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Fundamentos da Mecânica Módulo Básico SENAI-RS – SERVIÇO NACIONAL DE APRENDIZAGEM INDUSTRIAL Material didático desenvolvido para o curso de Técnico em Automação Industrial Léo Asquidamini - Adriano Menezes - Laércio Xavier - Gerson Mello 2 ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial DEPARTAMENTO REGIONAL DO RIO GRANDE DO SUL CONSELHO REGIONAL Presidente Nato Heitor José Müller – Presidente do Sistema FIERGS Conselheiros Representantes das Atividades Industriais - FIERGS Titulares Suplentes Ademar De Gasperi Arlindo Paludo Pedro Antônio Leivas Leite Eduardo R. Kunst Paulo Vanzzeto Garcia Ricardo Wirth Astor Milton Schmitt Nelson Eggers Representantes do Ministério da Educação Titular Suplente Antônio Carlos Barum Brod Renato Louzada Meireles Representante do Ministério do Trabalho e Emprego Titular Suplente Leonor da Costa Flávio Pércio Zacher Representante dos Trabalhadores Titular Suplente Jurandir Damin Enio Klein Diretor Regional e Membro Nato do Conselho Regional do SENAI-RS José Zortea DIRETORIA SENAI-RS José Zortea – Diretor Regional Carlos Artur Trein – Diretor de Operações Carlos Heitor Zuanazzi – Diretor Administrativo e Financeiro ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL-SENAI-PLÍNIO GILBERTO KROEFF 3 ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial SUMÁRIO INTRODUÇÃO ...................................................................................................................... 5 1. DESENHO TÉCNICO .................................................................................................... 6 1.1. INTRODUÇÃO AO DESENHO TÉCNICO MECÂNICO ................................................... 6 1.2. CONVENÇÕES BÁSICAS NO DESENHO MECÂNICO .................................................. 8 1.3. SIMBOLOGIAS USUAIS .............................................................................................. 9 1.4. INSTRUMENTOS ........................................................................................................ 9 1.5. TIPOS DE LINHA ...................................................................................................... 14 1.6. PERSPECTIVAS ISOMÉTRICAS E CAVALEIRAS ....................................................... 16 1.7. VISTAS ESSENCIAIS ................................................................................................ 19 1.8. CORTES NO DESENHO TÉCNICO ............................................................................ 24 1.9. ESCALAS ................................................................................................................. 28 1.10. REGRAS DE COTAGEM ........................................................................................... 28 1.11. INDICAÇÃO DE TOLERÂNCIAS ................................................................................. 34 1.12. SIMBOLOGIA DE ESTADO DE SUPERFÍCIE .............................................................. 35 1.13. VALORES DA RUGOSIDADE: ................................................................................... 35 1.14. CROQUIS................................................................................................................. 37 1.15. CONJUNTOS ........................................................................................................... 37 1.16. ELEMENTOS MECÂNICOS MAIS COMUNS ............................................................... 39 1.17. RECAPITULANDO .................................................................................................... 47 2. MECÂNICA BÁSICA ................................................................................................... 48 2.1. NOTAÇÃO CIENTÍFICA ............................................................................................ 48 2.2. ORDEM DE GRANDEZA ........................................................................................... 50 2.3. GRANDEZAS DO SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES ................................... 51 2.4. UNIDADES DE ENGENHARIA................................................................................... 51 2.5. MÚLTIPLOS E SUBMÚLTIPLOS DE UNIDADES ......................................................... 52 2.6. CONVERSÃO DE UNIDADES ................................................................................... 53 2.7. CASOS E RELATOS – MEDINDO A HISTÓRIA ......................................................... 53 2.8. ALGARISMOS SIGNIFICATIVOS ............................................................................... 54 2.9. GRANDEZAS FÍSICAS ............................................................................................. 57 2.10. FLUÍDO .................................................................................................................... 60 2.11. CONCEITO DE PRESSÃO ........................................................................................ 61 2.12. DENSIDADE ............................................................................................................. 62 2.13. PRESSÃO ATMOSFÉRICA ....................................................................................... 63 2.14. EXPERIÊNCIA DE TORRICELLI ................................................................................ 63 2.15. VASOS COMUNICANTES ................................................................................. 65 2.16. PRINCIPIO DE PASCAL ..................................................................................... 67 2.17. ESCOAMENTO .................................................................................................... 69 2.18. FLUXO DE MASSA ................................................................................................... 71 2.19. VAZÃO ..................................................................................................................... 71 2.20. EQUAÇÃO DE BERNOULLI ...................................................................................... 72 2.21. APLICAÇÕES DA EQUAÇÃO DE BERNOULLI .......................................................... 76 2.22. MEDIDOR VENTURI ................................................................................................. 77 2.23. TUBO DE PITOT ...................................................................................................... 77 2.24. RECAPITULANDO .................................................................................................... 81 3. METROLOGIA ............................................................................................................. 82 3.1. COMPATIBILIDADE DE VALORES E REGRAS DE ARREDONDAMENTO .................... 82 3.2. VOCABULÁRIO INTERNACIONAL (VIM) .................................................................. 83 3.3. NORMAS GERAIS DE MEDIÇÃO ............................................................................... 84 4 ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial 3.4. TIPOS DE INSTRUMENTOS: .................................................................................... 85 3.5. TOLERÂNCIAS DIMENSIONAIS E SISTEMA ISO DE AJUSTES ............................... 116 3.6. ESTADO DAS SUPERFÍCIES .................................................................................. 117 3.7. RECAPITULANDO .................................................................................................. 121 4. ELEMENTOS DE MÁQUINA .....................................................................................e submúltiplos de unidades Com a finalidade de evitar o uso de grandes quantidades de zeros para expressar grandezas muito pequenas ou muito grandes, o SI estabeleceu prefixos que permitem a formação de múltiplos e submúltiplos decimais de suas unidades. Prefixo Símbolo Fator de multiplicação tera T 10¹² giga G 109 mega M 106 quilo k 10³ hecto h 10² deca da 10¹ deci d 10-¹ centi c 10-2 mili m 10-3 micro µ 10-6 nano n 10-9 pico p 10-12 53 ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial 2.6. Conversão de Unidades a. Conversão de comprimento Km hm dam m dm cm mm 10³ 10² 101 1 10-1 10-² 10-³ b. Conversão de área km² hm² dam² m² dm² cm² mm² 106 104 102 1 10-2 10-4 10-6 c. Conversão de volume km³ hm³ dam³ m³ dm³ cm³ mm³ 109 106 103 1 10-3 10-6 10-9 d. Conversão de massa kg hg dag g dg cg mg 10³ 10² 101 1 10-1 10-² 10-³ e. Conversão de tempo hora minuto s ms µs ηs ps 3600 60 1 10-³ 10-6 10-9 10-12 f. Conversão de pressão kPa hPa daPa Pa dPa cPa mPa 10³ 10² 101 1 10-1 10-² 10-³ 2.7. Casos e relatos – Medindo a História A necessidade de medir acompanha a humanidade desde os primórdios. Por milênios, cada lugar teve um sistema de medidas, formado por unidades imprecisas, que eram baseadas, por exemplo, no corpo do rei do local: palmo (pm), pé (ft), polegada (”), etc. Com o desenvolvimento do comércio entre as nações, esse processo mostrou-se impraticável e em 1789 a França tentou resolver o problema da imprecisão criando um sistema de medidas baseado em “constantes naturais”. Em outras palavras, os franceses 54 ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial desenvolveram técnicas para adaptar as unidades de medida a definições numéricas universais, atualizáveis de vez em quando. Nascia assim o Sistema Métrico Decimal, que originou, em 1960, o Sistema Internacional de Medidas (SI), também adotado pelo Brasil. O SI é baseado em sete unidades fundamentais: metro (m), quilograma (kg), segundo (s), ampère (A) (para medir corrente elétrica), kelvin (K) (temperatura), mol (mol) (quantidade de matéria) e candela (cd) (intensidade luminosa). As demais unidades são calculadas a partir dessas. Exercício de Fixação Converter as medidas abaixo 45 min _______________s 123 km ______________mm 180 kPa______________Pa 2530 mg______________kg 345 m3 _______________cm3 1089 dm2 _____________dam2 128 mm _______________m 298 mm2 ______________m2 50 hm² _________________ mm²: 25 m3 _________________ dm³ 3450 s __________________ min 3,5 h __________________s 101,3 Pa ______________ hPa Conversão de unidades compostas 72 km/h ___________________m/s 40 m3/h_____________________cm3/s 25 Pa/m2 __________________cPa/mm2 2.8. Algarismos Significativos Algarismos corretos e avaliados Todo instrumento de medição, régua, trena ou paquímetro, apresenta uma divisão mínima em sua escala. Quando efetuamos a medição de um objeto é possível que o resultado fique no intervalo entre duas destas divisões. Veja na figura a seguir que estamos expressando uma medida compreendida entre 14,3 cm e 14,4 cm, pois a fração mínima da régua é de 1 mm. Observe que estamos seguros em relação aos números 1, 4 e 3, pois eles foram obtidos através de divisões inteiras da escala da régua, ou seja, eles são algarismos corretos. Entretanto, o número 5 foi avaliado e não temos muita certeza do seu valor. Por isto, este algarismo avaliado é denominado de algarismo duvidoso ou incerto. 55 ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial Definição de algarismos significativos Pelo que vimos, no resultado de uma medida devem constar somente os algarismos corretos e o primeiro algarismo duvidoso. Esta é uma prática adotada pela comunidade científica e por aqueles que realizam medidas rigorosas. Portanto, algarismos significativos de uma medida são os algarismos corretos e o primeiro algarismo duvidoso. Operações com algarismos significativos Os resultados de cálculos que envolvem medidas devem conter apenas algarismos significativos. Para isso, será necessário obedecer algumas regras básicas que sãs apresentadas a seguir. Adição e Subtração Suponha que se deseja somar os números listados abaixo. Como se encontram com diferentes quantidades de casas decimais precisamos ajustá-los para só então efetuar a operação de adição. Assim 2807,5 permanece alterada............... 2807,5 0,00648 passa a ser escrita.................. 0,1 83,645 passa a ser escrita.................. 83,6 525,35 passa a ser escrita.................. 525,3 O resultado correto é .................................... 3416,5 Na subtração, deve-se seguir o mesmo procedimento. Multiplicação e Divisão Suponha que desejamos multiplicar os números 3,67 por 2,3. Realizando normalmente a operação, encontramos 3,67 x 2,3 = 8,441 Procedendo a operação desta forma, aparecem, no produto, algarismos que não são significativos. Para evitar isto, devemos seguir a seguinte regra: verificar qual fator apresenta o menor número de algarismos significativos e, no resultado, manter apenas o número de algarismo igual ao deste fator. Assim 3,67 x 2,3 = 8,4 Procedimento análogo deve ser seguido ao efetuarmos uma divisão. Comentários a) O algarismo zero só é significativo quando estiver situado a direita de um algarismo significativo. Assim, 56 ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial 0,00041 tem apenas dois algarismos significativos (4 e 1), pois os zeros não são significativos 40100 tem cinco algarismos significativos, pois neste caso os zeros são significativos 0,000401 tem três algarismos significativos, pois os zeros a esquerda do algarismo 4 não são significativos b) Quando realizamos mudança de unidades, devemos ter cuidado para não escrever zeros que não são significativos. 7,3 kg = 7300 g → errado, pois o 3 é um algarismo duvidoso 7,3 kg = 7,3 x 10³ g → correto, pois mantém o 3 como algarismo duvidoso c) O algarismo à esquerda diferente de zero é o algarismo mais significativo. Exemplo: 100,9 – 0720 – 0,00054 – 0,0023400 d) Se não houver vírgula, o último algarismo à direita diferente de zero é o algarismo menos significativo. Exemplo: 260 – 1000 – 170 – 234 e) Havendo vírgula, o último algarismo à direita é o algarismo menos significativo. Exemplo: 782,450 – 0,53200 – 1230,0 – 232,34 f) Números que pertencem a fórmulas matemáticas e físicas e que não foram mensurados não se alteram durante uma operação com números significativos. Exemplo 2 bxh A O número 2 não foi obtido através de medida e, portanto, não deverá ser levado em consideração para a contagem de algarismos significativos do resultado. Exercícios Indique, nas medidas abaixo, qual é o algarismo MAIS significativo, qual é o algarismo MENOS significativo e escreva quantos algarismos significativos cada medida possui. 24,030 ml (R: 5 AS) 581 bar (R: 3 AS) 0,0590 N (R: 3 AS) 5600 Pa (R: 2 AS) 14,22 psi (R: 4 AS) 100,0 m (R: 4 AS) 100 000 ºC (R: 1 AS) 57 ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial 2.9. Grandezas Físicas Grandezas Escalares Grandezas escalares são aquela que são completamente definidas apenas com seu valor numérico – Módulo. Como exemplo: massa, tempo, área, temperatura, pressão, volume e etc. Grandezas Vetoriais Grandezas vetoriaissão aquelas que para serem completamente determinadas precisam ser conhecidos seu módulo, sua direção e seu sentido. São grandezas como velocidade, aceleração, força, deslocamento e outras. Exemplo: força Módulo – valor numérico da força aplicada │F│ ; Direção – plano sobre o qual a força atua (vertical, horizontal, etc); Sentido – indica a origem e o destino da força aplicada (de cima para baixo, da esquerda para direita). Representação de uma Grandeza Vetorial Para representarmos uma grandeza vetorial precisamos sempre indicar suas três características – módulo, direção e sentido, que podem ser fornecidas de uma só vez com o emprego de vetores. A B O comprimento da flecha, em uma escala apropriada, representa o módulo; a direção é representada pela direção AB e o seu sentido é representado pela seta na ponta da flecha. :F representa o vetor (módulo, direção e sentido) F : representa apenas o módulo do vetor 58 ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial Vetores a) Soma de vetores As grandezas vetoriais se adicionam de maneira diferente das grandezas escalares e a palavra soma e o sinal + tem um significado especial. Assim para evitar confusão usamos a expressão soma vetorial. Portanto, para encontrar a resultante, c , de dois vetores a e b , traçamos o vetor b de modo que sua origem coincida com a extremidade do vetor a . Unindo a origem do vetor a com a extremidade do vetor b , obtemos a resultante c . Regra do paralelogramo Outra maneira de obter a resultante c de dois vetores a e b é empregando a regra do paralelogramo. Os vetores são traçados de modo que suas origens coincidam, traçando um paralelogramo de lados a e b e tendo como resultante a diagonal formada pelo vetor c . Resultante de vários vetores Para encontrar a resultante de vários vetores usaremos a um processo semelhante àquele visto para dois vetores, isto é, a extremidade do primeiro vetor 1 v deve Considere que o automóvel da figura ao lado se desloca de A para B e, em seguida de B para C. Estes deslocamentos estão representados pelos vetores a e b . O deslocamento total do automóvel é dado pela soma de a e de b , cujo resultado é o vetor resultante c . Assim: c = a + b 59 ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial coincidir com a origem do segundo vetor 2 v e assim sucessivamente para quantos vetores houver. O vetor resultante v será aquele que unir a origem do primeiro com a extremidade do último vetor, conforme mostrado na figura abaixo. 