Mecnica bsica

Mecnica bsica

Elementos de Maquinas

Plano de aulaProfessor: Rerisson Cristiano rodriguesMecnica bsicaElementos de Maquinas1. Apresentao do Plano de Aula. Introduo a Disciplina. 2. Elementos de Fixao Rebite, Pino, Cavilha, Contra pino, Parafuso, Porca, Arruela, Anel elstico e Chaveta. Exerccios em aula3. Elementos de Apoio Buchas, Guias, Mancais, Rolamentos. Exerccios em aula4. Elementos Elsticos - Molas. Exerccios em aula. 5. Conjuntos Mecnicos.6. Elementos de Vedao Tipos e aplicao de junes, Lubrificao.7. Avaliao I. 8. Resistncia Mecnica de Elementos de Mquinas. Exerccios em aula9. Dimensionamento de elementos de mquinas com sistemas de transmisso, apoio e fixao. Exerccios em aula.10. Avaliao II.

Elementos de MquinaO que so Elementos de Mquina, quais suas caractersticas, funes e como so utilizados na prtica. Com esse conhecimento,voc ficar preparado, por exemplo, para operar mquinas e,possivelmente,corrigir defeitos que elas apresentem.Mesmo que voc j tenha alguns conhecimentos de Elementos de Mquina os conhecimentos que voc j possui se tornaro mais slidos. Evite pular aulasNo fim do curso, voc ter adquirido uma srie de conhecimentos de mecnica que o ajudaro a compreender melhor o universo da mecnica e a importncia de ser um profissional nessa rea

O que so Elementos de Mquinas?Ex:Pinos parafusosPorcasarruelas, cupilhas, chavetasmancais, rolamentosmolas, eixos, rvorespolias, correntes, engrenagens e cabos.

Elementos de Maquinas

Podendo ser classifica de forma:Elementos de fixao; Elementos de apoio; Elementos de transmisso

Elementos de fixaoNa mecnica muito comum a necessidade de unir peas como chapas, perfis e barras.

No entanto, as peas a serem unidas exigem elementos prprios de unio, que so denominados elementos de fixao.

Elementos de fixao Numa classificao geral, os elementos de fixao mais usados em mecnica so: rebites, pinos, cavilhas, parafusos, porcas, arruelas, chavetas, etc. A unio de peas feita pelos elementos de fixao pode ser de dois tipos: mvel ou permanente.

Elementos de apoioDe modo geral, os elementos de apoio consistem de acessrios auxiliares para o funcionamento de mquinas.

Os seguintes elementos de apoio so: , buchas, guias, rolamentos , mancais.Na prtica, podemos observar que buchas e mancais so elementos que funcionam conjuntamente.

Elementos de apoioBuchas : As buchas existem desde que se passou a usar transportes com rodas e eixos. No caso de rodas de madeira, que at hoje so usadas em carros de boi, j existia o problema de atrito. Durante o movimento de rotao as superfcies em contato provocavam atritos e, com o tempo, desgastavam-se eixos e rodas sendo preciso troc-los

Elementos de apoioGuias : A guia tem a funo de manter a direo de uma pea em movimento. Por exemplo, numa janela corredia, seu movimento de abrir e de fechar feito dentro de trilhos. Esses trilhos evitam que o movimento saia da direo

Elementos de apoioRolamentos e mancais : Os mancais como as buchas tm a funo de servir de suporte a eixos, de modo a reduzir o atrito e amortecer choques ou vibraes.

Eles podem ser de deslizamento ou de rolamento.

Os mancais de deslizamento so constitudos de uma bucha fixada num suporte. So usados em mquinas pesadas ou em equipamentos de baixa rotao.

Elementos de Transmisses

elementos de Transmisses como: correias, correntes, engrenagens, rodas de atrito, cabos de ao, cames, etc, so montados sistemas de transmisso que transferem potncia e movimento a outro sistema variando ou no as rotaes entre dois eixos.

Elementos de Transmisses

Elementos de TransmissesAs transmisses mecnicas so mecanismos manuais ou automticos que tem a funo de transmitir movimentos e potncias atravs de elementos puramente mecnicos. Quando a transmisso feita atravs de leo hidrulico, so chamadas hidrulica e hidromecnica.As transmisses mecnicas, como j referido anteriormente, transferem potncia e ajustam velocidades para eixos e elementos de mquinas do sistema.

