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UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO ENGENHARIA MECÂNICA
EM37 – ELEMENTOS DE MÁQUINAS II AULA 1 APRESENTAÇÃO DO CURSO INTRODUÇÃO AOS ELEMENTOS DE MÁQUINAS Profa.: Dra. Alexandra de Oliveira França Hayama 5 de março de 2012
ELEMENTOS DE MÁQUINAS II APRESENTAÇÃO DO CURSO CLASSIFICAÇÃO DOS ELEMENTOS DE MÁQUINAS • ELEMENTOS DE FIXAÇÃO • ELEMENTOS DE APOIO • ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO • ELEMENTOS ELÁSTICOS • ELEMENTOS DE VEDAÇÃO
ELEMENTOS DE MÁQUINAS II APRESENTAÇÃO DO CURSO CLASSIFICAÇÃO DOS ELEMENTOS DE MÁQUINAS • ELEMENTOS DE FIXAÇÃO • ELEMENTOS DE APOIO • ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO • ELEMENTOS ELÁSTICOS • ELEMENTOS DE VEDAÇÃO
APRESENTAÇÃO DO CURSO
EMENTA: → Elementos flexíveis de transmissão Correias Correntes Cabos → Engrenagens →Embreagens e Freios → Acoplamentos → Introdução ao projeto e estimativa de custo
APRESENTAÇÃO DO CURSO
BIBLIOGRAFIA BÁSICA: → SHIGLEY, J. E., Elementos de máquinas. Ed. LTC, vol.2, 1981.
→ JUVINALL, Robert C., Fundamentos do projeto de elementos de máquinas, Ed. LTC, 4ª ed., 2008.
→ Catálogos técnicos. BIBILIOGRAFIA COMPLEMENTAR: → NIEMANN, Gustav, Elementos de Máquinas - Ed. Edgard Blücher, 1971.
→ SHIGLEY, J. E.; MISCHKE, C. R., Mechanical Engineering Design. Ed. McGraw-Hill, 5a ed.,1989.
APRESENTAÇÃO DO CURSO
AVALIAÇÕES E CRITÉRIOS: → Prova 1 (P1): 13/04 → Prova 2 (P2): 18/05 → Prova 3 (P3): 15/06 → Prova Final (PF): 22/06 → Nota 1 (N1): 0,2 L1 + 0,8 P1 → Nota 2 (N2): 0,2 L2 + 0,8 P2 → Nota 3 (N3): 0,2 L3 + 0,8 P3 → Média das Notas (MN): MN = (N1 + N2 + N3)/3
L1: Lista de exercícios 1 L2: Lista de exercícios 2 L3: Lista de exercícios 3 NF: Nota Final MN ≥ 7,0: Aprovado MN < 3,0: Reprovado MN ≥ 3,0 e MN < 7,0: Prova final (PF) NF = (MN + PF)/2 NF ≥ 5,0: Aprovado NF < 5,0: Reprovado por Média Faltas > 15: Reprovado por falta
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CLASSIFICAÇÃO DOS ELEMENTOS DE MÁQUINA
Elementos de máquinas podem ser definidos como os elementos que compõem as máquinas.
Exemplo: Polias
Correntes Porcas Cabos
Parafusos Molas Arruelas
Rolamentos
CLASSIFICAÇÃO DOS ELEMENTOS DE MÁQUINA
Os elementos de máquinas podem ser classificados em grupos conforme sua função:
→ Elementos de fixação → Elementos de apoio → Elementos de transmissão → Elementos elásticos → Elementos de vedação
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ELEMENTOS DE FIXAÇÃO
Na mecânica é muito comum a necessidade de unir peças como chapas, perfis e barras.
No entanto, as peças a serem unidas exigem elementos próprios de união, que são denominados elementos de fixação.
Entre os elementos de fixação usados em mecânica tem-se: rebites, parafusos, porcas, arruelas, soldas, etc.
A união de peças feita pelos elementos de fixação pode ser de dois tipos: móvel ou permanente.
ELEMENTOS DE FIXAÇÃO
União 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.
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. Obs.: Os rebites, muitas vezes, são clsssificados como união semi-permanente.
EXEMPLOS DE ELEMENTOS DE FIXAÇÃO - MÓVEL
Parafusos: são elementos de fixação, empregados na união não permanente de peças, isto é, as peças podem ser montadas e desmontadas facilmente, bastando apertar e desapertar os parafusos que as mantêm unidas.