4321 vvvvv Componentes de um vetor A componente de um vetor, segundo uma direção, é a projeção (ortogonal) do vetor naquela direção. Ao determinarmos as componentes retangulares de um vetor v , encontramos dois vetores x v e y v que, em conjunto, podem substituir o vetor v . Podemos calcular matematicamente os valores destas componentes utilizando as relações do triângulo retângulo e sabendo o módulo do vetor v e o ângulo que ele forma com o eixo OX. Assim: Vx = V sen θ Vy = V cos θ 60 ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial Por outro lado, se conhecemos os valores das componentes x v e y v , o módulo do vetor v poderá ser obtido pelo teorema de Pitágoras. V² = V²x + V²y Exercícios: Um corpo está sujeito a duas forças simultâneas, de módulos 4N e 6N, formando um ângulo de 60º da entre si. Calcule o valor da força resultante sobre o corpo. Calcule o módulo do vetor soma a e b em cada caso: a) V1 = 3 cm; V2 = 5 cm; cos 45º = R = cm b) V1 = 5 m; V2 = 8 m; cos 120º = R = 7 m Qual o vetor soma de dois vetores perpendiculares entre si cujos módulos são 6 cm e 8 cm? R = 10 cm. 2.10. Fluído O termo fluido é usado para designar substâncias que escoam facilmente e que muda de forma sob a ação de pequenas forças, como os líquidos e os gases. No movimento de um líquido existe atrito entre suas moléculas e que é traduzido por uma grandeza denominada viscosidade. Quanto menor a viscosidade maior a facilidade no escoamento (ex. água) e quanto maior a viscosidade maior a dificuldade para escoar (ex.: óleo). 61 ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial 2.11. Conceito de pressão Pressão é definida como o número que mede a força atuante (F) em cada unidade de área (A). A pressão é uma grandeza escalar cuja unidade no SI é o pascal (abreviatura Pa, 1 Pa = 1 N/m²). A F p Na prática, os engenheiros e técnicos costumam usar a unidade 1 kgf/cm² para o sistema métrico e 1 lb/in² (libra por polegada quadrada) para o sistema americano (ou inglês). Fique alerta: Num liquido a pressão transmite-se igualmente em todas as direções, devido à fluidez. Quando estamos tratando com fluidos, é comum usar como unidade de pressão o 1 mmHg (milímetro de mercúrio). A pressão de 1 mmHg é muito pequena e por isso empregada em laboratório para medida de pressão de gases rarefeitos. Quando desejamos medir pressões elevadas, como gases comprimidos e vapores em caldeiras, usamos uma unidade denominada 1 atmosfera = 1 atm. Você sabia que quanto menor for a área de aplicação da força, maior será a pressão que um prego, por exemplo, exerce sobre uma parede? Relação entre algumas unidades de pressão: 1mmHg = 133 N/m² 1 atm = 1,01 x 105 N/m² 1 atm = 1kgf/cm² 1kgf/cm² = 14,2 libras/pol² Fique alerta: a pressão é uma grandeza escalar. Quando queremos pressões elevadas, os pesos devem ser distribuídos por superfícies de áreas muito pequenas. 62 ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial 2.12. Densidade A densidade absoluta ou massa específica de um corpo é a relação entre sua massa e o seu volume, isto é, V m Fique alerta: A densidade indica a quantidade de massa que existe numa unidade de volume. Pela definição acima observamos que a unidade de densidade no SI será 1 kg/m³. Entretanto, na prática é muito comum o uso de 1g/cm³. 1g/cm³ = 10³kg/m³ Você sabia que para comparar massas ou pesos de substâncias diferentes, devemos comparar corpos com volumes iguais? Exemplo: Um tambor, cheio de gasolina, tem área da base A = 0,75 m² e a altura h = 2,0 m. Qual é a massa de gasolina contida no tambor? Solução: ρ = m/V → m = ρV O volume do tambor será: V = A.h = 0,75x 2,0 donde V = 1,5m³ Pela tabela, obtemos a densidade da gasolina, o valor ρ = 0,70 g/cm³ = 0,70x10³ kg/m³ Teremos, então, para a massa da gasolina. m = ρV = 0,70x10³ kg/m³ x 1,5 m³ = 1,05x10³ kg Massa específica (0°C e à pressão de 1 atm) Substância ρ (g/cm³) Hidrogênio 0,000090 Ar 0,0013 Cortiça 0,24 Gelo 0,70 Gasolina 0,92 Água 1,00 Água do mar 1,03 Glicerina 1,25 Alumínio 2,7 Ferro 7,6 Cobre 8,9 Prata 10,5 Chumbo 11,3 Mercúrio 13,6 Ouro 19,3 Platina 21,4 Qual é a pressão exercida, pela gasolina, no fundo do tambor? Solução: Neste caso, F representa o peso da gasolina, no fundo do tambor e A é a área da base do tambor F = mg = 1,05x10³ kg x 10 m/s² ou F = 1,05104 N Portanto, 75,0 1005,1 4 x A F p donde p = 1,4x104 N/m² 2.13. Pressão Atmosférica A atmosfera é a região gasosa que envolve o planeta Terra é composta por gases como oxigênio, nitrogênio, gás carbônico, vapor de água etc. Devido à ação da gravidade asmoléculas desta camada gasosa estão dispostas de maneira a formar uma coluna que exerce uma pressão sobre todas as coisas que encontram na superfície terrestre. Esta pressão é denominada de pressão atmosférica. Até a época de Galileu (século XVII), a existência da atmosfera era desconhecida pela maioria das pessoas e foi físico italiano, Torricelli, contemporâneo e amigo de Galileu, que demonstrou experimentalmente a sua existência. Fique alerta: A pressão atmosférica é a pressão que a atmosfera exerce sobre a superfície da terra. 2.14. Experiência de Torricelli Torricelli tomou um tubo de vidro com cerca de 1 metro de comprimento e com uma das extremidades fechada. Encheu totalmente o tubo com mercúrio e emborcou num recipiente contendo também mercúrio. Então, observou que a coluna de mercúrio no tubo descia até estacionar a uma altura de 76 centímetros acima da superfície do mercúrio do recipiente. Assim, Torricelli conclui que a pressão atmosférica pa equilibrava esta coluna de mercúrio e, portanto, seu valor equivale à pressão exercida por uma coluna de mercúrio de 76 cm. Pa = 76 cmHg 64 SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF Fique alerta: A pressão atmosférica, no nível do mar, equivale à pressão exercida por uma coluna de mercúrio de 760 mm de altura. Mas em lugares situados a uma certa altitude, a altura da coluna de mercúrio é menor que 760 mm. Comentários: O valor Pa = 76 cmHg é obtido quando a experiência é realizada ao nível do mar. Posteriormente o cientista francês Pascal repetiu a experiência no alto de uma montanha e verificou que o valor de p era menor do ao nível do mar. A experiência de Torricelli poderia ter sido realizada com outros líquidos. O mercúrio é o mais usado, pois sua grande densidade acarreta uma coluna de menor tamanho. Caso fosse feita com a água a coluna atingiria uma altura de 13, 6 metros. O barômetro é o aparelho que nos permite medir a pressão atmosférica. Existem vários tipos de barômetros, mas aquele empregado por Torricelli é o mais empregado. Exercícios Qual seria a altura da coluna de mercúrio em Marte, sabendo que a pressão atmosférica naquele planeta é 10 vezes menor do que a da Terra? Qual seria a altura da coluna de mercúrio na Lua? Um habitante da Lua conseguiria tomar chimarrão da mesma forma que aqui na Terra? Cálculo da pressão no interior de um fluido Na figura ao lado estão mostrados os pontos 1 e 2, separados por uma altura h, no interior de um fluido de densidade ρ. 65 SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF Lei de Stevin, vasos comunicantes, Principio de Pascal e Teorema de Arquimedes. Num líquido, de densidade ρ, em equilíbrio num recipiente qualquer, os pontos que estão no mesmo nível suportam a mesma pressão. pA = ρghA e pB = ρghB pB - pA = ρghB – ρghA pB - pA = ρg (hB – hA) pB - pA = ρgΔh pB = pA + ρgΔh pB = patm + ρgh Com base nessa conclusão, pode-se verificar que a superfície livre de um líquido em equilíbrio é sempre plana e horizontal. Você sabia que o estudo da pressão devido aos líquidos é muito utilizado na construção de barragens e de submarinos e na segurança de mergulhadores? 2.15. VASOS COMUNICANTES Vasos comunicantes são dois ou mais recipientes interligados por um conduto. Se os vasos são abertos e contêm um único líquido: As alturas das colunas de líquidos em todos os vasos são iguais, porque a pressão na superfície livre de cada um deles é a pressão atmosférica; Pontos situados a uma mesma profundida suportam pressões iguais, isto é, as superfícies são isobáricas. O principio dos vasos comunicantes é usado na rede de distribuição de água, nos poços artesianos, nos indicadores de nível. Fique alerta: O principio dos vasos comunicantes não é valido para recipientes fechados e sobre pressão. 66 SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF Aplicação O casco de um submarino suporta uma pressão de até 12 atm sem se romper. Se, por acidente, o submarino afundar, a que profundidade, em metros, o casco se romperá? Suponha a densidade da água igual a 1.10³kg/m³, g = 10 m/s² e patm = 1.105 N/m² (1 atm) p = patm + ρgh 12.105 N/m² = 1.105 N/m² + 1.10³kg/m³ x 10 m/s² x h h = 110 m Os vasos comunicantes da figura contêm os líquidos imiscíveis 1 e 2 em equilíbrio. Sabendo que ρ1 = 1,2 g/cm³, ρ2 = 0,8 g/cm³ e h2 = 3 cm, calcule h1. pA = pB = patm + ρ1gh1 = patm + ρ2gh2 ρ1h1 = ρ2h2 1,2 g/cm³. h1 = 0,8 g/cm³ . 3 cm h1 = 2 cm Você sabia que o principio de vasos comunicantes é usado na rede de distribuição de água, nos poços artesianos e nos indicadores de nível? 67 SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF 2.16. PRINCIPIO DE PASCAL Quando exercemos pressão sobre um corpo sólido, ela se transmite desigualmente nas diversas direções por causa da forte coesão que dá ao sólido sua rigidez. Num líquido a pressão se transmite igualmente em todas as direções devido a fluidez. pA - pB = ρgh Você sabia que o principio de Pascal é usado nos elevadores hidráulicos, nas seringas de injeção e nos freios hidráulicos dos carros? Aumentando a pressão nos pontos A e B, por um processo qualquer, eles sofrerão um aumento de pressão pA e pB tal que as pressões passam a ser pA’ e pB’ pA’ = pA + ΔpA pB’ = pB + ΔpB Como o líquido é incompressível, a distância entre os pontos A e B continua a mesma pA’ – pB’ = ρgh → (pA + ΔpA) – (pB + ΔpB) = ρgh Fazendo = pA - pB = pA + ΔpA – pB - ΔpB pA - pB = pA + ΔpA – pB - ΔpB → ΔpA = ΔpB O acréscimo de pressão exercida num ponto de um líquido ideal em equilíbrio se transmite integralmente a todos os pontos desse líquido e às paredes do recipiente que o contém. p1 = p2 = p3 ...= pN Aplicação A prensa hidráulica é uma das aplicações do princípio de Pascal. Consiste de dois cilindros verticais, de secções desiguais, interligados por um tubo, no interior do qual existe um líquido que sustenta dois êmbolos S1 e S2. Se aplicarmos uma força F1 no embolo menor teremos uma força F2 maior no embolo maior. 68 SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF Os ramos de uma prensa hidráulica têm áreas iguais a A1= 20cm² e A2 = 50cm². Sobre o êmbolo menor é exercida uma força F1 = 10 N . Qual a força transmitida para o êmbolo maior? A1 = 20 cm² = 20.10-4 m² A2 = 50 cm² = 50.10-4 m² = 25N A que altura se eleva o êmbolo maior, se o menor desce 0,6 m? 1º modo: o volume de líquido expulso no ramo mais estreito é igual ao que passa no ramo mais largo A1 . h1 = A2 . h2 → 20.10-4 m² . 0,6 m = 50.10-4 m² h2 → h2 = 0,24 m 2º modo: o trabalho da foça F1 é igual ao trabalho da força F2. F1 . h1 = F2 . h2 → 10 N . 0,6 m = 25 N. h2 → h2 = 0,24 m 69 SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF 2.17. ESCOAMENTO Tipos de Escoamento Estacionário Quando a velocidade de uma porção elementar em cada ponto (A, B, etc) for sempre a mesma independente do tempo, como exemplo: escoamento manso das águas de um rio e no escoamento de ar e gases Não estacionário ou turbulento Quando a velocidade em cada ponto varia no decorrer do tempo, como exemplo: quedas d’água e as vagas das marés. Rotacional O escoamento rotacional abrange movimentos turbulentos, tais como redemoinhos. Irrotacional Se, em cada ponto, umelemento do fluido possui velocidade angular resultante nula, em torno daquele ponto. 70 SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF Compressível Quando o fluido apresenta variações na sua massa específica ρ ao longo do seu escoamento. Incompressível Quando a massa específica ρ permanece constante, independente de x, y, z e t. Nestes casos o tratamento matemático do escoamento do fluido fica muito simplificado. São geralmente considerados fluido incompressível os líquidos e o ar nos voos a velocidades muito inferiores à do som Viscoso e Não-viscoso A viscosidade do movimento de um fluido é análoga ao atrito do movimento dos sólidos. A viscosidade introduz forças tangenciais entre camadas do fluido que possuem movimento relativo, resultando em dissipação de energia mecânica. Este estudo de dinâmica dos fluido está limitado ao escoamento estacionário, irrotacional, incompressível e não-viscoso. Escoamento Estacionário O escoamento estacionário é obtido quando as velocidades de escoamento são muito pequenas. Todas as porções elementares de fluido tem velocidade VP quando passam por P, velocidade VQ quando passam por Q e velocidade VR quando passam por R. Se a velocidade do fluido for a mesma em todos os pontos, o escoamento será estacionário e uniforme VP = VQ = VR Em princípio podemos desenhar uma linha de corrente que passe por qualquer ponto do fluido e, um número finito de linhas de corrente formam um feixe de maneira a constituir uma região tubular denominada tubo de escoamento. 71 SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF 2.18. Fluxo de Massa A velocidade de um fluido no interior de um tubo de escoamento pode ter valores diferentes em diferentes pontos. Seja v1 o módulo da velocidade da partícula em P e v2 em Q e, A1 e A2 as respectivas secções transversais do tubo. Num intervalo de tempo Δt um elemento do fluido desloca-se aproximadamente de vΔt. Então, a massa de fluido Δm1 que atravessa a secção A1 no intervalo Δt é aproximadamente: Δm1 = ρ1A1v1Δt Sendo o fluxo de massa Δm1/Δt e fazendo Δt suficientemente pequeno (Δt → 0) para que A e v permaneçam aproximadamente constantes, teremos Fluxo de massa em P = ρ1A1v1 e Fluxo de massa em Q = ρ2A2v2 Como não há fontes nem sorvedouros pelos quais o fluido possa ser criado ou destruído no interior do tubo, a massa por unidade de tempo de fluido que passa em P deve ser igual ao seu valor em Q ρ1A1v1 = ρ2A2v2 ou ρAv = constante Este resultado expressa as lei da conservação da massa na dinâmica dos fluidos. 2.19. Vazão Como o estudo aborda um fluido incompressível, então ρ1 = ρ2 a equação toma a forma mais simples A1v1 = A2v2 ou Av = constante O produto Av fornece o fluxo de volume, ou vazão, como é comumente chamado, sendo sua unidade no SI o m³/s. Como o produto Av permanece constante, na parte estreita do tubo as linhas de corrente devem ser mais próximas umas das outras do que nas partes mais largas. Assim, a medida que as linhas de corrente se aproximam, a velocidade do fluido deve ser maior e nas regiões mais espaçadas indicam regiões de baixa velocidade. 72 SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF Você sabia que os líquidos ideais são incompressíveis, isto é, seu volume permanece constante, sua viscosidade é desprezível e também a força de exerce sobre uma superfície é sempre perpendicular a ela? 2.20. Equação de Bernoulli A equação de Bernoulli é uma relação fundamental da mecânica dos fluidos. Ela deriva das leis básicas da Mecânica Newtoniana e, por isso, será deduzida a partir do teorema do trabalho-energia. No estudo será considerado o escoamento estacionário de um fluido não viscoso e incompressível através de um tubo de escoamento conforme a figura a seguir . O trecho da esquerda apresenta secção transversal uniforme A1, está na horizontal e situada a uma altura h1 em relação a um certo nível de referência y. O tubo se alarga e se eleva gradualmente, de tal forma que trecho da direita apresente secção transversal uniforme A2 estando situado a uma altura h2 do mesmo nível de referência y. Concentremos nossa atenção nas porções de fluido hachuradas horizontal e obliquamente, as quais denominarão de sistema. Analisando o movimento deste sistema entre as posições (a) e (b), consideremos que em todos os pontos da parte estreita do tubo a pressão é p1 e a velocidade é v1. da mesma forma, em todos os pontos da parte mais larga a pressão é p2 e a velocidade é v2. 73 SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF O teorema do trabalho-energia estabelece que o trabalho realizado pelas forças resultantes que atuam em um sistema é igual à variação da energia cinética do sistema. W = Δk W = 1 mv2² – 1 mv1² 2 2 Na figura ao lado, a forças que realizam trabalho sobre o sistema são as forças de pressão p1A1 e p2A2, que atuam respectivamente nas extremidades esquerda e direita, e a força da gravidade. 74 SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF Determinação do trabalho (W) realizado pelas forças resultante: Trabalho realizado pela força p1A1 é p1A1Δl1. Trabalho realizado pela força p2A2 é p2A2Δl2, é negativo, o que significa que o sistema realiza um trabalho positivo. O trabalho realizado pela gravidade está associado a elevação da porção do fluido da altura y1 à altura y2, e vale – m.g (y2 - y1). 