Elementos de apoio - Introduo aos elementos de apoio - De modo geral, os elementos de apoio consistem de acessrios auxiliares para o funcionamento de mquinas.

Nesta unidade, so abordados os seguintes elementos de apoio: buchas, guias, rolamentos e mancais.

Na prtica, podemos observar que buchas mancais so elementos que funcionam conjuntamente.

Apenas para facilitar o estudo, eles so descritos separadamente. Para que voc tenha uma viso geral dos assuntos a serem estudados em cada aula, so apresentadas algumas das principais informaes relativas aos elementos de apoio.

BuchasAs buchas existem desde que se passou a usar transportes com rodas e eixos. No caso de rodas de madeira, que at hoje so usadas em carros de boi, j existia o problema de atrito. Durante o movimento de rotao as superfcies em contato provocavam atritos e, com o tempo, desgastavam-se eixos e rodas sendo preciso troc-los. Com a introduo das rodas de ao manteve-se o problema com atritos. A soluo encontrada foi a de colocar um anel de metal entre o eixo e as rodas. Esse anel, mais conhecido como bucha, reduz bastante o atrito, passando a constituir um elemento de apoio indispensvel. As buchas podem ser classificadas, quanto ao tipo de solicitao, em buchas de frico radial e frico axial.

BuchasEm determinados trabalhos de usinagem, h a necessidade de furao, ou seja, de fazer furos. Para isso preciso que a ferramenta de furar fique corretamente posicionada para que os furos sejam feitos exatamente nos locais marcados. Nesse caso, so usadas as buchas-guia para furao e tambm para alargamento dos furos.

BuchasNo se sabe quem inventou a roda. Supe-se que a primeira roda tenha sido um tronco cortado em sentido transversal. Com a inveno da roda, surgiu, logo depois, o eixo. O movimento rotativo entre as rodas e os eixos, ocasiona problema de atrito que, por sua vez, causa desgaste tanto dos eixos como das rodas. Para evitar esse problema nas rodas modernas, surgiu a idia de se colocar um anel de metal entre o eixo e a roda. Esse anel de metal chamado bucha.

BuchasMuitos aparelhos possuem buchas em seus mecanismos como, por exemplo o liquidificador, o espremedor de frutas e o ventilador. As buchas so elementos de mquinas de forma cilndrica ou cnica. Servem para apoiar eixos e guiar brocas e alargadores. Nos casos em que o eixo desliza dentro da bucha, deve haver lubrificao. Podem ser fabricadas de metal antifrico ou de materiais plsticos. Normalmente, a bucha deve ser fabricada com material menos duro que o material do eixo.

BuchasMetal antifrico uma liga de cobre, zinco, estanho, chumbo e antimnio. conhecido tambm por metal patente ou metal brancoAs buchas podem ser classificadas quanto ao tipo de solicitao. Nesse sentido, elas podem ser de frico radial para esforos radiais, de frico axial para esforos axiais e cnicas para esforos nos dois sentidos.

Buchas

Buchas de frico radial Essas buchas podem ter vrias formas. As mais comuns so feitas de um corpo cilndrico furado, sendo que o furo possibilita a entrada de lubrificantes.

Essas buchas so usadas em peas para cargas pequenas e em lugares onde a manuteno seja fcil.

Buchas de frico radial Em alguns casos, essas buchas so cilndricas na parte interior e cnicas na parte externa. Os extremos so roscados e tm trs rasgos longitudinais, o que permite o reajuste das buchas nas peas.

Bucha de frico axialEssa bucha usada para suportar o esforo de um eixo em posio vertical.

Bucha cnica

Esse tipo de bucha usado para suportar um eixo do qual se exigem esforos radiais e axiais. Quase sempre essas buchas requerem um dispositivo de fixao e, por isso, so pouco empregadas.

Bucha-guia para furao e alargamentoNos dispositivos para furao, a bucha-guia orienta e possibilita auto posicionamento da ferramenta em ao na pea. Dessa forma, obtm-se a posio correta das superfcies usinadas.

Bucha-guia para furao e alargamentoAs buchas-guia so elementos de preciso, sujeitas a desgaste por atrito. Por isso, elas so feitas em ao duro, com superfcies bem lisas, de preferncia retificadas.

As buchas pequenas com at 20 mm de dimetro so feitas em ao-carbono, temperado ou nitretado.