Os parafusos se diferenciam pela forma da rosca, da cabeça, da haste e do tipo de acionamento.
EXEMPLOS DE ELEMENTOS DE FIXAÇÃO - MÓVEL Fenda: é muito empregado em montagens que não sofrem grandes esforços e onde a cabeça do parafuso não pode exceder a superfície da peça.
Sextavado: é utilizado em uniões em que se necessita de um forte aperto da chave de boca.
Allen: é utilizado em uniões que exigem um bom aperto, em locais onde o manuseio de ferramentas é difícil devido à falta de espaço.
EXEMPLOS DE ELEMENTOS DE FIXAÇÃO - MÓVEL
Porcas: são peças que possuem um furo roscado no qual se encaixa um parafuso, ou uma barra roscada. → Seus tipos variam de acordo com o tipo de rosca e formato, sendo os mais comuns as porcas sextavadas, recartilhadas (para apertos manuais) e borboleta, também usada para apertos manuais.
EXEMPLOS DE ELEMENTOS DE FIXAÇÃO - MÓVEL
Arruelas: são usadas para impedir o afrouxamento dos elementos de fixação, onde existe o perigo de se produzir, em virtude das vibrações, um afrouxamento imprevisto no aperto do parafuso. Arruela
EXEMPLOS DE ELEMENTOS DE FIXAÇÃO - MÓVEL
Anel elástico: é conhecido também como anel de retenção, de trava ou de segurança. É um elemento usado em eixos ou furos, tendo como principais funções: → Evitar deslocamento axial (movimento no sentido longitudinal do eixo) de peças ou componentes → Posicionar ou limitar o curso de uma peça ou conjunto deslizante sobre o eixo.
No automóvel, existe um anel elástico no cubo da roda travando o rolamento para evitar a sua saída quando em movimento.
EXEMPLOS DE ELEMENTOS DE FIXAÇÃO - MÓVEL
Pino: une peças articuladas. Nesse tipo de união, uma das peças pode se movimentar por rotação.
Cupilha ou contrapino: é uma haste dobrada de modo a fazer uma cabeça circular, tem duas pernas desiguais. É introduzido num furo na extremidade de um pino ou parafuso com porca. As pernas do contrapino são viradas para trás e, assim, impedem a saída do pino ou da porca durante vibrações das peças fixadas.
EXEMPLOS DE ELEMENTOS DE FIXAÇÃO - MÓVEL
Chaveta: tem por finalidade ligar dois elementos mecânicos para que apresentem rotação sincronizada.
EXEMPLOS DE ELEMENTOS DE FIXAÇÃO - PERMANENTE
Rebite: une rigidamente peças ou chapas. Um rebite compõe-se de um corpo em forma de eixo cilíndrico e de uma cabeça. → São fabricados de aço, alumínio, cobre ou latão. → Sua instalação é feita em um orifício pré-perfurado, através do achatamento (deformação por golpes) da extremidade do rebite, o corpo se expande até 1,5 vezes o seu diâmetro original, preenchendo o orifício e prendendo o rebite de forma definitiva.
1.
3.
2.
Contra-estampo
EXEMPLOS DE ELEMENTOS DE FIXAÇÃO - PERMANENTE
Solda: é a junta resultante da operação de soldagem. Soldagem: é a operação que visa obter a união de duas ou mais peças, assegurando na junta a continuidade das propriedades físicas e químicas necessárias ao seu desempenho.
Exemplo: → Processo TIG (Tungsten Inert Gas): A soldagem a arco com eletrodo de tungstênio e proteção gasosa (gás inerte), é um processo no qual a união das peças metálicas é produzida pelo aquecimento e fusão destas através de um arco elétrico estabelecido entre um eletrodo de tungstênio, não consumível, e as peças a unir.
EXEMPLOS DE ELEMENTOS DE FIXAÇÃO - PERMANENTE
→ Soldagem por resistência: a união de peças metálicas é produzida em superfícies sobrepostas, pelo calor gerado na junta através de resistência à passagem de uma corrente elétrica (efeito Joule) e pela aplicação de pressão, ocorrendo fusão na interface.
(a) Soldagem por pontos; (b) Costura
Vídeo: Telecurso – Introdução aos elementos de fixação
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ELEMENTOS DE APOIO
Elementos de apoio consistem de acessórios que auxiliam o funcionamento das máquinas.