75 SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF O trabalho (W) realizado pelas forças resultante é obtido a partir da soma dos três termos, ou seja: W = p1A1Δl1 - p2A2Δl2 – m.g (y2 - y1) Como A1Δl1 (= A2Δl2, supondo fluido incompressível) é o volume do elemento de fluido, representada pelas hachuras inclinadas e podendo ser expresso por m/ρ, teremos: W = (p1 - p2 ) (m/ρ) – m.g (y2 - y1) A variação da energia cinética do elemento de fluido é W = mv2²/2 – mv1²/2 ou (p1 - p2 ) (m/ρ) – m.g (y2 - y1) = mv2²/2 – mv1²/2 Que pode ser escrito sobre a seguinte forma Como os índices 1 e 2 se referem a duas posições quaisquer no tubo de escoamento, podemos suprimi-los escrevendo: ρ y = constante Esta é a equação de Bernoulli para o escoamento estacionário, incompressível e não viscoso. Foi apresentado pela primeira vez por Daniel Bernoulli em sua Hydrodynamica, em 1738. Comentários é a energia cinética por unidade de volume, também chamada de pressão dinâmica 76 SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF y é a pressão que existe mesmo quando não há escoamento (v = 0), chamada de pressão estática. Se o fluido se mover apenas na horizontal não haverá variação de energia potencial gravitacional ( y=0). Velocidade de Escoamento A figura representa um recipiente com área de secção transversal A1, cheio de um líquido de densidade ρ até uma profundidade h1. O espaço acima do líquido contém ar a uma pressão p1, o líquido escoa por um orifício de área A2. Usando a equação de Bernoulli, temos Se o recipiente estiver aberto para a atmosfera, teremos: p1 = p2 = patm Se A1 for muito maior do que A2, v1² será muito menor que v2² e pode ser desprezado (v1² ≈ 0) → → Essa relação mostra que a velocidade de escoamento é a mesma que adquire um corpo caindo em queda livre de umaaltura h e se aplica também quando o orifício é feito na base do recipiente. 2.21. Aplicações da Equação de Bernoulli A equação de Bernoulli pode ser empregada para determinar s velocidade de fluidos, mediante a medida de pressões. A equação da continuidade exige que a velocidade do fluido aumente após um estrangulamento e haverá nessa região uma queda de pressão. Entre as aplicações da equação da continuidade podemos citar: Medidor Venturi Tubos de Pitot Empuxo dinâmico Empuxo sobre um foguete 77 SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF Fique alerta! A Equação de Bernoulli mostra uma estreita relação entre o comportamento da velocidade com a pressão. Por outro lado, quando há uma restrição, a velocidade aumenta e a pressão cai. Sempre que houver um fluxo por um orifício a pressão irá cair. Esta afirmação é de suma importância para entender como as válvulas pilotadas funcionam. 2.22. Medidor Venturi Trata-se de um medidor que é colocado em uma canalização cuja a secção reta tem área A, a fim de medir a velocidade de escoamento de um líquido, de massa específica ρ. No estrangulamento, a área é reduzida para a e sendo ρ’ a massa específica do líquido do manômetro. Aplicando a equação de Bernoulli e a da continuidade aos pontos 1 e 2 temos que a velocidade de escoamento no ponto A é dado por 2.23. Tubo de Pitot É um dispositivo empregado, principalmente, para medir a velocidade de escoamento de um gás. Seu aspecto construtivo apresenta abertura paralelas à direção do escoamento, 78 SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF suficientemente afastadas para que a velocidade e a pressão fora delas não seja perturbada pelo tubo, e correspondem a pressão estática pa do gás. A outra abertura é montada de forma a ficar contra a corrente do escoamento gás. Nesta ramo a velocidade reduz-se a zero e o gás fica estagnado. Nesta região a pressão é a pressão total pb. Aplicando a equação de Bernoulli aos pontos a e b obtém-se Sendo h a diferença de entre a as alturas do líquido do manômetro e ρ’ a massa específica do líquido, resulta Comparando as duas equações encontra-se = Isto é, Este medidor pode ser calibrado de modo a fornecer v diretamente, tornando-se neste caso um velocímetro 79 SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF Exercícios de Hidrodinâmica A. Por um tubo de 10 cm de diâmetro passam 80 litros de água em 4s. Qual a velocidade do escoamento da água? B. O sangue flui na aorta, de raio 9 mm, com uma velocidade aproximada de 30 cm/s. Considerando que todo o sangue flui para os capilares, que o ralo médio de um capilar é de 9 μm e que a velocidade média de escoamento do sangue é de 1 mm/s, determine o número necessário de capilares par receber o fluxo de sangue proveniente da aorta? C. Por um tubo de 0,4 mm de diâmetro passam 200 litros de água por segundos. O tubo sofre um estreitamento e passa a ter 0,3 m de diâmetro. Determine a velocidade da água nas duas partes do tubo. Considere π = 3. (figura ) D. Um tubo A tem 10 cm de diâmetro. Qual o diâmetro de um tubo B para que a velocidade do fluido seja o dobro da velocidade do fluido do tubo A? E. No tubo mostrado na figura escoa um fluido de massa específica constante, em regime permanente. O campo de velocidade é unidimensional nas secções 1 e 2 e desprezam-se as tensões de cisalhamentos no fluido. Calcule: a. A velocidade v2 em m/s; b. A vazão mássica em kg/s. 80 SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF F. Dois manômetros A e B são colocados nu tubo horizontal de secções variáveis, por onde circula água a velocidade de 1,2 m/s e 1,5 m/s, respectivamente. O manômetro em A registra pressão 24 N/cm². Calcule a pressão registrada pelo manômetro colocado em B. (ρH2O = 1 g/cm³) G. O tubo da figura tem diâmetro de 50 cm na região A e 40 cm na região B. A pressão em A vale 2.105 N/m². o óleo transmitido por este tubo tem massa específica de 0,8 g/cm³ e sua vazão é de 70 litros/s. (considere π = 3,14) c. Calcule VA e VB. Calcule a pressão no ponto B. H. A figura mostra a água contida num reservatório de grande secção transversal. A 5 m da superfície livre da água existe um pequeno furo de área de 3 cm². Admitindo g = 10 m/s², calcule a vazão pelo orifício. 81 SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF 2.24. Recapitulando Neste capitulo estudamos os princípios da mecânica básica. Iniciamos com a matemática, usando notação cientifica e potencia de 10. Passamos pelas grandezas usadas no Sistema Internacional e também a ordem das mesmas. Vimos seus múltiplos e submúltiplos e conversão de unidades. Estudamos também, definição de pressão, bem como densidade e pressão atmosférica, junto com a experiência de Torricelli. Vimos os princípios de Pascal e dos vasos comunicantes, passando pelo estudo do escoamento, vazão e o fluxo de um fluído. Aplicamos as equações de Bernoulli, do tubo de Venturi e do Tubo de Pitot em diversos cálculos. 82 SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF 3. METROLOGIA A metrologia (palavra de origem grega – metron: medida e logos: ciência) é a ciência das medidas e das medições, codificando os conhecimentos relativos às medidas e unidades de medir e estudando a medição de grandezas, que é uma das mais importantes partes da física, pois fenômeno algum poderá ser bem definido sem o conhecimento exato da quantidade de fatores que nele influi. 3.1. Compatibilidade de valores e regras de arredondamento Compatibilidade de valores O resultado da medição deve ser apresentado com um número de algarismos significativos compatível com o fenômeno físico e/ou descrição da medida. A incerteza do resultado deve ter um ou no máximo dois algarismos significativos. O valor medido deve ter o mesmo número de casas decimais que o valor da incerteza. Regras de arredondamento Em conformidade com a Resolução nº 886/66 da Fundação IBGE e com a ABNT NBR 5891, os arredondamentos são efetuados da seguinte maneira: 83 SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF Condiç ões Procedimentos Exemplos 5 Aumenta-se de uma unidade o algarismo a permanecer. 42,87 passa a 42,9 25,08 passa a 25,1 53,99 passa a 54,0 = 5 (i) Se ao 5 seguir em qualquer casa um algarismo diferente de zero, aumenta-se uma unidade no algarismo a permanecer. 2,352 passa a 2,4 25,6501 passa a 25,7 76,250002 passa a 76,3 (ii) Se o 5 for o último algarismo ou se ao 5 só seguirem zeros, o último algarismo a ser conservado só será aumentado de uma unidade se for ímpar. 24,75 passa a 24,8 24,65 passa a 24,6 24,7500 passa a 24,8 24,6500 passa a 24,6 Quadro de arredondamentos. Fonte: Adaptado de Crespo, 1991. Cabe ressaltar que, não se devem efetuar arredondamentos sucessivos (ex.: 17,3452 passa a 17,3 e não para 17,35; para 17,4). Caso se faça necessário um novo arredondamento recomenda-se o retorno dos dados originalmente gerados. 3.2. Vocabulário Internacional (VIM)Os processos de medida envolvem conceitos que devem ser claramente indicados através de uma terminologia bem estabelecida. No Brasil, nunca foi criado um vocabulário nacional no campo da metrologia legal. Como os vocabulários internacionais têm influência decisiva nos dicionários locais, o INMETRO vem elaborando, desde 1969, o Vocabulário de Termos Legais Fundamentais e Gerais de Metrologia, através da tradução e atualizações do Vocabulário de Metrologia Legal, editado pela Organização Internacional de Metrologia Legal (OIML), e do Vocabulário Internacional de Metrologia, editado pelo Bureau 84 SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF Internacional de Pesos e Medidas (BIPM), Organização Internacional de Normalização (ISO), Comissão Eletrotécnica Internacional (IEC) e a OIML. Muitos dos termos adotados são usados apenas em áreas restritas de setores específicos da ciência e da técnica, enquanto outros já são tão consagrados pelo uso que não geram nenhuma confusão. Outros, no entanto, são ambíguos e vêm sendo empregados com significados diferentes. Dessa forma, foram selecionados apenas alguns dos termos definidos legalmente, sobretudo os que têm uso mais comum e cujas interpretações dão margem a erros e contradições. Os demais podem ser consultados no Vocabulário Internacional de Metrologia (VIM). 3.3. Normas gerais de medição Características para uma boa medição: Tranquilidade e paciência; Adotar procedimentos padronizados (normas externas e internas); Limpeza (local e equipamentos, usar luvas, etc.); Cuidado e sensibilidade (zelar pelo bom estado de conservação dos instrumentos); Senso de responsabilidade (avaliar a finalidade da medição e a aplicação do mensurando - funções e características); Utilizar instrumentos adequados a importância da peça/mensurando; Domínio sobre o instrumento (saber usar). Recomendações: Evitar choques, quedas, arranhões, oxidação e sujeira; Deixar sempre organizado os instrumentos; Evitar cargas e atrito excessivos entre peças e instrumentos; Deixar a peça adquirir a temperatura ambiente, antes de tocá-la com o instrumento de medição, evitando medir as peças cuja temperatura, quer seja por usinagem ou por exposição a uma fonte de calor, esteja fora da temperatura de referência (temperatura ideal do laboratório: 20 °C ± 0,5); Laboratório deve ser construído evitando ao máximo a incidência de luz, calor, som, vibrações, umidade, e demais fatores que podem influenciar nas medições. Medidas diretas: Valor associado ao mensurando que resulta da aplicação de um sistema de medição: Ex.: medição do diâmetro de um eixo c/ paquímetro; Medição da temperatura c/ termômetro; Medição da velocidade de um carro através do velocímetro. Medidas indiretas: Medir a grandeza de uma peça por comparação a partir da determinação da diferença da grandeza existente entre ela e um padrão de dimensão pré-determinado. Este padrão pode ser uma peça original de dimensões conhecidas, e utilizadas como referência. 85 SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF Fique alerta! Nunca executar medições em peças que adquiram, pela usinagem, uma temperatura maior ou menor do que a do ambiente. Deixar que ocorra o equilíbrio térmico da peça com o ambiente antes de se efetuar a medição. Recomenda-se que a temperatura do ambiente seja mais próxima possível da referência (20°C). 3.4. Tipos de Instrumentos: Paquímetro O paquímetro é um instrumento usado para medir as dimensões lineares internas, externas e de profundidade de uma peça. Consiste em uma régua graduada, com encosto fixo, sobre a qual desliza um cursor. O cursor ajusta-se à régua e permite sua livre movimentação, com um mínimo de folga. Ele é dotado de uma escala auxiliar, chamada nônio ou vernier. Essa escala permite a leitura de frações da menor divisão da escala fixa. O paquímetro é usado quando a quantidade de peças que se quer medir é pequena. Os instrumentos mais utilizados apresentam resoluções de 0,05 mm, 0,02 mm, 0,01 mm, 1/128” ou 0,01”. Você sabia que a escala é chamada de nônio ou vernier em homenagem aos seus criadores: o português Pedro Nunes e o francês Pierre Vernier. O vernier (nônio) possui uma escala com n divisões para X mm da escala fixa? As superfícies do paquímetro são planas e polidas, e o instrumento geralmente é feito de aço inoxidável. Suas graduações são calibradas a 20ºC. 86 SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF 1. orelha fixa 2. orelha móvel 3. nônio ou vernier (polegada) móvel 4. parafuso de trava 5. cursor 6. escala fixa de polegadas 7. bico fixo 8. encosto fixo 9. encosto móvel 10. bico 11. nônio ou vernier (milímetro) 12. Impulsor 13. escala fixa de milímetros 14. haste de profundidade Tipos: Paquímetro universal: É utilizado em medições internas, externas, de profundidade e de ressaltos. Trata-se do tipo mais usado. Fonte: Telecurso 2000 87 SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF Paquímetro universal com relógio: O relógio acoplado ao cursor facilita a leitura, agilizando a medição. Fonte: www.digimess.com.br Paquímetro com bico móvel (basculante): Empregado para medir peças cônicas ou peças com rebaixos de diâmetros diferentes. Fonte: Telecurso 2000 Paquímetro de profundidade: Serve para medir a profundidade de furos não vazados, rasgos, rebaixos, etc. Esse tipo de paquímetro pode apresentar haste simples ou haste com gancho. Veja a seguir duas situações de uso do paquímetro de profundidade. 88 SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF Fonte: Telecurso 2000 Paquímetro duplo: Serve para medir dentes de engrenagens. Fonte: Telecurso 2000 Paquímetro digital: utilizado para leitura rápida, livre de erro de paralaxe, ideal para controle estatístico do processo. Fonte: Fonte: www.starret.com.br 89 SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF Princípio do nônio A escala do cursor é chamada de nônio ou vernier, em homenagem ao português Pedro Nunes e ao francês Pierre Vernier, considerados seus inventores. O nônio possui uma divisão a mais que a unidade usada na escala fixa. Fonte: Telecurso 2000 Essa diferença é de 0,20 mm entre o segundo traço de cada escala; de 0,3 mm entre o terceiros traços e assim por diante. Cálculo de resolução: As diferenças entre a escala fixa e a escala móvel de um paquímetro podem ser calculadas pela sua resolução. A resolução é a menor medida que o instrumento oferece. Ela é calculada utilizando-se a seguinte fórmula: Exemplo: Nônio com 10 divisões Nônio com 20 divisões Nônio com 50 divisões 90 SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF Erros comuns de leitura Além da falta de habilidade do operador, outros fatores podem provocar erros de leitura no paquímetro, como, por exemplo, a paralaxe e a pressão de medição. a) Paralaxe Dependendo do ângulo de visão do operador, pode ocorrer o erro por paralaxe, pois devido a esse ângulo, aparentemente há coincidência entre um traço da escala fixa com outro da móvel. O cursor onde é gravado o nônio, por razões técnicas de construção, normalmente tem uma espessura mínima (a), e é posicionadosobre a escala principal. Assim, os traços do nônio (TN) são mais elevados que os traços da escala fixa (TM). Colocando o instrumento em posição não perpendicular à vista e estando sobrepostos os traços TN e TM, cada um dos olhos projeta o traço TN em posição oposta, o que ocasiona um erro de leitura. Para não cometer o erro de paralaxe, é aconselhável que se faça a leitura situando o paquímetro em uma posição perpendicular aos olhos. Fonte: Telecurso 2000 b) Pressão de medição Já o erro de pressão de medição origina-se no jogo do cursor, controlado por uma mola. Pode ocorrer uma inclinação do cursor em relação à régua, o que altera a medida. Fonte: Telecurso 2000 91 SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF Técnicas de utilização do paquímetro Para ser usado corretamente, o paquímetro precisa ter: a) Seus encostos limpos; b) A peça a ser medida deve estar posicionada corretamente entre os encostos. É importante abrir o paquímetro com uma distância maior que a dimensão do objeto a ser medido. O centro do encosto fixo deve ser encostado em uma das extremidades da peça. Convém que o paquímetro seja fechado suavemente até que o encosto móvel toque a outra extremidade. Fonte: Telecurso 2000 Feita a leitura da medida, o paquímetro deve ser aberto e a peça retirada, sem que os encostos a toquem. As recomendações seguintes referem-se à utilização do paquímetro para determinar medidas: a) Externas; Nas medidas externas, a peça a ser medida deve ser colocada o mais profundamente possível entre os bicos de medição para evitar qualquer desgaste na ponta dos bicos. Fonte: Telecurso 2000 Para maior segurança nas medições, as superfícies de medição dos bicos e da peça devem estar bem apoiadas. 92 SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF Fonte: Telecurso 2000 b) Internas; Nas medidas internas, as orelhas precisam ser colocadas o mais profundamente possível. O paquímetro deve estar sempre paralelo à peça que está sendo medida. Fonte: Telecurso 2000 Toma-se, então, a máxima leitura para diâmetros internos e a mínima leitura para faces planas internas. c) De profundidade; No caso de medidas de profundidade, apoia-se o paquímetro corretamente sobre a peça, evitando que ele fique inclinado. Fonte: Telecurso 2000 d) De ressaltos. Nas medidas de ressaltos, coloca-se a parte do paquímetro apropriada para ressaltos perpendicularmente à superfície de referência da peça. Não se deve usar a haste de profundidade para esse tipo de medição, porque ela não permite um apoio firme. 