As maiores so feitas em ao cementado. A distncia entre a bucha-guia e a pea baseia-se em dois parmetros:

Quando o cavaco deve passar pelo interior da bucha-guia, a distncia ser de 0,2mm. Quando o cavaco deve sair por baixo da bucha-guia, a distncia ser igual ou maior que 0,5 mm, multiplicado pelo dimetro do furo da bucha.

buchas-guias longas A principal finalidade da bucha-guia a de manter um eixo comum (coaxilidade) entre ela e o furo. Para isso, as buchas-guia devem ser de tipos variados. Quando a distncia (h) entre a pea e a base de sustentao da bucha-guia grande, usam-se buchas-guia longas com as seguintes caractersticas:

guias fixas ajuste H7-n6 Ajuste: h7 - n6; Distncia (e) com sada por baixo do cavaco. Bucha com borda para limitao da descida. Dimetro (d) conforme a ferramenta rotativa.Dimetro (D) maior que a ferramenta rotativa.

buchas-guias para furos prximosQuando dois furos so prximos um do outro, usam-se duas buchas-guia com borda e travamento entre si. Ou, ento, usa-se uma bucha-guia de dimetro que comporte os furos com travamento lateral por pino.

GuiasUma senhora solicitou a um serralheiro a colocao de um "box" com porta corredia no banheiro. Com pouco tempo de uso a porta comeou a dar problemas: sempre emperrava no momento de fechar o box.

O serralheiro percebeu seu erro: o trilho, feito como guia, apresentava falha de dimenses, impedindo o deslizamento da porta corredia. Com isso, o serralheiro foi obrigado a fazer um novo trabalho, o que lhe ocasionou prejuzo. Esse problema evidencia a importncia de guias e de seu emprego correto.

Como voc pde perceber, a guia um elemento de mquina que mantm, com certo rigor, a trajetria de determinadas peas. Para ficar clara sua descrio, apresentamos, como exemplo, a ilustrao de uma porta corredia do box de um banheiro.

GuiasNessa ilustrao, o trilho serve como guia para a porta ter movimento de direo controlada (trajetria da porta).

TiposNo caso de se desejar movimento retilneo, geralmente so usadas guias constitudas de peas cilndricas ou prismticas. Essas peas deslizam dentro de outra pea com forma geomtrica semelhante, conforme ilustraes.

ClassificaoAs guias classificam-se em dois grupos: guias de deslizamento e de rolamento. As guias de deslizamento apresentam-se, geralmente, nas seguintes formas:

ClassificaoRabo de andorinha Carro porta-ferramenta Via plana Torno-revlver Via prismtica dupla Carro longitudinal Via em forma de telhado Guia de mesa Via dupla em v Guia de mesa Vias prismticas e planas Tornos mecnicos Vias plana e em V Guia de mesa

Rguas de ajusteQuando uma ou mais peas se movimentam apoiadas em guias, as superf- cies entram em contato por atrito. Com o passar do tempo, o movimento vai provocando desgaste das superfcies dando origem a folga no sistema, mesmo que ele seja sempre lubrificado.

Para evitar que essa folga prejudique a preciso do movimento, preciso que ela seja compensada por meio de rguas de ajuste. As rguas tm perfil variado, de acordo com a dimenso da folga.

Para voc compreender melhor o uso das rguas de ajuste, observe as ilustraes.

Rguas de ajuste

Rguas de ajusteTipos de barramentos e suas respectivas rguas de ajuste.

Material de fabricaoGeralmente, o barramento, ou seja, conjunto de guias de deslizamento feito com ferro fundido. Conforme a finalidade do emprego da guia, ela pode ser submetida a um tratamento para aumentar a dureza de sua superfcie. O barramento muito usado em mquinas operatrizes como, por exemplo, em um torno.

LubrificaoDe modo geral, as guias so lubrificadas com leo, que introduzido entre as superfcies em contato por meio de ranhuras ou canais de lubrificao. O leo deve correr pelas ranhuras de modo que atinja toda a extenso da pista e forme uma pelcula lubrificante. Essas ranhuras so feitas sempre na pista da pea mvel, conforme mostram as ilustraes.

LubrificaoNas mquinas de grande porte usada a guia hidrosttica.

Guias de rolamentoAs guias de rolamento geram menor atrito que as guias de deslizamento. Isto ocorre porque os elementos rolantes giram entre as guias. Os elementos rolantes podem ser esferas ou roletas, como ilustraes apresentadas no quadro a seguir.