Exemplos: → buchas → guias → rolamentos → mancais
EXEMPLOS DE ELEMENTOS DE APOIO
Buchas: são anéis de metal de forma cilíndrica ou cônica. Elas devem impedir o desgaste de peças girantes devido ao atrito que ocorre pelo movimento rotativo entre elas. Normalmente, as buchas são fabricadas com material menos duro do que o eixo.
(Cu-Sn)
EXEMPLOS DE ELEMENTOS DE APOIO
Guias: tem a função de manter a direção de uma peça em movimento. Essas peças deslizam dentro de outra peça com forma geométrica semelhante.
Por exemplo: → numa janela corrediça, seu movimento de abrir e de fechar é feito dentro de trilhos. Esses trilhos evitam que o movimento saia da direção. A guia tem a mesma função desses trilhos.
Numa
máquina industrial, como uma serra de fita, a guia assegura a direção da trajetória da serra.
EXEMPLOS DE ELEMENTOS DE APOIO
Mancais: podem ser definidos como suportes ou guias onde se apóia o eixo.
No ponto de contato entre a superfície do eixo e a superfície do mancal, ocorre atrito. Dependendo da solicitação de esforços, os mancais podem ser de deslizamento ou de rolamento.
EXEMPLOS DE ELEMENTOS DE APOIO
Rolamentos: são dispositivos que permitem o movimento de giro controlado entre duas partes.
Podem ser de diversos tipos: de esferas, de rolos cilíndricos, de rolos cônicos e de agulha.
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ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO
Os elementos de transmissão transferem potência e movimento a um outro sistema.
Exemplo: → correias → polias → correntes → engrenagens → cabos de aço
EXEMPLOS DE ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO
Correias: são elementos de máquinas que tem a finalidade de transmitir movimento de um eixo para outro, através de polias.
Entre os tipos de correis tem-se: planas, redondas, trapezoidais (ou em “V”) e dentadas (sincronizadoras).
Exemplo: os automóveis Golf, Polo, Celta utilizam correia dentada no comando de válvulas
EXEMPLOS DE ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO
Polias: são peças cilíndricas, movimentadas pela rotação do eixo do motor e pelas correias.
Os tipos de polia são determinados pela forma da superfície na qual a correia se assenta.
Polia para correia dentada (sincronizadora)
Polia para correia em V
EXEMPLOS DE ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO
Correntes:
São elementos de transmissão, geralmente metálicos, constituídos de uma série de anéis ou elos.
EXEMPLOS DE ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO Uma das maiores escavadeiras do mundo está localizada na Alemanha, foi construída em 1978 pela Krupp, chamada Bagger 288:
→ Custou U$ 100 milhões. → Levou cinco anos para ser produzida e mais cinco para ser montada. → Mede 95 metros de altura, 215 metros de comprimento. → Pesa 45 mil toneladas. → Tem capacidade para remover 76.500 metros cúbicos de material/dia.
EXEMPLOS DE ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO
Engrenagens: são elementos de máquina usados na transmissão entre eixos.
Muitas vezes, as engrenagens são usadas para variar o número de rotações e o sentido da rotação de um eixo para o outro.
As engrenagens podem ser: cilíndricas, cônicas, helicoidais (transmitem também rotação entre eixos reversos (não paralelos))
Quando um par de engrenagens tem rodas de tamanhos diferentes, a engrenagem maior chamase coroa e a menor chama-se pinhão.
EXEMPLOS DE ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO
Cabos
de aço: são elementos de transmissão que suportam cargas (força de tração), deslocando-as nas posições horizontal, vertical ou inclinada.
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ELEMENTOS ELÁSTICOS
As uniões elásticas são usadas para amortecer choques, reduzir ou absorver vibrações e para tornar possível o retorno de um componente mecânico à sua posição primitiva.
Exemplo: → Molas: As molas podem ser usadas nos casos de:
Amortecimento de choques
Limitação de vazão em válvulas de botijões
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ELEMENTOS DE VEDAÇÃO
Elementos de vedação são peças que impedem a saída de fluido de um ambiente fechado (tubulação, garrafas, etc.) e evitam que esse ambiente seja poluído por agentes externos.
Esses elementos, geralmente, localizam-se entre duas peças fixas.
Exemplo: O-Ring:
EXERCÍCIOS
1 – Os elementos de máquina podem ser classificados em cinco grupos básicos: elementos de fixação, elementos de apoio, elementos de transmissão, elementos elásticos, elementos de vedação. Explique quais são as funções principais de cada grupo e dê dois exemplos de aplicação de elementos de máquina de acordo com a sua classificação.