93 SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF Fonte: Telecurso 2000 Para a manipulação adequada com o paquímetro, fazem-se as seguintes recomendações: a) Manejar o paquímetro sempre com todo cuidado, evitando choques. b) Não deixar o paquímetro em contato com outras ferramentas, o que pode lhe causar danos. c) Evitar arranhaduras ou entalhes, pois isso prejudica a graduação. d) Ao realizar a medição, não pressionar o cursor além do necessário. e) Selecione o paquímetro mais adequado para atender plenamente a necessidade de medição (exatidão e capacidade de medição); f) Verifique se o movimento do cursor é suave e sem folgas em toda a sua capacidade útil; g) Manter o paquímetro sempre limpo, evitando depósito de poeira e outros materiais; h) Não expor o paquímetro ao calor, inclusive aos raios solares; i) Examinar se as peças a medir não têm rebarbas que possam danificar as faces de medição do paquímetro; j) Utilizar sempre que possível o tipo de paquímetro adequado à parte da peça a ser medida; k) Nunca executar medições em peças quentes; temperaturas devem estar próximas de 20°C; l) Utilizar as orelhas de medição unicamente para medir ranhuras, furos e partes semelhantes; m) Usar sempre pano ou camurça, para guardá-lo em embalagem plástica ou de madeira, e não colocá-los sobre o barramento ou mesa de máquinas; n) Colocar a peça a medir mais perto possível da régua principal para evitar inclinação do cursor ao efetuar a leitura; o) Nunca medir peças em movimento; p) Ao terminar o trabalho, guardar o paquímetro em seu respectivo estojo, deixando as faces de medição ligeiramente abertas; q) Nunca utilizar o paquímetro para outras finalidades, que não suas próprias, tais como traçar riscos com as pontas de medição interna; r) Fazer a leitura olhando frontalmente as escalas, podendo ser utilizada uma lupa para facilitar a leitura do nônio; s) Manter as faces de medição e da peça sempre limpas; t) Controlar sistematicamente a exatidão do paquímetro, verificando se o traço inicial do Vernier coincide com o zero da escala principal. Nesta posição não deve transparecer qualquer fenda de luz por entre as faces de medição; u) Manter sempre as pernas dentro do plano de medição. Por exemplo, ao medir o diâmetro de uma barra, manter os bicos de medição no plano da seção transversal da barra; ao medir o diâmetro interno de um cilindro, manter o plano das orelhas perpendiculares ao plano diametral do cilindro; v) Posicionar corretamente a vareta de profundidade. Antes de fazer a leitura, certifique-se que o paquímetro esteja apoiado perpendicularmente ao furo em todo sentido; w) Nunca deixe o paquímetro com o parafuso de fixação travado 94 SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF Leitura no Sistema Internacional de unidades (milímetro) Na escala fixa ou principal do paquímetro, a leitura feita antes do zero do nônio corresponde à leitura em milímetro. Em seguida, você deve contar os traços do nônio até o ponto em que um deles coincidir com um traço da escala fixa. Depois, você soma o número que leu na escala fixa ao número que leu no nônio. Para você entender o processo de leitura no paquímetro, são apresentados, a seguir, dois exemplos de leitura. Nônio com resolução de 0,05 mm Nônio com resolução de 0,02 mm Escala fixa = 73,00 mm Escala fixa = 68,00 mm Escala do Nônio = 0,65 mm Escala do Nônio = 0,32 mm Leitura do paquímetro = 73,65 mm Leitura do paquímetro = 68,32 mm Leitura no Sistema Inglês de unidades (polegada) No sistema inglês, a escala fixa do paquímetro é graduada em polegada e frações de polegada. a) Leitura de polegada milesimal: No paquímetro em que se adota o sistema inglês de polegada milesimal, cada polegada da escala fixa divide-se em 40 partes iguais. Cada divisão corresponde a: Como o nônio tem 25 divisões, a resolução desse paquímetro é: O procedimento para leitura é o mesmo que para a escala em milímetro. Contam-se as unidades .025" que estão à esquerda do zero (0) do nônio e, a seguir, somam-se os milésimos de polegada indicados pelo ponto em que um dos traços do nônio coincide com o traço da escala fixa. 95 SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF b) Leitura de polegada fracionária No paquímetro em que se adota o sistema inglês de polegada fracionária, cada polegada da escala fixa divide-se em 40 partes iguais. Esses valores fracionários da polegada são complementados com o uso do nônio. Para utilizar o nônio, precisamos saber calcular sua resolução: Duas divisões corresponderão a ou Escala fixa = Nônio = Leitura: 96 SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONALSENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF Escala fixa =1 Nônio = Leitura: Micrômetro Origem Jean Louis Palmer apresentou, pela primeira vez, um micrômetro para requerer sua patente. O instrumento permitia a leitura de centésimos de milímetro, de maneira simples. Com o decorrer do tempo, o micrômetro foi aperfeiçoado e possibilitou medições mais rigorosas e exatas do que o paquímetro. De modo geral, o instrumento é conhecido como micrômetro. Na França, entretanto, em homenagem ao seu inventor, o micrômetro é denominado palmer. Funcionamento: O princípio de funcionamento do micrômetro assemelha-se ao do sistema parafuso e porca. Assim, há uma porca fixa e um parafuso móvel que, se der uma volta completa, provocará um deslocamento igual ao seu passo. 97 SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF Você sabia que o micrômetro tem como porta-medida um fuso roscado, cujo passo deve corresponder em precisão e grandeza aos objetivos da medição? Desse modo, dividindo-se a cabeça do parafuso, podem-se avaliar frações menores que uma volta e, com isso, medir comprimentos menores do que o passo do parafuso. Nomenclatura A figura seguinte mostra os componentes de um micrômetro. Fonte: http://msohn.sites.uol.com.br/micromet.htm http://msohn.sites.uol.com.br/micromet.htm 98 SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF Vamos ver os principais componentes de um micrômetro. a) - O arco é constituído de aço especial ou fundido, tratado termicamente para eliminar as tensões internas. b) O isolante térmico, fixado ao arco, evita sua dilatação porque isola a transmissão de calor das mãos para o instrumento. c) O fuso micrométrico é construído de aço especial temperado e retificado para garantir exatidão do passo da rosca. d) As faces de medição tocam a peça a ser medida e, para isso, apresentam-se rigorosamente planas e paralelas. Em alguns instrumentos, os contatos são de metal duro, de alta resistência ao desgaste. e) A porca de ajuste permite o ajuste da folga do fuso micrométrico, quando isso é necessário. f) O tambor é onde se localiza a escala centesimal. Ele gira ligado ao fuso micrométrico. Portanto, a cada volta, seu deslocamento é igual ao passo do fuso micrométrico. g) A catraca ou fricção assegura uma pressão de medição constante. h) A trava permite imobilizar o fuso numa medida predeterminada. Tipos e características Os micrômetros caracterizam-se pela: a) Capacidade; b) Resolução; c) Aplicação. A capacidade de medição dos micrômetros normalmente é de 25 mm (ou 1"), variando o tamanho do arco de 25 em 25 mm (ou 1 em 1"). Podem chegar a 2000 mm (ou 80"). A resolução nos micrômetros pode ser de 0,01 mm; 0,001 mm; .001" ou .0001". No micrômetro de 0 a 25 mm ou de 0 a 1", quando as faces dos contatos estão juntas, a borda do tambor coincide com o traço zero (0) da bainha. A linha longitudinal, gravada na bainha, coincide com o zero (0) da escala do tambor. O instrumento varia de acordo com a aplicação: a) De profundidade Conforme a profundidade a ser medida, utilizam-se hastes de extensão, que são fornecidas juntamente com o micrômetro. 99 SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF Fonte: www.mitutoyo.com.br b) Com arco profundo Serve para medições de espessuras de bordas ou de partes salientes das peças. Fonte: www.mitutoyo.com.br c) Com disco nas hastes O disco aumenta a área de contato possibilitando a medição de papel, cartolina, couro, borracha, pano etc. Também é empregado para medir dentes de engrenagens. Fonte: www.digimess.com.br 100 SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF d) Para medição de roscas Especialmente construído para medir roscas triangulares, este micrômetro possui as hastes furadas para que se possam encaixar as pontas intercambiáveis, conforme o passo para o tipo da rosca a medir. Fonte: http://www.fvconsult.com.br/medicao_precisao.php e) Com contato em forma de V É especialmente construído para medição de ferramentas de corte que possuem número ímpar de cortes (fresas de topo, macho, alargadores etc.). Os ângulos em V dos micrômetros para medição de ferramentas de 3 cortes é de 60º; 5 cortes, 108º e 7 cortes, 128º34’17". Fonte: http://www.novaoratorio.com.br/micrometro_batente_v.htm f) Para medir parede de tubos Este micrômetro é dotado de arco especial e possui o contato a 90º com a haste móvel, o que permite a introdução do contato fixo no furo do tubo. Fonte: http://www.novaoratorio.com.br/micrometro_tubo_v.htm http://www.fvconsult.com.br/medicao_precisao.php http://www.novaoratorio.com.br/micrometro_batente_v.htm http://www.novaoratorio.com.br/micrometro_tubo_v.htm 101 SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF g) Contador mecânico É para uso comum, porém sua leitura pode ser efetuada no tambor ou no contador mecânico. Facilita a leitura independentemente da posição de observação (erro de paralaxe). Fonte: http://www.cimm.com.br/portal/produtos/exibir/11485-micrometros- externos-contador-mecanico- h) Digital eletrônico Ideal para leitura rápida, livre de erros de paralaxe, próprio para uso em controle estatístico de processos, juntamente com microprocessadores. Fonte: http://www.pantecbrasil.com.br/produto/micrometro-digital-com-batentes- intercambiaveis i) Micrômetros internos Micrômetro interno de três contatos: Este tipo de micrômetro é usado exclusivamente para realizar medidas em superfícies cilíndricas internas, permitindo leitura rápida e direta. Sua característica principal é a de ser auto-centrante, devido à forma e à disposição de suas pontas de contato, que formam, entre si, um ângulo de 120º. Fonte: www.digimess.com.br http://www.cimm.com.br/portal/produtos/exibir/11485-micrometros-externos-contador-mecanico- http://www.cimm.com.br/portal/produtos/exibir/11485-micrometros-externos-contador-mecanico- http://www.pantecbrasil.com.br/produto/micrometro-digital-com-batentes-intercambiaveis http://www.pantecbrasil.com.br/produto/micrometro-digital-com-batentes-intercambiaveis 102 SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF Leitura no sistema internacional (milímetro) Micrômetro com resolução de 0,01 mm: A cada volta do tambor, o fuso micrométrico avança uma distância chamada passo. A resolução de uma medida tomada em um micrômetro corresponde ao menor deslocamento do seu fuso. Para obter a medida, divide-se o passo pelo número de divisões do tambor. Se o passo da rosca é de 0,5 mm e o tambor tem 50 divisões, a resolução será: Assim, girando o tambor, cada divisão provoca um deslocamento de 0,01 mm. Passos para a medição: 1º passo - leitura dos milímetros inteiros na escala da bainha. 2º passo - leitura dos meios milímetros, também na escala da bainha. 3º passo - leitura dos centésimos de milímetro na escala do tambor. 103 SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF Micrômetro com resolução de 0,001 mm: Quando no micrômetro houver nônio, ele indica o valor a ser acrescentado à leitura obtida na bainha e no tambor. A medida indicada pelo nônio é igual à leitura do tambor, dividida pelo número de divisões do nônio. Se o nônio tiver dezdivisões marcadas na bainha, sua resolução será: Leitura no micrômetro com resolução de 0,001 mm: 1º passo - leitura dos milímetros inteiros na escala da bainha. 2º passo - leitura dos meios milímetros na mesma escala. 3º passo - leitura dos centésimos na escala do tambor. 4º passo - leitura dos milésimos com o auxílio do nônio da bainha, verificando qual dos traços do nônio coincide com o traço do tambor. A leitura final será a soma dessas quatro leituras parciais. Leitura no Sistema Inglês (polegada) No sistema inglês, o micrômetro apresenta as seguintes características: 104 SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF Na bainha está gravado o comprimento de uma polegada, dividido em 40 partes iguais. Desse modo, cada divisão equivale a 1"/40 = .025". O tambor do micrômetro, com resolução de .001", possui 25 divisões. Para medir com o micrômetro de resolução .001", lê-se primeiro a indicação da bainha. Depois, soma-se essa medida ao ponto de leitura do tambor que coincide com o traço de referência da bainha. Fique alerta! A força de medição exercida pelo acionamento da catraca sobre a peça a medir deve apresentar valores entre 5 a 10 N. 105 SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF Relógio comparador Medir a grandeza de uma peça por comparação é determinar a diferença da grandeza em relação a um padrão de dimensão predeterminado. Daí originou-se o termo medição indireta. Também se pode tomar como padrão uma peça original, de dimensões conhecidas, que é utilizada como referência. http://pt.wikipedia.org/wiki/Rel%C3%B3gio_comparador O relógio comparador é um instrumento de medição por comparação, dotado de uma escala e um ponteiro, ligados por mecanismos diversos a uma ponta de contato. O comparador centesimal é um instrumento comum de medição por comparação. As diferenças percebidas nele pela ponta de contato são amplificadas mecanicamente e irão movimentar o ponteiro rotativo diante da escala. Quando a ponta de contato sofre uma pressão e o ponteiro gira em sentido horário, a diferença é positiva. Isso significa que a peça apresenta maior dimensão que a estabelecida. Se o ponteiro girar em sentido anti-horário, a diferença será negativa, ou seja, a peça apresenta menor dimensão que a estabelecida. Existem vários modelos de relógios comparadores. Os mais utilizados possuem resolução de 0,01 mm. O curso do relógio também varia de acordo com o modelo, porém os mais comuns são de 1 mm, 10 mm, .250" ou 1". http://pt.wikipedia.org/wiki/Rel%C3%B3gio_comparador http://pt.wikipedia.org/wiki/Rel%C3%B3gio_comparador http://pt.wikipedia.org/wiki/Rel%C3%B3gio_comparador 106 SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF Em alguns modelos, a escala dos relógios se apresenta perpendicularmente em relação a ponta de contato (vertical). E, caso apresentem um curso que implique mais de uma volta, os relógios comparadores possuem, além do ponteiro normal, outro menor, denominado contador de voltas do ponteiro principal. Alguns relógios trazem limitadores de tolerância. Esses limitadores são móveis, podendo ser ajustados nos valores máximo e mínimo permitidos para a peça que será medida. Existem ainda os acessórios especiais que se adaptam aos relógios comparadores. Sua finalidade é possibilitar o controle em série de peças, medições especiais de superfícies verticais, de profundidade, de espessuras de chapas, etc. As próximas figura s mostram esses dispositivos destinados à medição de profundidade e de espessuras de chapas. http://pt.wikipedia.org/wiki/Rel%C3%B3gio_comparador Os relógios comparadores também podem ser utilizados para furos. Uma das vantagens de seu emprego é a constatação, rápida e em qualquer ponto, da dimensão do diâmetro ou de defeitos, como conicidade, ovalização etc. Consiste basicamente em um mecanismo que transforma o deslocamento radial de uma ponta de contato em movimento axial transmitido a um relógio comparador, no qual pode-se obter a leitura da dimensão. O instrumento deve ser previamente calibrado em relação a uma medida padrão de referência. Você sabia que esse dispositivo é conhecido como medidor interno com relógio comparador ou súbito? Relógio comparador eletrônico Este relógio possibilita uma leitura rápida, indicando instantaneamente a medida no display em milímetros, com conversão para polegada, zeragem em qualquer ponto e com saída para mini-processadores estatísticos. http://pt.wikipedia.org/wiki/Rel%C3%B3gio_comparador 107 SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF A aplicação é semelhante à de um relógio comparador comum, além das vantagens apresentadas acima. Mecanismos de amplificação Os sistemas usados nos mecanismos de amplificação são por engrenagem, por alavanca e misto. Amplificação por engrenagem: Os instrumentos mais comuns para medição por comparação possuem sistema de amplificação por engrenagens. As diferenças de grandeza que acionam o ponto de contato são amplificadas mecanicamente. A ponta de contato move o fuso que possui uma cremalheira, que aciona um trem de engrenagens que, por sua vez, aciona um ponteiro indicador no mostrador. Nos comparadores mais utilizados, uma volta completa do ponteiro corresponde a um deslocamento de 1 mm da ponta de contato. Como o mostrador contém 100 divisões, cada divisão equivale a 0,01 mm. 108 SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF Amplificação por alavanca: O princípio da alavanca aplica-se a aparelhos simples, chamados indicadores com alavancas, cuja capacidade de medição é limitada pela pequena amplitude do sistema basculante. Assim temos: Durante a medição, a haste que suporta o cutelo móvel desliza, a despeito do esforço em contrário produzido pela mola de contato. O ponteiro-alavanca, mantido em contato com os dois cutelos pela mola de chamada, gira em frente à graduação. A figura abaixo representa a montagem clássica de um aparelho com capacidade de ± 0,03 mm e leitura de 0,002 mm por divisão. Amplificação mista: É o resultado da combinação entre alavanca e engrenagem. Permite levar a sensibilidade até 0,001 mm, sem reduzir a capacidade de medição. Condições de uso Antes de medir uma peça, devemos nos certificar de que o relógio se encontra em boas condições de uso. A verificação de possíveis erros é feita da seguinte maneira: com o auxílio de um suporte de relógio, tomam-se as diversas medidas nos blocos-padrão. Em seguida, deve-se observar se as medidas obtidas no relógio correspondem às dos blocos. São encontrados também calibradores específicos para relógios comparadores. 