Os tipos de guias ilustrados foram utilizados, inicialmente, em mquinas de medio. Atualmente, so largamente empregados em mquinas de Comando Numrico Computadorizado (CNC).

Conservao de guiasPara conservar as guias de deslizamento e de rolamento em bom estado, so recomendadas as seguintes medidas:

Manter as guias sempre lubrificadas. Proteg-las quando so expostas a um meio abrasivo. Proteg-las com madeira quando forem usadas como apoio de algum objeto. Providenciar a manuteno do ajuste da rgua, sempre que necessrio.

MancaisO carro de boi foi um meio de transporte tpico em certas regies brasileiras. Hoje pouco utilizado.

O carro de boi uma construo simples, feita de madeira, e consta de carroceria, eixo e rodas. O eixo fixado carroceria por meio de dois pedaos de madeira que servem de guia para o eixo.Nas extremidades do eixo so encaixadas as rodas; assim, elas movimentam o carro e servem de apoio para o eixo.Os dois pedaos de madeira e as rodas que apoiam o eixo constituem os mancais do mancais carro de boiO mancal pode ser definido como suporte ou guia em que se apia o eixo.

MancaisNo ponto de contato entre a superfcie do eixo e a superfcie do mancal, ocorre atrito. Dependendo da solicitao de esforos, os mancais podem ser de deslizamento ou de rolamento.

Mancais de deslizamentoGeralmente, os mancais de deslizamento so constitudos de uma bucha fixada num suporte. Esses mancais so usados em mquinas pesadas ou em equipamentos de baixa rotao, porque a baixa velocidade evita superaquecimento dos componentes expostos ao atrito.

O uso de buchas e de lubrificantes permite reduzir esse atrito e melhorar a rotao do eixo. As buchas so, em geral, corpos cilndricos ocos que envolvem os eixos, permitindo-lhes uma melhor rotao. So feitas de materiais macios, como o bronze e ligas de metais leves.

Mancais de rolamentoQuando necessitar de mancal com maior velocidade e menos atrito, o mancal de rolamento o mais adequado. Os rolamentos so classificados em funo dos seus elementos rolantes. Veja os principais tipos, a seguir.

Mancais de rolamentoOs eixos das mquinas, geralmente, funcionam assentados em apoios. Quando um eixo gira dentro de um furo produz-se, entre a superfcie do eixo e a superfcie do furo, um fenmeno chamado de atrito ou de escorregamento.

Quando necessrio reduzir ainda mais o atrito de escorregamento, utilizamos um outro elemento de mquina, chamado rolamento.

Os rolamentos limitam, ao mximo, as perdas de energia em consequncia do atrito.

So geralmente constitudos de dois anis concntricos, entre os quais so colocados elementos rolantes como esferas, roletes e agulhas. Os rolamentos de esfera compem-se de:

Mancais de rolamentoO anel externo fixado no mancal, enquanto que o anel interno fixado diretamente ao eixo.

Mancais de rolamento

Caractersticas dos rolamentos:

As dimenses e caractersticas dos rolamentos so indicadas nas diferentes normas tcnicas e nos catlogos de fabricantes. Ao examinar um catlogo de rolamentos, ou uma norma especfica, voc encontrar informaes sobre as seguintes caractersticas:

D: dimetro externo; D d: dimetro interno; d R: raio de arredondamento; R L: largura.

Caractersticas dos rolamentos:Em geral, a normalizao dos rolamentos feita a partir do dimetro interno d, isto , a partir do dimetro do eixo em que o rolamento utilizado. d Para cada dimetro so definidas trs sries de rolamentos: leve, mdia e pesada.

As sries leves so usadas para cargas pequenas. Para cargas maiores, so usadas as sries mdia ou pesada. Os valores do dimetro D e da largura L aumentam progressivamente em funo dos aumentos das cargas.

Os rolamentos classificam-se de acordo com as foras que eles suportam. Podem ser radiais, axiais e mistos. radiais, axiais e mistos.

Rolamentos radiaisRadiais- no suportam cargas axiais e impedem o deslocamento no sentido transversal ao eixo

Rolamentos axiaisAxiais- no podem ser submetidos a cargas radiais. Impedem o deslocamento no sentido axial, isto , longitudinal ao eixo.

Rolamentos MistasMistas- suportam tanto carga radial como axial. Impedem o deslocamento tanto no sentido transversal quanto no axial.