a serem unidas. Depois você vai dar forma de cabeça no corpo dos rebites. Esse procedi- mento está ilustrado nestas três figuras:
Processos de rebitagem
A segunda cabeça do rebite pode ser feita por meio de dois processos: manualmanualmanualmanualmanual eeeee mecânicomecânicomecânicomecânicomecânico.
Processo manualProcesso manualProcesso manualProcesso manualProcesso manual
Esse tipo de processo é feito à mão, com pancadas de martelo. Antes de iniciar o processo, é preciso compri- mir 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.
IntroduÁ„o
A U L A
Rebites II
A U L A Após as chapas serem prensadas, o rebite é martelado até encorpar, isto é, dilatar e preencher totalmente o furo. Depois, com o martelo de bola, o rebite é “boleado”, ou seja, é martelado até começar a se arredondar. A ilustração mostra o “boleamento”.
Em seguida, o formato da segunda cabeça é feito por meio de outra ferramenta chamada estampoestampoestampoestampoestampo, em cuja ponta existe uma cavidade que será usada como matriz para a cabeça redonda.
Processo mecânicoProcesso mecânicoProcesso mecânicoProcesso mecânicoProcesso mecânico
O processo mecânico é feito por meio de martelo pneumático ou de rebitadeiras pneumáticas e hidráulicas. O martelo pneumático é ligado a um compressor de ar por tubos flexíveis e trabalha sob uma pressão entre 5 Pa 7 Pa, controlada pela alavanca do cabo.
O martelo funciona por meio de um pistão ou êmbolo que impulsiona a ferramenta existente na sua extremidade. Essa ferramenta é o estampo, que dá a forma à cabeça do rebite e pode ser trocado, dependendo da necessidade. Abaixo ilustramos, em corte, um tipo de martelo pneumático para rebitagem.
Pa vem de Pascal e significa a força de 1 Newton (N), aplicada à superfície de 1 metro quadrado (m 2 ).
Newton é a força necessária para deslocar uma peça de 1 kg a uma distância de 1 metro em 1 segundo, sobre uma superfície sem atrito.
A U L A O estampo utilizado na rebitagem manual é feito de aço temperado e apresenta três partes: cabeça, corpo e ponta. Na ponta existe um rebaixo, utilizado para dar formato final à segunda cabeça do rebite.
Contra-estampoContra-estampoContra-estampoContra-estampoContra-estampo
O contra-estampo é na verdade um estampo colocado em posição oposta à do estampo. Também é de aço temperado e apresenta um rebaixo semi-esférico no qual é introduzida a cabeça do rebite. O rebaixo semi-esférico pode apresentar vários diâmetros a fim de alojar cabeças de rebites de diversas dimensões. Abaixo mostramos um modelo de contra-estampo.
No caso de peças pequenas, pode-se utilizar o contra-estampo fixo a uma morsa; no caso de peças grandes, o contra-estampo pode ser apoiado no piso, sobre uma chapa de proteção.
RepuxadorRepuxadorRepuxadorRepuxadorRepuxador
O repuxador comprime as chapas a serem rebitadas. É feito de aço tempera- do e apresenta três partes: cabeça, corpo e face. Na face existe um furo que aloja a extremidade livre do rebite.
estampo para rebites
repuxador para rebites
Exemplo de rebitagem manual A U L A
Nesse exemplo, você vai ver toda a seqüência de operações de uma rebitagem, usando-se rebites de cabeça escareada chata.
Processo de execução:Processo de execução:Processo de execução:Processo de execução:Processo de execução:
1.1.1.1.1. Prepare o material · Elimine as rebarbas dos furos a fim de assegurar uma boa aderência entre as chapas.
2.2.2.2.2. Alinhe as chapas · Se necessário, prenda as chapas com grampos, alica- tes de pressão ou morsa manual. · Se houver furos que não coincidam, passe o alargador.
3.3.3.3.3.^ Prepare os rebites^ · Calcule o comprimento do rebite de acordo com o formato da cabeça. · Se necessário, corte o rebite e rebarbe-o.
4.4.4.4.4. Rebite · Inicie a rebitagem pelos extremos da linha de rebitagem.
· Apóie as chapas sobre uma base sólida e repuxe os rebites. A base sólida deve estar sempre limpa, ou seja, livre de partículas sólidas.
· As pancadas iniciais sobre os rebites devem ser aplica- das com a face de impacto do martelo e devem ser perpendiculares em relação aos rebites.
· Boleie os rebites com a bola do martelo a fim de preencher todo o escareado.
· Termine a rebitagem dando pancadas com a face do martelo. Evite dar pancadas desnecessárias sobre os rebites, pois isto torna-os duros e frágeis.
Para verificar sua aprendizagem, faça os exercícios, a seguir.