109 SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF Observação: Antes de tocar na peça, o ponteiro do relógio comparador fica em uma posição anterior a zero. Assim, ao iniciar uma medida, deve-se dar uma pré-carga para o ajuste do zero. Colocar o relógio sempre numa posição perpendicular em relação à peça, para não incorrer em erros de medida. 110 SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF Conservação a) Descer suavemente a ponta de contato sobre a peça. b) Levantar um pouco a ponta de contato ao retirar a peça. c) Evitar choques, arranhõese sujeira. d) Manter o relógio guardado no seu estojo. e) Os relógios devem ser lubrificados internamente nos mancais das engrenagens. Leitura do relógio (comparador e apalpador) a) Verificar a faixa de indicação e a resolução do instrumento; b) Fazer a leitura da quantidade de voltas (milímetros), subtraindo aquelas voltas utilizadas para deixar folga no cursor; 111 SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF c) A leitura dos décimos e centésimos de milímetros é realizada no ponteiro principal, tendo atenção para qual sentido foi girado o ponteiro (horário ou anti-horário), pois: Quando a ponta de contato sofre uma pressão e o ponteiro gira em sentido horário, a diferença é positiva. Isso significa que a peça apresenta maior dimensão que a estabelecida; d) Se o ponteiro girar em sentido anti-horário, a diferença será negativa, ou seja, a peça apresenta uma dimensão menor que a estabelecida; e) Ao final basta somar os valores de voltas (milímetros) e os centésimos de milímetros obtidos nos passos 2 e 3, não esquecendo de colocar o símbolo da grandeza. Fique alerta Antes de medir uma peça, devemos nos certificar de que o relógio se encontra em boas condições de uso. Leituras em milímetros Ponteiro no sentido horário (positivo) Leitura = (1,00+ 0,55) mm Leitura = 1,55 mm Ponteiro no sentido anti-horário (negativo) Leitura = -(3,00 + 0,78) mm Leitura = -3,78 mm 112 SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF Leituras em polegadas Leitura em polegadas: Ponteiro no sentido anti-horário (negativo) Leitura = - (0,20” + 0,084”) Leitura = -0,284” Relógio apalpador É um dos relógios mais versáteis que se usa na mecânica. Seu corpo monobloco possui três guias que facilitam a fixação em diversas posições. Existem dois tipos de relógios apalpadores. Um deles possui reversão automática do movimento da ponta de medição; outro tem alavanca inversora, a qual seleciona a direção do movimento de medição ascendente ou descendente. O mostrador é giratório com resolução de 0,01 mm, 0,002 mm, .001" ou .0001". Por sua enorme versatilidade, pode ser usado para grande variedade de aplicações, tanto na produção como na inspeção final. Exemplos: a) Excentricidade de peças. b) Alinhamento e centralização de peças nas máquinas. c) Paralelismos entre faces. d) Medições internas. e) Medições de detalhes de difícil acesso. 113 SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF Conservação: a) Evitar choques, arranhões e sujeira. b) Guardá-lo em estojo apropriado. c) Montá-lo rigidamente em seu suporte. d) Descer suavemente a ponta de contato sobre a peça. e) Verificar se o relógio é antimagnético antes de colocá-lo em contato com a mesa magnética. Goniômetros O goniômetro é um instrumento de medição ou de verificação de medidas angulares. O goniômetro simples, também conhecido como transferidor de grau, é utilizado em medidas angulares que não necessitam extremo rigor. Sua menor divisão é de 1º (um grau). Há diversos modelos de goniômetro. A seguir, mostramos um tipo bastante usado, em que podemos observar as medidas de um ângulo agudo e de um ângulo obtuso. 114 SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF Na figura que segue, temos um goniômetro de precisão. O disco graduado apresenta quatro graduações de 0 a 90º. O articulador gira com o disco do vernier e, em sua extremidade, há um ressalto adaptável à régua. 115 SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF Aplicações: Cálculo da resolução: Na leitura do nônio, utilizamos o valor de 5' (5 minutos) para cada traço do nônio. Dessa forma, se é o 2º traço no nônio que coincide com um traço da escala fixa, adiciona-se 10' aos graus lidos na escala fixa; se é o 3º traço, adicionamos 15'; se o 4º, 20' etc. A resolução do nônio é dada pela fórmula geral, a mesma utilizada em outros instrumentos de medida com nônio, ou seja: divide-se a menor divisão do disco graduado pelo número de divisões do nônio. Leitura do Goniômetro: Os graus inteiros são lidos na graduação do disco, com o traço zero do nônio. Na escala fixa, a leitura pode ser feita tanto no sentido horário quanto no sentido anti-horário. A leitura dos minutos, por sua vez, é realizada a partir do zero do nônio, seguindo a mesma direção da leitura dos graus. 116 SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF Conservação a) Evitar quedas e contato com ferramentas de oficina. b) Guardar o instrumento em local apropriado, sem expô-lo ao pó ou à umidade. Medidor de alturas Esse instrumento baseia-se no mesmo princípio de funcionamento do paquímetro, apresentando a escala fixa com cursor na vertical. É empregado na traçagem de peças, para facilitar o processo de fabricação e, com auxílio de acessórios, no controle dimensional. 3.5. Tolerâncias dimensionais e sistema ISO de ajustes O primeiro a introduzir um processo de fabricação com conceitos de intercambiabilidade foi Eli Whitney, nos Estados Unidos. Com a fabricação em série e o uso de calibradores fixos de medida para obtenção da intercambiabilidade, surgiu a necessidade de se estabelecer um sistema de tolerâncias. Tolerância é a variação permissível da dimensão, dada pela diferença entre a dimensão máxima e a dimensão mínima estabelecida para uma determinada peça. Você sabia que no Brasil, o sistema de tolerâncias recomendado pela ABNT segue a norma internacional ISO? A tolerância, dimensões e afastamentos devem ser representados por letras maiúsculas para furos e minúsculas para eixos. Essa definição de furos e eixos é genérica, isto é, entende-se como furo qualquer elemento cuja superfície interna destina-se ao acoplamento de outra peça; por sua vez, eixo é qualquer elemento cuja superfície externa destina-se ao acoplamento de outra. Para que o conceito de tolerância seja discutido adequadamente, é necessária a definição de outros conceitos preliminares, os quais são apresentados a seguir. Dimensões máximas e mínimas a) Dimensão nominal (D ou d) É a dimensão usada na caracterização da medida. É o valor indicado no projeto ou desenho. b) Dimensão efetiva (De ou de) 117 SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF É o valor obtido para a dimensão através de um instrumento de medição adequado. Em um mesmo lote, cada peça tem a sua dimensão efetiva e todas as peças têm a mesma dimensão nominal. c) Linha zero (LZ) É a linha reta que representa a dimensão nominal e serve de origem para a determinação dos afastamentos em uma representação gráfica de tolerâncias e ajustes. Por convenção a linha zero é desenhada horizontalmente com os afastamentos positivos mostrados acima da linha e os afastamentos negativos mostrados abaixo. d) Dimensão máxima (Dmáx ou dmáx) É o valor máximo que se permite para a dimensão efetiva antes que a peça seja rejeitada. e) Dimensão mínima (Dmin ou dmin) É o valor mínimo que se permite para a dimensão efetiva antes que a peça seja rejeitada. Cada peça fabricada deve estar dentro dos limites estabelecidos pelas dimensões máximas e mínimas. Em outras palavras, a dimensão efetiva medida de cada peça deve estar dentro do campo de tolerância definido para ela: Dmin122 4.1. PARAFUSOS .......................................................................................................... 122 4.2. PORCAS ................................................................................................................ 125 4.3. ARRUELAS ............................................................................................................ 127 4.4. TRANSMISSÃO POR ENGRENAGENS .................................................................... 129 4.5. TRANSMISSÃO POR CORREIA PLANA ................................................................... 132 4.6. TRANSMISSÃO POR CORRENTES ......................................................................... 134 4.7. MANCAIS DE ROLAMENTO ................................................................................... 136 4.8. ACOPLAMENTOS ................................................................................................... 140 4.9. ELEMENTOS DE VEDAÇÃO ................................................................................... 144 4.10. TRAVAS ................................................................................................................. 146 4.11. CHAVETA .............................................................................................................. 147 4.12. ANEL ELÁSTICO .................................................................................................... 147 4.13. PINOS .................................................................................................................... 148 4.14. CASOS E RELATOS - A IMPORTÂNCIA DA CORRETA MANUTENÇÃO .......... 148 4.15. RECAPITULANDO .................................................................................................. 149 REFERÊNCIAS ................................................................................................................. 150 MINI CURRÍCULO DOS AUTORES .................................................................................. 151 CONTEÚDOS FORMATIVOS ........................................................................................... 152 5 ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial INTRODUÇÃO FUNDAMENTOS DA MECÂNICA É a unidade curricular que complementa o módulo básico. Nela os alunos constroem uma base consistente que possibilita o desenvolvimento das competências profissionais, através dos fundamentos de mecânica aplicáveis aos sistemas de controle e automação, conhecimentos relacionados ao desenho técnico e fundamentos de mecânica. O Curso Técnico em Automação Industrial está estruturado em 4 (quatro) módulos: 1 (um) básico, 1 (um) introdutório e 2 (dois) módulos específicos, num total de 1.360 horas, acompanhado de Estágio Obrigatório, de 340 horas, perfazendo um total de 1.700 horas. A Unidade Curricular Fundamentos da Mecânica visa desenvolver conhecimentos: Desenho Técnico Mecânica Básica Elementos de Máquina Metrologia MÓDULOS UNIDADES CURRICULARES Módulo Básico Fundamentos da Comunicação; Fundamentos da Eletrotécnica; FUNDAMENTOS DA MECÂNICA Módulo Introdutório Acionamento de Dispositivos Atuadores; Processamento de Sinais Módulo Específico I Gestão da Manutenção; Implementação de Equipamentos Dispositivos; Instrumentação e Controle; Manutenção de Equipamentos e Dispositivos. Módulo Específico II Desenvolvimento de Sistemas de Controle; Sistemas Lógicos Programáveis; Técnicas de Controle 6 ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial 1. DESENHO TÉCNICO 1.1. Introdução ao desenho técnico mecânico O desenho técnico é usado na indústria como forma de comunicação entre o projetista e a produção. Sua forma de detalhamento não tem regra, apenas tem que transmitir todas as informações necessárias para a obtenção da peça e/ou componente. Para esclarecer dúvidas e torná-lo de fácil interpretação por todos, é recomendado seguir algumas normas para elaboração desses desenhos. Porém, isso não limita a criatividade do projetista, fazendo com que ele crie uma comunicação amigável entre engenharia e produção. Para a correta leitura e interpretação do desenho técnico é necessário que o leitor deste desenho seja capaz de identificar e conhecer os símbolos usados para simplificar a linguagem técnica. Normas utilizadas para desenho técnico: A fim de estabelecer um padrão na elaboração dos desenhos técnicos, utilizam-se referências em normas nacionais e internacionais. No Brasil temos a Associação Brasileira de Normas Técnicas (NBR) que, baseando-se nas normas internacionais cria as normas em língua portuguesa. As principais normas utilizadas são: NBR6158 - Sistema de Tolerâncias e Ajustes NBR6409 - Tolerâncias Geométricas NBR8196 - Desenho Técnico - Emprego de Escalas NBR8402 - Execução de Caractere para Escrita em Desenho Técnico NBR8403 - Aplicação de Linhas em Desenhos – Tipos NBR10067 - Princípios Gerais em Desenho Técnico NBR10068 - Folha de Desenho NBR10126 - Cotagem em Desenho Técnico NBR10582 - Apresentação da Folha para Desenho Técnico NBR12298 - Representação de Área de Corte por meio de Hachuras em Desenho Técnico NBR 13142 – Dobragem técnica Você sabia que dependendo da aplicação do desenho existem normas específicas aplicadas ao item. Existem algumas empresas que criam suas próprias normas para elaboração de desenho técnico, principalmente na parte de acabamentos superficiais e tratamentos térmicos? Desenhos digitais com auxílio de computador: Hoje em dia são raras as empresas que mantém seu banco de dados de desenhos técnicos mecânicos em folhas de papel. Com o desenvolvimento de novas tecnologias e com o rápido avanço da tecnologia de informação, as empresas adotaram o uso de softwares CAD (Computer Aided Design) para a construção de seus desenhos. O software de desenho mundialmente mais conhecido é o AutoCAD®, porém esse software não é considerado um software CAD, pois ele não possibilita a parametrização e edição do sólido depois de concluído. Ele continua sendo muito utilizado pelas empresas que ainda não realizam seus desenhos em 3D, realizando-as assim em 2D. 7 ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial Os softwares para desenhos em 3D ainda contemplam auxílio completo às engenharias da empresa, sendo capazes de realizar: Análises de resistência, através de elementos finitos CAE (Computer Aided Engineering); Análise da manufatura, através de programação CAM (Computer Aided Manufacturing); Elaboração de folhas de processo; Análises de aerodinâmica e circulação de fluidos; Análise vibratória dinâmica; Detalhamentos em 2D das montagens e componentes; Controle das documentações; Geração de códigos específicos para cada componente. Sistemas de referência e consulta Existem dois sistemas básicos de unidades que são utilizados em desenho técnico, Sistema Inglês e Sistema Internacional (SI). O SI é utilizado como base nas normas européias (International Organization for Standardization - ISO, Comité Européen Normalisation – EN, Deutsch Institut für Normung – DIN, Japanese Institute for Standardization – JIS) e também nas normas brasileiras da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) e Norma Brasileira Regulamentadora (NBR). Sendo assim, os desenhos que estão sob essas normas devem utilizar as medidas base. Os desenhos técnicos de mecânica são normalmente representados com as dimensões em milímetros (mm) e ângulos em graus (º). O Sistema Inglês é utilizado nas normas ASME (Association Standardization Mechanical Engineering) e ANSI (Association National Standardizationda passagem do parafuso por um furo passante na primeira peça e rosqueamento no furo com rosca da segunda peça. Exemplo o parafuso da roda do carro http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://repuestosautomoviles.net/wp-content/uploads/2011/05/bulones-rueda-300x300.jpg&imgrefurl=http://repuestosautomoviles.net/pt/mecanica/suspension&usg=__-l5-zVfjYcaidaCz6csOPLw7k64=&h=300&w=300&sz=14&hl=pt-BR&start=23&zoom=1&tbnid=yPsGmZj6CJVfDM:&tbnh=116&tbnw=116&ei=sMu7Tv2EIsSftwec98zLBw&prev=/search?q=parafusos+roda+de+carro&start=21&hl=pt-BR&safe=active&sa=N&gbv=2&tbm=isch&itbs=1 http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://repuestosautomoviles.net/wp-content/uploads/2011/05/bulones-rueda-300x300.jpg&imgrefurl=http://repuestosautomoviles.net/pt/mecanica/suspension&usg=__-l5-zVfjYcaidaCz6csOPLw7k64=&h=300&w=300&sz=14&hl=pt-BR&start=23&zoom=1&tbnid=yPsGmZj6CJVfDM:&tbnh=116&tbnw=116&ei=sMu7Tv2EIsSftwec98zLBw&prev=/search?q=parafusos+roda+de+carro&start=21&hl=pt-BR&safe=active&sa=N&gbv=2&tbm=isch&itbs=1 124 SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF Parafuso com porca Às vezes, a união entre as peças é feita com o auxílio de porcas e arruelas. Nesse caso, o parafuso com porca é chamado passante. Parafuso prisioneiro O parafuso prisioneiro é empregado quando se necessita montar e desmontar parafuso sem porca a intervalos frequentes. Consiste numa barra de seção circular com roscas nas duas extremidades. Essas roscas podem ter sentido oposto. Para usar o parafuso prisioneiro, introduz-se uma das pontas no furo roscado da peça e, com auxílio de uma ferramenta especial, aperta-se essa peça. Em seguida aperta-se a segunda peça com uma porca e arruelas presas à extremidade livre do prisioneiro. Este permanece no lugar quando as peças são desmontadas. Parafuso cilíndrico com sextavado interno O parafuso cilíndrico com sextavado interno é fabricado com aço de alta resistência à tração e submetido a um tratamento térmico após a conformação. Possui um furo hexagonal de aperto na cabeça, que é geralmente cilíndrica e recartilhada. Para o aperto, utiliza-se uma chave especial: a chave Allen. Os parafusos Allen são utilizados sem porcas e suas cabeças são encaixadas num rebaixo na peça fixada, para melhor acabamento. E também por necessidade de redução de espaço entre peças com movimento relativo. http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://www.royalmaquinas.com.br/loja/sistema/conv/parafuso--frances-400_02_2010_12_11.jpg&imgrefurl=http://www.royalmaquinas.com.br/loja/website/487/8816/parafusos-e-ferragens/parafuso-frances-1-2-x-4-nac.html&usg=__jdhFe7Cn13lozQaQnouwlwXD5Tk=&h=450&w=450&sz=17&hl=pt-BR&start=100&zoom=1&tbnid=7hc79Vsf9MJ7PM:&tbnh=127&tbnw=127&ei=dsy7Tq79Oouftwexr-iaBw&prev=/search?q=parafusos&start=84&hl=pt-BR&safe=active&sa=N&gbv=2&tbm=isch&itbs=1 http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://3.bp.blogspot.com/_7FXj2aaRv30/TIaSvG8mkRI/AAAAAAAAACM/pyUByjurkLo/s320/PARAFUSO+PRISIONEIRO.jpg&imgrefurl=http://parafusosartpar.blogspot.com/2010/09/parafusos-prisioneiro.html&usg=__cwciWvXi404rlZRiDhNh7O8PUCM=&h=106&w=175&sz=5&hl=pt-BR&start=4&zoom=1&tbnid=KAt1uRWKsoT7vM:&tbnh=61&tbnw=100&ei=qcy7TpnIHs-gtgePjK2rCw&prev=/search?q=parafusos+prisioneiro&hl=pt-BR&safe=active&sa=N&gbv=2&tbm=isch&itbs=1 http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://www.royalmaquinas.com.br/loja/sistema/conv/tellep_02_2010_09_38.jpg&imgrefurl=http://www.royalmaquinas.com.br/loja/website/487/8462/parafusos-e-ferragens/parafuso-allen-com-cabeca-109-1-2-x-7-8-13f-nac.html&usg=__OH45bSsfjlGg5SXgcILuMo16WZs=&h=450&w=450&sz=69&hl=pt-BR&start=11&zoom=1&tbnid=x9aUGdiuaYrj6M:&tbnh=127&tbnw=127&ei=-My7Ts_oLoO4twezkLDKBw&prev=/search?q=parafusos+Allen&hl=pt-BR&safe=active&sa=N&gbv=2&tbm=isch&itbs=1 http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://www.screwcenterbrooklin.com.br/parafuso_allen/allen_arquivos/image3491.png&imgrefurl=http://www.screwcenterbrooklin.com.br/parafuso_allen/allen.htm&usg=__YRLS52pqvPT80b8W5vOwNjHnrtI=&h=180&w=250&sz=20&hl=pt-BR&start=20&zoom=1&tbnid=St-0N6QY3LaHRM:&tbnh=80&tbnw=111&ei=-My7Ts_oLoO4twezkLDKBw&prev=/search?q=parafusos+Allen&hl=pt-BR&safe=active&sa=N&gbv=2&tbm=isch&itbs=1 125 SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF Você sabia que o parafuso cilíndrico de com sextavado interno é conhecido também com o parafuso Allen? Parafuso auto-atarraxante O parafuso auto-atarraxante tem rosca de passo largo em um corpo cônico e é abricado em aço temperado. Pode ter ponta ou não As cabeças têm formato redondo, em latão ou chanfradas e apresentam fendas simples ou em cruz (tipo Phillips). Esse tipo de parafuso elimina a necessidade de um furo roscado ou de uma porca, pois corta a rosca no material a que é preso. Sua utilização principal é na montagem de peças feitas de folhas de metal de pequena espessura, peças fundidas macias e plásticas. Parafuso para pequenas montagens Parafusos para pequenas montagens apresentam vários tipos de roscas e cabeças e são utilizados para metal, madeira e plásticos. Dentre esses parafusos, os utilizados para madeira apresentam roscas especiais. 4.2. Porcas Porcas são peças de forma prismática ou cilíndrica, providas de um furo roscado onde são atarraxadas ao parafuso. São hexagonais, sextavadas, quadradas ou redondas e servem para dar aperto nas uniões de peças ou, em alguns casos, para auxiliar na regulagem. Tipos de porcas São os seguintes os tipos de porcas: • castelo • cega (ou remate) • borboleta • contraporcas http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://www.guiapiloto.com.br/fotosanuncios/9413.jpg&imgrefurl=http://www.guiapiloto.com.br/vitrine/detalhes_produto.php?id=11938&acao=detalheproduto&idproduto=9413&usg=__V-RETlxFpljMiec-WSoMdaXJSeI=&h=300&w=300&sz=6&hl=pt-BR&start=3&zoom=1&tbnid=ut2I0Gl6mE7COM:&tbnh=116&tbnw=116&ei=v867Trm4LpO2tgeSya2wBw&prev=/search?q=parafusos+auto+atarraxante&hl=pt-BR&safe=active&sa=N&gbv=2&tbm=isch&itbs=1 http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://www.guiapiloto.com.br/fotosanuncios/9413.jpg&imgrefurl=http://www.guiapiloto.com.br/vitrine/detalhes_produto.php?id=11938&acao=detalheproduto&idproduto=9413&usg=__V-RETlxFpljMiec-WSoMdaXJSeI=&h=300&w=300&sz=6&hl=pt-BR&start=3&zoom=1&tbnid=ut2I0Gl6mE7COM:&tbnh=116&tbnw=116&ei=v867Trm4LpO2tgeSya2wBw&prev=/search?q=parafusos+auto+atarraxante&hl=pt-BR&safe=active&sa=N&gbv=2&tbm=isch&itbs=1 http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://www.manutencaoesuprimentos.com.br/imagem/segmentos/parafusos.jpg&imgrefurl=http://www.manutencaoesuprimentos.com.br/segmento/parafusos/&usg=__5JakM8RdZ_YxSlVzkGS0cIRHD_0=&h=360&w=360&sz=22&hl=pt-BR&start=16&zoom=1&tbnid=LFgGh6jay21IaM:&tbnh=121&tbnw=121&ei=b8-7TuSIMYa8tgeqypjMBw&prev=/search?q=parafusos&hl=pt-BR&safe=active&sa=N&gbv=2&tbm=isch&itbs=1 126 SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF Porca castelo A porca castelo é uma porca hexagonal com seis entalhes radiais, coincidentes dois a dois, que se alinham com um furo no parafuso, de modo que uma cupilha possa ser passada para travar a porca. Porca cega (ou remate) Nesse tipo de porca, uma das extremidades do furo rosqueado é encoberta, ocultando a ponta do parafuso. A porca cega pode ser feita de aço ou latão, é geralmente cromada e possibilita um acabamento de boa aparência. Porca borboleta A porca borboleta tem saliências parecidas com asas para proporcionar o aperto manual. Geralmente fabricada em aço ou latão, esse tipo de porca é empregado quando a montagem e a desmontagem das peças são necessárias e frequentes. Contraporcas As porcas sujeitas a cargas de impacto e vibração apresentam tendência a afrouxar, o que pode causardanos às máquinas. Um dos meios de travar uma porca é através do aperto de outra porca contra a primeira. Por medida de economia utiliza-se uma porca mais fina, e para sua travação são necessárias duas chaves de boca. Veja figura a seguir. http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://www.princesadosparafusos.com.br/imagens/produtos/272x204/porca20castelo.jpg&imgrefurl=http://www.princesadosparafusos.com.br/produto/202-porca-castelo&usg=__BahDqRBt_-jgLbUeUgEWW8fVrCE=&h=204&w=272&sz=8&hl=pt-BR&start=5&zoom=1&tbnid=qqMTipXpM7seeM:&tbnh=85&tbnw=113&ei=us-7TsfRD9Dptgfs15DgBw&prev=/search?q=porca+castelo&hl=pt-BR&safe=active&sa=N&gbv=2&tbm=isch&itbs=1 http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://fl2.shopmania.org/files/imagens-photo/2122/porca-cega-tampa-cabecote-c-100-biz-dream-mgl~t_2121985.jpg&imgrefurl=http://www.shopmania.com.br/acessorios-para-motos/p-porca-cega-tampa-cabecote-dt-180-motobor-2072088&usg=__UxL0EM3EyUK0N5Vr7aZsXdTyhOQ=&h=130&w=130&sz=3&hl=pt-BR&start=2&zoom=1&tbnid=il3NtgQF04qRZM:&tbnh=91&tbnw=91&ei=FNC7TtDxCsyztwfg89WlBw&prev=/search?q=porca+cega&hl=pt-BR&safe=active&sa=N&gbv=2&tbm=isch&itbs=1 http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://www.movelfix.com.br/media/catalog/product/cache/1/image/5e06319eda06f020e43594a9c230972d/2/5/2512_7535.jpg&imgrefurl=http://www.movelfix.com.br/index.php/porca-borboleta.html&usg=__qaEJ4F2gxlliZT83yF2S3V_JHNQ=&h=374&w=543&sz=17&hl=pt-BR&start=3&zoom=1&tbnid=Y_2nDjyogeJ4uM:&tbnh=91&tbnw=132&ei=QdC7To3vO8LMtgfC_8DYBw&prev=/search?q=porca+borboleta&hl=pt-BR&safe=active&sa=N&gbv=2&tbm=isch&itbs=1 127 SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF 4.3. Arruelas São peças cilíndricas, de pouca espessura, com um furo no centro, pelo qual passa o corpo do parafuso. As arruelas servem basicamente para: • proteger a superfície das peças; • evitar deformações nas superfícies de contato; • evitar que a porca afrouxe; • suprimir folgas axiais (isto é, no sentido do eixo) na montagem das peças; • evitar desgaste da cabeça do parafuso ou da porca. A maioria das arruelas é fabricada em aço, mas o latão também é empregado; neste caso, são utilizadas com porcas e parafusos de latão. As arruelas de cobre, alumínio, fibra e couro são extensivamente usadas na vedação de fluidos. Tipos de arruelas Os três tipos de arruela mais usados são: • arruela lisa • arruela de pressão • arruela estrelada Arruela lisa A arruela lisa (ou plana) geralmente é feita de aço e é usada sob uma porca para evitar danos à superfície e distribuir a força do aperto. As arruelas de qualidade inferior, mais baratas, são furadas a partir de chapas brutas, mas as de melhor qualidade são usinadas e têm a borda chanfrada como acabamento. http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://ipcbrasil.ind.br/thumbnail.php?gd=2&src=fotosprodutos/1152042653Contraporca001.jpg&maxw=200&imgrefurl=http://ipcbrasil.ind.br/2900-Contra-Porca&usg=__iDVKF9sHvU65Pdh31m9Zw08NcJU=&h=150&w=150&sz=3&hl=pt-BR&start=21&zoom=1&tbnid=xcH7h3Lt77miEM:&tbnh=96&tbnw=96&ei=hNC7TvH8NsmltweE37XdBw&prev=/search?q=contra+porca&hl=pt-BR&safe=active&sa=N&gbv=2&tbm=isch&itbs=1 http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://ipcbrasil.ind.br/thumbnail.php?gd=2&src=fotosprodutos/1152042653Contraporca001.jpg&maxw=200&imgrefurl=http://ipcbrasil.ind.br/2900-Contra-Porca&usg=__iDVKF9sHvU65Pdh31m9Zw08NcJU=&h=150&w=150&sz=3&hl=pt-BR&start=21&zoom=1&tbnid=xcH7h3Lt77miEM:&tbnh=96&tbnw=96&ei=hNC7TvH8NsmltweE37XdBw&prev=/search?q=contra+porca&hl=pt-BR&safe=active&sa=N&gbv=2&tbm=isch&itbs=1 http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://xn--servios-yxa.codigofonte.net/galeria-de-imagens/fundos/big/ARRUELA.JPG&imgrefurl=http://xn--servios-yxa.codigofonte.net/galeria-de-imagens/fundos&usg=__5EGUeb9hT0RF4bRzuvfcXxi8kNM=&h=600&w=891&sz=180&hl=pt-BR&start=4&zoom=1&tbnid=rXzKJaSz0VsTsM:&tbnh=98&tbnw=146&ei=bNG7ToDSDYy5tweX1fXbBw&prev=/search?q=arruela&hl=pt-BR&safe=active&sa=N&gbv=2&tbm=isch&itbs=1 128 SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF Arruela de pressão A arruela de pressão consiste em uma ou mais espiras de mola helicoidal, feita de aço de mola de seção retangular. Quando a porca é apertada, a arruela se comprime, gerando uma grande força de atrito entre a porca e a superfície. Essa força é auxiliada por pontas aguçadas na arruela que penetram nas superfícies, proporcionando uma travação positiva. Arruela estrelada A arruela estrelada (ou arruela de pressão serrilhada) é de dentes de aço de molas e consiste em um disco anular provido de dentes ao longo do diâmetro interno ou diâmetro externo. Os dentes são torcidos e formam pontas aguçadas. Quando a porca é apertada, os dentes se aplainam penetrando nas superfícies da porca e da peça em contato. A arruela estrelada com dentes externos é empregada em conjunto com parafusos de cabeça chanfrada. Você sabia que também é importante planejar e escolher corretamente elementos de fixação a serem utilizados para evitar concentração de tensão nas peças fixadas? Essas tensões causam rupturas nas peças por fadiga do material Fadiga do material: queda de resistência ou enfraquecimento do material devido a tensões e constantes esforços http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://www.percar.com.br/pc/img/prod/?produto=1479.jpg&largura=218&altura=161&imgrefurl=http://www.percar.com.br/produtos/descricao/?q=1479&p=arruela+lisa+1/2&usg=__sTiixW7XI2IoP9ZUIuTSkhOWr8M=&h=161&w=218&sz=9&hl=pt-BR&start=3&zoom=1&tbnid=HJJXiwiqkcrTeM:&tbnh=79&tbnw=107&ei=0dG7TtyiCobAtge8x7XcBw&prev=/search?q=arruela+lisa&hl=pt-BR&safe=active&sa=N&gbv=2&tbm=isch&itbs=1 http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://www.limaparafusos.com.br/loja/images/arruela-pressao-400.jpg&imgrefurl=http://www.limaparafusos.com.br/loja/popup_image.php?pID=1910&osCsid=6f32b5bdbc3e61c02eb90f8e6a83ccf0&usg=__WR39zMdjMtTmQVxIdTKIV1clZdc=&h=400&w=400&sz=15&hl=pt-BR&start=6&zoom=1&tbnid=Fl0O4ygSNV4E8M:&tbnh=124&tbnw=124&ei=99G7TvCBH9S_tgezwM2sBw&prev=/search?q=arruela+press%C3%A3o&hl=pt-BR&safe=active&sa=N&gbv=2&tbm=isch&itbs=1 http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://i00.i.aliimg.com/photo/120208038/Star_Washer_v0.summ.jpg&imgrefurl=http://portuguese.alibaba.com/wholesalers/energy-star-washers-wholesaler.html&usg=___ZuLZ6h8cyzpnS7pkNPI83ZtyKU=&h=100&w=100&sz=3&hl=pt-BR&start=26&zoom=1&tbnid=tRtwwbnKRe04_M:&tbnh=82&tbnw=82&ei=vtK7Tt6xBIWctweJooTOBw&prev=/search?q=arruelas+estrela&start=21&hl=pt-BR&safe=active&sa=N&gbv=2&tbm=isch&itbs=1 http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://i00.i.aliimg.com/photo/120208038/Star_Washer_v0.summ.jpg&imgrefurl=http://portuguese.alibaba.com/wholesalers/energy-star-washers-wholesaler.html&usg=___ZuLZ6h8cyzpnS7pkNPI83ZtyKU=&h=100&w=100&sz=3&hl=pt-BR&start=26&zoom=1&tbnid=tRtwwbnKRe04_M:&tbnh=82&tbnw=82&ei=vtK7Tt6xBIWctweJooTOBw&prev=/search?q=arruelas+estrela&start=21&hl=pt-BR&safe=active&sa=N&gbv=2&tbm=isch&itbs=1 129 SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF SAIBA MAIS: Existem catálogos de fabricantes onde é possível obter muitas informações técnicas desses elementos de fixação. Procure-os na internet e vá se familiarizando com o hábito de consultar catálogos técnicos, pois esta prática é muito comum na área de automação industrial. 4.4. Transmissão por engrenagens As engrenagens, também chamadas rodas dentadas, são elementos básicos na transmissão de potência entre árvores. Elas permitem a redução ou aumento do momento torsor, com mínimas perdas de energia, e aumento ou redução de velocidades, sem perda nenhuma de energia, por não deslizarem. A mudança de velocidade e torção é feita na razão dos diâmetros primitivos. Aumentando a rotação, o momento torsor diminui e vice-versa.Assim, num par de engrenagens, a maior delas terá sempre rotação menor e transmitirá momento torsor maior. A engrenagem menor tem sempre rotação mais alta e momento torsor menor. O movimento dos dentes entre si processa-se de tal modo que no diâmetro primitivo não há deslizamento, havendo apenas aproximação e afastamento. Nas demais partes do flanco, existe ação de deslizamento e rolamento. Daí conclui-se que as velocidades periféricas (tangenciais) dos círculos primitivos de ambas as rodas são iguais (lei fundamental do dentado). Tipos de engrenagens Engrenagem cilíndrica de dentes retos Os dentes são dispostos paralelamente entre si e em relação ao eixo. É o tipo mais comum de engrenagem e o de mais baixo custo. É usada em transmissão que requer mudança de posição das engrenagens em serviço, pois é fácil de engatar. É mais empregada na transmissão de baixa rotação do que na de alta rotação, por causa do ruído que produz. Engrenagem cilíndrica de dentes helicoidais Os dentes são dispostos transversalmente em forma de hélice em relação ao eixo. É usada em transmissão fixa de rotações elevadas por ser silenciosa devido a seus dentes estarem em componente axial de força que deve ser compensada pelo mancal ou rolamento. Serve para transmissão de eixos paralelos entre si e também para eixos que formam um ângulo qualquer entre si (normalmente 60 ou 90º). http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://static.hsw.com.br/gif/gear-spur.jpg&imgrefurl=http://ciencia.hsw.uol.com.br/engrenagens2.htm&usg=__a8R6hvcjVcPAUz7XwRvFuZbqqIk=&h=267&w=400&sz=14&hl=pt-BR&start=1&zoom=1&tbnid=HdVypClWGlNddM:&tbnh=83&tbnw=124&ei=EdO7Tr7gDYO3tgeMu82ZBw&prev=/search?q=engranagen+dentes+retos&hl=pt-BR&safe=active&sa=N&gbv=2&tbm=isch&itbs=1 130 SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF Engrenagem cilíndrica com dentes internos É usada em transmissões planetárias e comandos finais de máquinas pesadas, permitindo uma economia de espaço e distribuição uniforme da força. As duas rodas do mesmo conjunto giram no mesmo sentido. Engrenagem cilíndrica com cremalheira A cremalheira pode ser considerada como uma coroa dentada com diâmetro primitivo infinitamente grande. É usada para transformar movimento giratório em longitudinal. Engrenagem cônica com dentes retos É empregada quando as árvores se cruzam; o ângulo de interseção é geralmente 90º, podendo ser menor ou maior. Os dentes das rodas cônicas têm um formato também cônico, o que dificulta sua fabricação, diminui a precisão e requer uma montagem precisa para o funcionamento adequado. A engrenagem cônica é usada para mudar a rotação e direção da força, em baixas velocidades. http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://f1visaotecnica.files.wordpress.com/2011/06/eng-helicoidais.jpg&imgrefurl=http://f1visaotecnica.wordpress.com/2011/06/22/caixas-de-marcha-parte-1/&usg=__oMPgRwqgWcyeK0xm_m0L_HWFEjE=&h=267&w=400&sz=12&hl=pt-BR&start=1&zoom=1&tbnid=rwKayUnhX_Yi3M:&tbnh=83&tbnw=124&ei=VNO7TvL-KY6Dtge5obC2Bw&prev=/search?q=engrenagem+dentes+helicoidais&hl=pt-BR&safe=active&sa=N&gbv=2&tbm=isch&itbs=1 http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://www.frezadorapaulista.com.br/dentesinternos/images/INTER2.jpg&imgrefurl=http://www.frezadorapaulista.com.br/acoplamentos.asp&usg=__dCi6oz16ABeVRngvxABin4VvzYQ=&h=336&w=450&sz=30&hl=pt-BR&start=1&zoom=1&tbnid=lMIHMjJHMHaQwM:&tbnh=95&tbnw=127&ei=zNO7ToziF4ygtwe-wZC9Bw&prev=/search?q=engrenagem+cilindricas+dentes+internos&hl=pt-BR&safe=active&sa=N&gbv=2&tbm=isch&itbs=1 http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://www.vidroartejuazeiro.com/images/Cremalheira.jpg&imgrefurl=http://www.vidroartejuazeiro.com/cremavara.html&usg=__dhcHDMYdZvvbTGP6Z9Qh2Z_MXXA=&h=480&w=650&sz=106&hl=pt-BR&start=5&zoom=1&tbnid=-X6tWMqzCXGW5M:&tbnh=101&tbnw=137&ei=99O7TuitBciCtgeazeG2Bw&prev=/search?q=cremalheira&hl=pt-BR&safe=active&sa=N&gbv=2&tbm=isch&itbs=1 http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://www.logismarket.ind.br/ip/frezadora-paulista-engrenagens-conicas-com-dentes-retos-a-engrenagem-conica-de-dentes-retos-e-usada-para-mudar-a-rotacao-e-a-direcao-da-forca-em-baixas-velocidades-597462-FGR.jpg&imgrefurl=http://www.logismarket.ind.br/frezadora-paulista/engrenagens-conicas-com-dentes-retos/1761318706-1763594989-p.html&usg=__0H6ZLTgkz46EeSxSPA12Y7uB6qE=&h=327&w=375&sz=38&hl=pt-BR&start=1&zoom=1&tbnid=iewJzvghA3V6dM:&tbnh=106&tbnw=122&ei=QNS7TvOyNJK2tgfT-aGuBw&prev=/search?q=engrenagem+conica+dentes+retos&hl=pt-BR&safe=active&sa=N&gbv=2&tbm=isch&itbs=1 131 SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF Engrenagem cilíndrica com dentes oblíquos Seus dentes formam um ângulo de 8 a 20º com o eixo da árvore. Os dentes possuem o perfil da envolvente e podem estar inclinados à direita ou à esquerda. Os dentes vão se carregando e descarregando gradativamente. Sempre engrenam vários dentes simultaneamente, o que dá um funcionamento suave e silencioso. Pode ser bastante solicitada e pode operar com velocidades periféricas até 160m/s. Os dentes oblíquos produzem uma força axial que deve ser compensada pelos mancais. Engrenagem cilíndrica com dentes em V Conhecida também como engrenagem espinha de peixe. Possui dentado helicoidal duplo com uma hélice à direita e outra à esquerda. Isso permite a compensação da força axial na própria engrenagem, eliminando a necessidade de compensar esta força nos mancais. Para que cada parte receba metade da carga, a engrenagem em espinha de peixe deve ser montada com precisão e uma das árvores deve ser montada de modo que flutue no sentido axial. Usam-se grandes inclinações de hélice, geralmente de 30 a 45º. Pode ser fabricada em peça única ou em duas metades unidas por parafusos ou solda. Neste último caso só é admissível o sentido de giro no qual as forças axiais são dirigidas uma contra a outra. Engrenagem cônica com dentes em espiral Empregada quando o par de rodas cônicas deve transmitir grandes potências e girar suavemente, pois com este formato de dentes consegue-se o engrenamento simultâneo de dois dentes. O pinhão pode estar deslocado até 1/8 do diâmetro primitivo da coroa. Isso acontece particularmente nos automóveis para ganhar espaço entre a carcaça e o solo. http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://www.logismarket.ind.br/ip/frezadora-paulista-engrenagens-industriais-com-dentes-helicoidais-os-dentes-nas-engrenagens-helicoidais-sao-cortados-em-angulo-com-a-face-da-engrenagem-597379-FGR.jpg&imgrefurl=http://www.logismarket.ind.br/frezadora-paulista/engrenagens-industriais-com-dentes-helicoidais/1760889645-1763594989-p.html&usg=__6OIlgeXvlUnl4_8pY1Isv9ldnsI=&h=307&w=427&sz=55&hl=pt-BR&start=84&zoom=1&tbnid=TNnvUAB-22t5nM:&tbnh=91&tbnw=126&ei=2dW7Tr2hBuTj0QGM2aTfCQ&prev=/images?q=engrenagem&start=63&hl=pt-BR&safe=active&sa=N&gbv=2&tbm=isch&itbs=1 http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://www.mecanicamendes.com.br/fotos/dent_v/002_b.jpg&imgrefurl=http://www.mecanicamendes.com.br/html/engrenagem.html&usg=__VCqYPj1-1LAcbPC980tGrEw0Xvw=&h=480&w=640&sz=42&hl=pt-BR&start=47&zoom=1&tbnid=d73JwdmzroLITM:&tbnh=103&tbnw=137&ei=Jta7TtbvA8W4tgf31cW7Bw&prev=/images?q=engrenagem+dentes+em+v&start=42&hl=pt-BR&safe=active&sa=N&gbv=2&tbm=isch&itbs=1 http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://engremasa.com.br/restrito/inc/arquivos.thumb.php?imagem=Li4vLi4vdXBsb2Fkcy9wcm9kdXRvcy9pbWdfMTQ5Mi1jb3B5LmpwZw==&width=340&height=320&imgrefurl=http://engremasa.com.br/pt/?area=produtos&id=13&usg=__C-18CTKhJawvlJGvxiTadjobpMw=&h=226&w=340&sz=36&hl=pt-BR&start=3&zoom=1&tbnid=Z3HlfSRj00d0KM:&tbnh=79&tbnw=119&ei=Tda7TpCBF8-3twfv65CxBw&prev=/images?q=engrenagem+conica+dentes+em+espiral&hl=pt-BR&safe=active&sa=N&gbv=2&tbm=isch&itbs=1 132 SENAI/CETEMP - Técnico em Automação IndustrialESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF Parafuso sem-fim e engrenagem côncava (coroa) O parafuso sem-fim é uma engrenagem helicoidal com pequeno número (até 6) de dentes (filetes). Transmissão por polias e correias Para transmitir potência de uma árvore à outra, alguns dos elementos mais antigos e mais usados são as correias e as polias. As transmissões por correias e polias apresentam as seguintes vantagens: Possuem baixo custo inicial, alto coeficiente de atrito, elevada resistência ao desgaste e funcionamento silencioso; ão flexíveis, elásticas e adequadas para grandes distâncias entre centros. 4.5. Transmissão por correia plana Essa maneira de transmissão de potência se dá por meio do atrito que pode ser simples, quando existe somente uma polia motora e uma polia movida (como na figura abaixo), ou múltiplo, quando existem polias intermediárias com diâmetros diferentes. A correia plana, quando em serviço, desliza e portanto não transmite integralmente a potência. A velocidade periférica da polia movida é, na prática, sempre menor que a da polia motora. O deslizamento depende da carga, da velocidade periférica, do tamanho da superfície de atrito e do material da correia e das polias. A correia plana permite ainda a transmissão entre árvores não paralelas. Tensionador ou esticador Quando a relação de transmissão supera 6:1, é necessário aumentar o ângulo de abraçamento da polia menor. Para isso, usa-se o rolo tensionador ou esticador, acionado por mola ou por peso. http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/7/75/Worm_Gear_and_Pinion.jpg/220px-Worm_Gear_and_Pinion.jpg&imgrefurl=http://pt.wikipedia.org/wiki/Engrenagem&usg=__YVUilrFsWGpwd7q2lGvz7FYbJa0=&h=244&w=220&sz=12&hl=pt-BR&start=6&zoom=1&tbnid=-cVvg9f9XMIceM:&tbnh=110&tbnw=99&ei=hta7Ts_yJsyTtweM7rWmBw&prev=/images?q=parafuso+sem+fim&hl=pt-BR&safe=active&sa=N&gbv=2&tbm=isch&itbs=1 http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://i01.i.aliimg.com/photo/50483347/Timing_Belt_and_Pulley_v0.summ.jpg&imgrefurl=http://portuguese.alibaba.com/products/timing-belts-and-pulleys.html&usg=__qRkfoca0CbVzO2kj_Ae7CwBY0jE=&h=100&w=100&sz=3&hl=pt-BR&start=53&zoom=1&tbnid=-tINLuFj1mLB_M:&tbnh=82&tbnw=82&ei=O-q7Tu3GGcaHgwfEnIScBw&prev=/search?q=polias+e+correias&start=42&um=1&hl=pt-BR&safe=active&sa=N&gbv=2&tbm=isch&um=1&itbs=1 http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://i01.i.aliimg.com/photo/50483347/Timing_Belt_and_Pulley_v0.summ.jpg&imgrefurl=http://portuguese.alibaba.com/products/timing-belts-and-pulleys.html&usg=__qRkfoca0CbVzO2kj_Ae7CwBY0jE=&h=100&w=100&sz=3&hl=pt-BR&start=53&zoom=1&tbnid=-tINLuFj1mLB_M:&tbnh=82&tbnw=82&ei=O-q7Tu3GGcaHgwfEnIScBw&prev=/search?q=polias+e+correias&start=42&um=1&hl=pt-BR&safe=active&sa=N&gbv=2&tbm=isch&um=1&itbs=1 133 SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF A tensão da correia pode ser controlada também pelo deslocamento do motor sobre guias ou por sistema basculante. Materiais para correia plana Couro de boi Recebe emendas, suporta bem os esforços e é bastante elástica. Material fibroso e sintético Não recebe emendas (correia sem-fim), própria para forças sem oscilações, para polia de pequeno diâmetro. Tem por material base o algodão, o pêlo de camelo, o viscose, o perlon e o nylon. Material combinado, couro e sintéticos. Essa correia possui a face interna feita de couro curtido ao cromo e a externa de material sintético (perlon). Essa combinação produz uma correia com excelente flexibilidade, capas de transmitir grandes potências. Transmissão por correia em V A correia em V é inteiriça (sem-fim) fabricada com secção transversal em forma de trapézio. É feita de borracha revestida por lona e é formada no seu interior por cordonéis vulcanizados para absorver as forças. O emprego da correia em V é preferível ao da correia plana e possui as seguintes características: Relação de transmissão até 10:1. Permite uma boa proximidade entre eixos. O limite é dado por p = D + 3/2h (D = diâmetro da polia maior e h = altura da correia). efeito de cunha, triplica em relação à correia plana. Partida com menor tensão prévia que a correia plana. Menor carga sobre os mancais que a correia plana. Elimina os ruídos e os choques, típicos da correia emendada com grampos. Emprego de até doze correias numa mesma polia http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://www.suzucar.com.br/loja/resizep.asp?imagem=PoliaTensor-da-Correia-G-VITARA-20-16v-0448_1.jpg&imgrefurl=http://www.suzucar.com.br/loja/produto.asp?p=p&c=448&usg=__GfCN08gjZ6bOrBbn5NoTzLxYxRg=&h=300&w=400&sz=17&hl=pt-BR&start=21&zoom=1&tbnid=Uo4iTABc_r2PIM:&tbnh=93&tbnw=124&ei=suq7TtvFNYHjggfi-LiaBw&prev=/search?q=tensionador+polias+e+correias&um=1&hl=pt-BR&safe=active&sa=N&gbv=2&tbm=isch&um=1&itbs=1 http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://www.ggkitborrachas.com.br/imagens/produtos/correia-industrial-v.jpg&imgrefurl=http://www.ggkitborrachas.com.br/produtos/correias-transportadora-industrial-duplo-multipla-pentagonal-sincronizador.php&usg=__Y10T7Q0uPkh0Y7Zxe8vplxqnZNI=&h=156&w=272&sz=8&hl=pt-BR&start=17&sig2=1H9wghppuAXO8-VXdTCgSg&zoom=1&tbnid=U3qoe_1Jq32sNM:&tbnh=65&tbnw=113&ei=aeu7TvyIAomJgwevu4GmBw&prev=/search?q=correia+em+v&um=1&hl=pt-BR&safe=active&sa=N&gbv=2&tbm=isch&um=1&itbs=1 134 SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF Transmissão por correia dentada A correia dentada em união com a roda dentada correspondente permitem uma transmissão de força sem deslizamento. As correias de qualidade têm no seu interior vários cordonéis helicoidais de aço ou de fibra de vidro que suportam a carga e impedem o alongamento. A força se transmite através dos flancos dos dentes e pode chegar a 400N/cm2.’ O perfil dos dentes pode ser trapezoidal ou semicircular, geralmente, são feitos com módulos 6 ou 10. As polias são fabricadas de metal sinterizado, metal leve ou ferro fundido em areia especial para precisão nas medidas em bom acabamento superficial. Para a especificação das polias e correias dentadas, deve-se mencionar o comprimento da correia ou o número de sulcos da polia, o passo dos dentes e a largura. Procedimentos em manutenção com correias e polias A correia é importante para a máquina. Quando mal aplicada ou frouxa, provoca a perda de velocidade e de eficiência da máquina; quando esticada demais, há quebra dos eixos ou desgaste rápido dos mancais. As polias devem ter uma construção rigorosa quanto à concentricidade dos diâmetros externos e do furo, quanto à perpendicularidade entre as faces de apoio e os eixos dos flancos, e quanto ao balanceamento, para que não provoquem danos nos mancais e eixos. Os defeitos construtivos das polias também influem negativamente na posição de montagem do conjunto de transmissão 4.6. Transmissão por correntes Um ou vários eixos podem ser acionados através de corrente. A transmissão de potência é feita através do engrenamento entre os dentes da engrenagem e os elos da corrente; não ocorre o deslizamento. É necessário para o funcionamento desse conjunto de transmissão que as engrenagens estejam em um mesmo plano e os eixos paralelos entre si. A transmissão por corrente normalmente é utilizada quando não se podem usar correias por causa da umidade, vapores, óleos, etc. É, ainda, de muita utilidade para transmissões entre eixos próximos, substituindo trens de engrenagens intermediárias. http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://www.lionmotors.com.br/media/catalog/product/cache/1/image/9df78eab33525d08d6e5fb8d27136e95/f/i/file_3_37.jpg&imgrefurl=http://www.lionmotors.com.br/correia-dentada-motor-honda-accord-2-2-16v-112dentes.html&usg=__lRMYWjVlbdRzt9SASLexHzvfJH8=&h=177&w=300&sz=10&hl=pt-BR&start=44&sig2=91YGThtZCCEqIvUEvixmGA&zoom=1&tbnid=cCTjHf64z8mjSM:&tbnh=68&tbnw=116&ei=3-u7Tp_LBMjKgQfJnZGpBw&prev=/search?q=correia+dentada&start=42&um=1&hl=pt-BR&safe=active&sa=N&gbv=2&tbm=isch&um=1&itbs=1135 SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF Tipos de correntes Corrente de rolos É composta por elementos internos e externos, onde as talas são permanentemente ligadas através de pinos e buchas; sobre as buchas são, ainda, colocados rolos. Esta corrente é aplicada em transmissões, em movimentação e sustentação de contrapeso e, com abas de adaptação, em transportadores; é fabricada em tipo standard, médio e pesado. Várias correntes podem ser ligadas em paralelo, formando corrente múltipla; podem ser montadas até 8 correntes em paralelo. Corrente de dentes Nesse tipo de corrente há, sobre cada pino articulado, várias talas dispostas uma ao lado da outra, onde cada segunda tala pertence ao próximo elo da corrente. Dessa maneira, podem ser construídas correntes bem largas e muito resistentes. Além disso, mesmo com o desgaste, o passo fica, de elo a elo vizinho, igual, pois entre eles não há diferença. Esta corrente permite transmitir rotações superiores às permitidas nas correntes de rolos. É conhecida como corrente silenciosa (“silent chain”). Corrente comum Conhecida também por cadeia de elos, possui os elos formados de vergalhões redondos soldados, podendo ter um vergalhão transversal para esforço. É usada em talhas manuais, transportadores e em uma infinidade de aplicações. http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://img.alibaba.com/photo/207117034/A_series_short_pitch_transmission_precision_roller_chain.jpg&imgrefurl=http://portuguese.alibaba.com/product-gs/a-series-short-pitch-transmission-precision-roller-chain-207117034.html&usg=__j4ZvgpB85SiGv_tHobaTm6gS8Ek=&h=421&w=560&sz=122&hl=pt-BR&start=1&sig2=QyI18_pLpqdPqZQzizOHSA&zoom=1&tbnid=lLdtRdhQmX653M:&tbnh=100&tbnw=133&ei=tPm7Ts6XDImbgwfhk8mNBw&prev=/search?q=correntes+de+rolo&um=1&hl=pt-BR&safe=active&sa=N&gbv=2&tbm=isch&um=1&itbs=1 http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://mtekchain.com.br/image/corrente_industrial.jpg&imgrefurl=http://mtekchain.com.br/correntes-industriais&usg=__14-lwyK-Yn8wTJroELjr08mNCmI=&h=324&w=860&sz=40&hl=pt-BR&start=19&sig2=imcMomlK4Pvlml9YbwIHOA&zoom=1&tbnid=u0ge3gulFDS7BM:&tbnh=55&tbnw=145&ei=Xu27TsHzEIizgweJ9a2OBw&prev=/search?q=correntes+por+rolos&um=1&hl=pt-BR&safe=active&sa=N&gbv=2&tbm=isch&um=1&itbs=1 http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://www.cabosdeacocablemax.com.br/tl_files/images/produtos-correntes.png&imgrefurl=http://www.portogente.com.br/portopedia/Correntes/&usg=__Z6RPB9AkymywpD9pZnQPmMiP_3g=&h=180&w=180&sz=19&hl=pt-BR&start=35&sig2=zD8u903cOuq4TWwFn-KDMw&zoom=1&tbnid=UW_qxy7YpgwyfM:&tbnh=101&tbnw=101&ei=le27TqmhGJDCgAeM4_iPBw&prev=/search?q=correntes+de+dentes&start=21&um=1&hl=pt-BR&safe=active&sa=N&gbv=2&tbm=isch&um=1&itbs=1 136 SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF Corrente de blocos É uma corrente parecida com a corrente de rolos, mas, cada par de rolos, com seus elos, forma um sólido (bloco). É usada nos transportadores e os blocos formam base de apoio para os dispositivos usados para transporte. Mancais de Rolamento e Deslizamento 4.7. Mancais de Rolamento Quando se buscou diminuir sensivelmente os problemas de atrito de resistência à alta velocidade, encontrados nos mancais de deslizamento, chegou-se aos mancais de rolamento ou simplesmente rolamentos. Os rolamentos são simplesmente rolamentos de máquinas constituídos por dois anéis de aço (geralmente SAE 52 100) separados por uma ou mais fileiras de esferas ou rolos. Essas esferas ou rolos são mantidos equidistantes por meio do separador ou gaiola a fim de distribuir os esforços e manter concêntricos os anéis. O anel externo (capa) é fixado na peça ou no mancal e o anel interno é fixado diretamente ao eixo. A seguir veja as vantagens e desvantagens que os rolamentos possuem em relação aos mancais de deslizamento. Vantagens • Menor atrito e aquecimento • Coeficiente de atrito de partida (estático) não superior ao de operação (dinâmico) • Pouca variação do coeficiente de atrito com carga e velocidade • Baixa exigência de lubrificação • Intercambialidade internacional • Mantém a forma de eixo • Pequeno aumento da folga durante a vida útil Desvantagens • Maior sensibilidade aos choques • Maiores custos de fabricação • Tolerância pequena para carcaça e alojamento do eixo • Não suporta cargas tão elevadas como os mancais de deslizamento • Ocupa maior espaço radial http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://www.fallgatter.com.br/images/corrente.gif&imgrefurl=http://www.fallgatter.com.br/pages/produtos.htm&usg=__ov0Z0-Hcy8T1GRsR1jSBSvR-UC4=&h=270&w=350&sz=27&hl=pt-BR&start=2&sig2=BpGgDZaveShxQZOJ2wNjxw&zoom=1&tbnid=VQOLK24fVl3naM:&tbnh=93&tbnw=120&ei=Jvq7Tqn9OsPTgQfxuv2pBw&prev=/search?q=correntes+de+blocos&um=1&hl=pt-BR&safe=active&sa=N&gbv=2&tbm=isch&um=1&itbs=1 137 SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF Classificação dos rolamentos Quanto ao tipo de carga que suportam, os rolamentos podem ser: • Radiais - suportam cargas radiais e leves cargas axiais. • Axiais - não podem ser submetidos a cargas radiais. • Mistos - suportam tanto carga axial quanto radial. Tipos de rolamentos Rolamento fixo de uma carreira de esferas É o mais comum dos rolamentos. Suporta cargas radiais e pequenas cargas axiais e é apropriado para rotações mais elevadas. Sua capacidade de ajustagem angular é limitada, por conseguinte, é necessário um perfeito alinhamento entre o eixo e os furos da caixa. Rolamento de contato angular de uma carreira de esferas Admite cargas axiais somente em um sentido, portanto, deve sempre ser montado contraposto a um outro rolamento que possa receber a carga axial no sentido contrário. Rolamento autocompensador de esferas É um rolamento de duas carreiras de esferas com pista esférica no anel externo, o que lhe confere a propriedade de ajustagem angular, ou seja, compensar possíveis desalinhamentos ou flexões do eixo. http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://br.all.biz/img/br/catalog/34009.jpeg&imgrefurl=http://www.br.all.biz/g34009/&usg=__8tQxHHWnvMxCi_KVVybGIwgZx54=&h=113&w=107&sz=5&hl=pt-BR&start=9&sig2=HWP5wBOFaHTFXati3BZn7g&zoom=1&tbnid=q_JW7RXbwxEq1M:&tbnh=86&tbnw=81&ei=fvy7TvnIHMTDgQe_pcnCBw&prev=/search?q=rolamento+fixo+de+uma+carreira+de+esferas&um=1&hl=pt-BR&safe=active&sa=N&gbv=2&tbm=isch&um=1&itbs=1 http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://www.solostocks.com.br/img/rolamento-de-contato-angular-de-esferas-com-uma-carreira-91510n0.jpg&imgrefurl=http://www.solostocks.com.br/venda-produtos/componentes-mecanicos/rolamento/rolamento-de-contato-angular-de-esferas-com-uma-carreira-91510&usg=__iwZU5_nZz4nxS01xocmh2-tNUqA=&h=159&w=224&sz=7&hl=pt-BR&start=2&sig2=VvuhAOLZEqdbtpYG0NrWrQ&zoom=1&tbnid=Fjsn8PyFEUbdCM:&tbnh=77&tbnw=108&ei=uPy7TpzxMoiXgweCxaS_Bw&prev=/search?q=rolamento+de+contato+angular+carreira+de+esferas&um=1&hl=pt-BR&safe=active&sa=N&gbv=2&tbm=isch&um=1&itbs=1 http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://www.correiasimperial.com.br/adm/conteudo/7504adad8bb96320eb3afdd4df6e1f60.jpg&imgrefurl=http://www.correiasimperial.com.br/index.php?p=men&id=2&usg=__y34hOHyVLF7YGtvrx1-v8hFKwqo=&h=250&w=250&sz=32&hl=pt-BR&start=14&sig2=w0q38d165SVT2R1m345QdA&zoom=1&tbnid=UiYNrVuVaNltxM:&tbnh=111&tbnw=111&ei=av27TtPKL9C_gQesu_CRBw&prev=/search?q=rolamento+autocompensador+de+esferas&um=1&hl=pt-BR&safe=active&sa=N&gbv=2&tbm=isch&um=1&itbs=1 138 SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF Rolamento de rolo cilíndrico É apropriado para cargas radiais elevadas e seus componentes são separáveis, o que facilita a montagem e desmontagem. Rolamento autocompensador de uma carreira de rolos Seu emprego é particularmente indicado para construções em que se exige uma grande capacidade de suportar carga radial e a compensação de falhas de alinhamento. Rolamento autocompensador com duas carreiras de rolos É um rolamento para os mais pesados serviços. Os rolos são de grande diâmetro e comprimento. Devido ao alto grau de oscilação entre rolos e pistas, existe uma distribuição uniforme de carga. Rolamento de rolos cônicos Além de cargas radiais, os rolamentos de rolos cônicos também suportam cargas axiais em um sentido. Os anéis são separáveis. O anel interno e o externo podem ser montados separadamente. Como só admitem cargas axiais em um sentido, de modo geral torna-se necessário montar os anéis aos pares, um contra o outro. http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://files.rolamentosroll.com.br/system_preview_detail_200000038-5ccfc5d4a4/rolo%20cilindrico.jpg&imgrefurl=http://www.rolamentosroll.com.br/products/rolamentos-de-rolos-rolamentos-de-rolos-cilindricos/&usg=__HEge-bDXWmwmNd3hOWczmv0NmKg=&h=180&w=188&sz=12&hl=pt-BR&start=17&sig2=tuFSrtKjTQwQLZP2wUxWeA&zoom=1&tbnid=3Oo4xs89mbezpM:&tbnh=98&tbnw=102&ei=Lv27ToOaDdDtgge5k-CeBw&prev=/search?q=rolamento+de+rolo+cilindrico&um=1&hl=pt-BR&safe=active&sa=N&gbv=2&tbm=isch&um=1&itbs=1 http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://www.schaeffler.com/remotemedien/media/_shared_media/branch/industry/metal_extraction_and_processing/96_04-01_col2.jpg&imgrefurl=http://www.schaeffler.com.br/content.schaeffler.com.br/pt/branches/industry/metal_extraction_and_processing/product_range_4/spherical_roller_bearings_2/spherical_roller_bearings_2.jsp&usg=__x32z63_6B-Exgneu2EqUFv4YNAM=&h=188&w=192&sz=11&hl=pt-BR&start=7&sig2=Y-MfRJXzamfg_tUqn28J4A&zoom=1&tbnid=zH0F2idV93kYiM:&tbnh=101&tbnw=103&ei=Af27TuH6OYKJgweR2uDHBw&prev=/search?q=rolamento+auto+compensador&um=1&hl=pt-BR&safe=active&sa=N&gbv=2&tbm=isch&um=1&itbs=1 http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://www.skf16.com/photo/pd117037-high_precision_spherical_roller_bearing_with_the_iso9001_2000_certificate.jpg&imgrefurl=http://portuguese.skf16.com/supplier-spherical_roller_bearing-4011.html&usg=__mvCF_nQKI4rtUu-hkJC4AQZhHhs=&h=235&w=273&sz=13&hl=pt-BR&start=17&sig2=N8IZUSGsPFD5P9dpYJiDhA&zoom=1&tbnid=hacnZQ1edjDYrM:&tbnh=97&tbnw=113&ei=m_27Tv2sKsHUgAe73vWSBw&prev=/search?q=rolamento+autocompensador+duas+carreiras+rolos&um=1&hl=pt-BR&safe=active&sa=N&gbv=2&tbm=isch&um=1&itbs=1 http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://www.abs-rolamentos.pt/uploads/produtos/rolos/conicos/foto.jpg&imgrefurl=http://www.abs-rolamentos.pt/?id_page=33&usg=__WfdgzA55nbPcC6wUvMz8PpWmlzk=&h=213&w=250&sz=15&hl=pt-BR&start=7&sig2=42O88eouYKRaIAM_aX-H3w&zoom=1&tbnid=54a2r6mFzn030M:&tbnh=95&tbnw=111&ei=Gv67TrGUJYvegQfnvp2RBw&prev=/search?q=rolamento+de+rolos+conicos&um=1&hl=pt-BR&safe=active&sa=N&gbv=2&tbm=isch&um=1&itbs=1 139 SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF Rolamento axial de esfera Ambos os tipo de rolamento axial de esfera (escora simples e escora dupla) admitem elevadas cargas axiais, porém, não podem ser submetidos a cargas radiais. Para que as esferas sejam guiadas firmemente em suas pistas, é necessária a atuação permanente de uma determinada carga axial mínima. Rolamento axial autocompensador de rolos Possui grande capacidade de carga axial e, devido à disposição inclinada dos rolos, também pode suportar consideráveis cargas radiais. A pista esférica do anel da caixa confere ao rolamento a propriedade de alinhamento angular, compensando possíveis desalinhamentos ou flexões do eixo. Rolamento de agulhas Possui uma secção transversal muito fina, em comparação com os rolamento de rolos comuns. É utilizado especialmente quando o espaço radial é limitado. http://www.sulrolamentos.com.br/imagens/rolamentos_axiais_de_esferas.jpg http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://www.rtsmais.com/img_upload/Rolamento_axial_autocompensador_de_rolos_1.jpg&imgrefurl=http://www.rtsmais.com/nm_quemsomos.php?id=27&usg=__DAnLTfi501heL0UdmH_GwY3z0JQ=&h=227&w=250&sz=39&hl=pt-BR&start=26&sig2=COWohohMhAmRjTN9U9qTGQ&zoom=1&tbnid=2nxBQ39V5XIAGM:&tbnh=101&tbnw=111&ei=uP67TtKQJMfDgQe0n62kBw&prev=/search?q=rolamento+axial+autocompensador+de+rolos&start=21&um=1&hl=pt-BR&safe=active&sa=N&gbv=2&tbm=isch&um=1&itbs=1 http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://jsparts.com/Fotos/Rolamento%20Agulha.jpg&imgrefurl=http://jsparts.com/Rolamento%20Agulha.html&usg=__23nnB5ECipPfSlVDA19CCBA1RzU=&h=428&w=600&sz=37&hl=pt-BR&start=5&sig2=4Eo81GOHe3apXyUWBh3LQw&zoom=1&tbnid=cTQXINW7EsOgbM:&tbnh=96&tbnw=135&ei=GQK8TvypJ47sggfI99C2Bw&prev=/images?q=rolamento+de+agulha&um=1&hl=pt-BR&safe=active&sa=G&gbv=2&tbm=isch&um=1&itbs=1 140 SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF Mancais de deslizamento São conjuntos destinados a suportar as solicitações de peso e rotação de eixos e árvores. Os mancais estão submetidos ao atrito de deslizamento que é o principal fator a considerar para sua utilização. Classificação dos mancais Pelo sentido das forças que suportam, os mancais classificam-se em: axiais, radiais, mistos. Axiais Impedem o deslocamento na direção do eixo, isto é, absorvem esforços longitudinais. Radiais Impedem o deslocamento na direção do raio, isto é, absorvem esforços transversais. Mistos Tem, simultaneamente, os efeitos dos mancais axiais e radiais. 4.8. Acoplamentos Introdução Acoplamento é um elemento de máquina que transmite momentos de rotação segundo os princípios da forma e do atrito. Emprega-se o acoplamento quando se deseja transmitir um momento de rotação (movimento de rotação e forças) de um eixo motor a outro elemento de máquina situado coaxialmente a ele. Observação Os acoplamentos que operam por atrito são chamados de embreagem (fricção) ou freios. Classificação dos acoplamentos Os acoplamentos classificam-se em permanentes e comutáveis. Os permanentes atuam continuamente e dividem-se em rígidos e flexíveis. Os comutáveis atuam obedecendo a um comando. http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://www.cartonacessorios.com.br/site/images/imagens/mancalaxil_1.gif&imgrefurl=http://cartonacessorios.com.br/2010/index.php?option=com_content&view=article&id=94&Itemid=218&usg=__Bd7MdnNKsCdVf-FiBVtVW4Vt91Y=&h=161&w=232&sz=30&hl=pt-BR&start=20&sig2=VKaJUg8tV75ZLxL7l8WIzg&zoom=1&tbnid=qEavRWRiW905vM:&tbnh=76&tbnw=109&ei=ZwS8ToLrOoqugQez3-ynBw&prev=/images?q=mancais+axial&um=1&hl=pt-BR&safe=active&gbv=2&tbm=isch&um=1&itbs=1 http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://www.abecom.com.br/imagens/mancais-pilow-block.jpg&imgrefurl=http://www.abecom.com.br/mancais-pilow-block.php&usg=__3Zin46q0eKCBx5AN2b11pwjCs3g=&h=241&w=338&sz=19&hl=pt-BR&start=4&sig2=qOq0yM_174MhnaZxWA5PBg&zoom=1&tbnid=EBkBVuzECbL1OM:&tbnh=85&tbnw=119&ei=yQO8TveoO8HZgAflmvWpBw&prev=/images?q=mancais&um=1&hl=pt-BR&safe=active&gbv=2&tbm=isch&um=1&itbs=1 141 SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF Acoplamentos permanentes rígidos Os mais empregados são as luvas de união que devem ser construídas de modo que não apresentem saliências ou que estas estejam totalmente cobertas, para evitar acidentes. Observação: A união das luvas ou flanges à árvore é feita por chaveta, encaixe com interferência ou cones. Para transmissão de grandes potências usam-se os acoplamentos de disco ou os de pratos, os quais têm as superfícies de contato lisas ou dentadas. Acoplamento de Discos Acoplamento de Pratos Os eixos dos acoplamentos rígidos devem ser alinhados precisamente, pois estes elementos não conseguem compensar eventuais desalinhamento ou flutuações.O ajuste dos alojamentos dos parafusos deve ser feito com as partes montadas para obter o melhor alinhamento possível. Acoplamentos permanentes flexíveis Esses elementos são empregados para tornar mais suave a transmissão do movimento em árvores que tenham movimentos bruscos e quando não se pode garantir um perfeito alinhamento entre as árvores. Os acoplamentos flexíveis são construídos em forma articulada, em forma elástica ou em forma articulada e elástica. Permitem a compensação até 6º de ângulo de torção e deslocamento angular axial. Veja a seguir os principais tipos de acoplamentos flexíveis. Acoplamento elástico de pinos Os elementos transmissores são pinos de aço com mangas de borracha. http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://i01.i.aliimg.com/photo/355214991/NGCL_rigid_coupling_rigid_shaft_coupling_rigid_v0.summ.jpg&imgrefurl=http://portuguese.alibaba.com/products/shaft-rigid-coupling.html&usg=__TO1jgZOTZoRZ8xrdZfNSCWt-hFo=&h=78&w=100&sz=3&hl=pt-BR&start=12&sig2=bpYqxhuZqFzCwFVussC47A&zoom=1&tbnid=4YNSNbuvTyNGOM:&tbnh=64&tbnw=82&ei=4gm8TuPuDsvpgges6YStBw&prev=/images?q=acoplamentos+rigidos&um=1&hl=pt-BR&safe=active&sa=N&gbv=2&tbm=isch&um=1&itbs=1 http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://www.acionac.com.br/2011/admAcionac/views/fotosProdutos/1308002664.png&imgrefurl=http://www.acionac.com.br/2011/Produtos/Acoplamentos/ADD/174/&usg=__nbMNF7Cf6WZVM93VXG77Mxz4y50=&h=180&w=180&sz=30&hl=pt-BR&start=29&sig2=3iecVK0GSSoii64e4lGyYA&zoom=1&tbnid=MYIsQ7zBPaedpM:&tbnh=101&tbnw=101&ei=Nwu8TpWLOcjGgAeZhOyMBw&prev=/images?q=acoplamentos+elastico+de+pinos&start=21&um=1&hl=pt-BR&safe=active&sa=N&gbv=2&tbm=isch&um=1&itbs=1 142 SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF Acoplamento perflex Os discos de acoplamento são unidos perifericamente por uma ligação de borracha apertada por anéis de pressão. Acoplamento elástico de garras As garras, constituídas por tacos de borracha, encaixam-se nas aberturas do contradisco e transmitem o momento de rotação. Acoplamento elástico de fita de aço Consiste de dois cubos providos de flanges ranhuradas onde está montada uma grade elástica que liga os cubos. O conjunto está alojado em duas tampas providas de junta de encosto e de retentor elástico junto ao cubo. Todo o espaço entre os cubos e as tampas é preenchido com graxa. Apesar de este acoplamento ser flexível, as árvores devem ser bem alinhadas no ato de sua instalação para que não provoquem vibrações excessivas em serviços. http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://www.nei.com.br/images/lg/235581.jpg&imgrefurl=http://www.nei.com.br/produto/2009/02/acoplamento+flexivel+rd+flex+do+brasil+acoplamentos+ltda.html&usg=__BvjFvnSKk-sOymV873URWZvdv6M=&h=200&w=200&sz=8&hl=pt-BR&start=7&sig2=Sh0Q7yfcGYKRPaMzCrGE_A&zoom=1&tbnid=P9NNH5fZ3GY4cM:&tbnh=104&tbnw=104&ei=4gq8Toe8JYrtggfnzYUj&prev=/images?q=acoplamentos+flexivel&um=1&hl=pt-BR&safe=active&sa=N&gbv=2&tbm=isch&um=1&itbs=1 http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://www.solostocks.com.br/img/acoplamento-elastico-761520s0.jpg&imgrefurl=http://www.solostocks.com.br/venda-produtos/outros/acoplamento-elastico-712297&usg=__cLuOqPnomvkR3ycbUez8zBqmjig=&h=100&w=100&sz=3&hl=pt-BR&start=2&sig2=LlPawxLEHrL-IljwONa1GQ&zoom=1&tbnid=Jko9ugJc1vPOXM:&tbnh=82&tbnw=82&ei=7w28To3gN4fMgQes5YmPBw&prev=/images?q=acoplamentos+elastico+de+garras&um=1&hl=pt-BR&safe=active&sa=N&gbv=2&tbm=isch&um=1&itbs=1 http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://www.nei.com.br/images/lg/227642.jpg&imgrefurl=http://www.nei.com.br/produto/2009/05/acoplamento+elastico+thomas+tec+coml+de+elementos+de+transmissao+ltda.html&usg=__HXf2yVRLcbBreyz9k-iSGHk-VKY=&h=200&w=200&sz=11&hl=pt-BR&start=1&sig2=k4eF1qAg1SHw3xdI9QxAuA&zoom=1&tbnid=x0KoqdeMyuRzgM:&tbnh=104&tbnw=104&ei=sA-8TuekKYKNgwes0uGzBw&prev=/images?q=acoplamentos+elastico+de+fitas+de+a%C3%A7o&um=1&hl=pt-BR&safe=active&sa=N&gbv=2&tbm=isch&um=1&itbs=1 143 SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF Acoplamento flexível oldham Permite a ligação de árvores com desalinhamento paralelo. Quando a peça central é montada, seus ressaltos se encaixam nos rasgos das peças conectadas às árvores. Junta de articulação É usada para transmissão de momentos de torção em casos de árvores que formarão ângulo fixo ou variável durante o movimento. A junta de articulação mais conhecida é a junta universal (ou junta cardan) empregada para transmitir grandes forças. Com apenas uma junta universal o ângulo entre as árvores não deve exceder a 15º. Para inclinações até 25º, usam-se duas juntas. Junta Cardan FIQUE ALERTA! De acordo a NR 12, o eixo cardã deve possuir proteção adequada, em perfeito estado de conservação em toda a sua extensão, fixada na tomada de força da máquina desde a cruzeta até o acoplamento do implemento ou equipamento. NR 12: Esta Norma Regulamentadora e seus anexos definem referências técnicas, princípios fundamentais e medidas de proteção para garantir a saúde e a integridade física dos trabalhadores e estabelece requisitos mínimos para a prevenção de acidentes e doenças do trabalho nas fases de projeto e de utilização de máquinas e equipamentos de todos os tipos. Junta universal de velocidade constante (homocinética) Transmite velocidade constante e tem comando através de esferas de aço que se alojam em calhas. O formato dessas calhas permite que o plano de contato entre as esferas e as calhas divida, sempre, o ângulo das árvores em duas partes iguais. Essa posição do plano de contato é que possibilita a transmissão constante da velocidade. http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://img.alibaba.com/img/pb/255/417/298/298417255_985.jpg&imgrefurl=http://pt.aliexpress.com/product-gs/378529986-oldham-coupling-wholesalers.html&usg=__PSLBvrz-JRmZhKh3TW3rU1gTo1o=&h=400&w=444&sz=18&hl=pt-BR&start=12&sig2=0KGQLamHB7hL4bnVphDx2w&zoom=1&tbnid=992YAqnH-9w8xM:&tbnh=114&tbnw=127&ei=cRC8TuKHIYTPgAfPyJWmBw&prev=/images?q=Acoplamento+flex%C3%ADvel+oldham&um=1&hl=pt-BR&safe=active&sa=N&gbv=2&tbm=isch&um=1&itbs=1 http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://img.directindustry.es/images_di/photo-g/junta-cardan-doble-379839.jpg&imgrefurl=http://www.directindustry.es/prod/offmeccflli-aramini/juntas-cardans-dobles-57448-379839.html&usg=__WaKOo99rfCQNAwkwD4rRkrziH2o=&h=506&w=700&sz=54&hl=pt-BR&start=7&sig2=DXXp7AnwlD02dmn0uhswxg&zoom=1&tbnid=FPmZLt72UcQD5M:&tbnh=101&tbnw=140&ei=CBK8Ttf7PMjUgAfo9IXBBw&prev=/images?q=junta+cardan&um=1&hl=pt-BR&safe=active&sa=N&gbv=2&tbm=isch&um=1&itbs=1 144 SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF 4.9. Elementos de Vedação Vedações São elementos destinados a proteger máquinas ou equipamentos contra a saída de líquidos e gases, e a entrada de sujeira ou pó. São genericamente conhecidas como juntas, retentores, gaxetas e guarnições. As partes a serem vedadas podem estar em repouso ou movimento. Uma vedação deve resistir a meios químicos, a calor, a pressão, a desgaste e a envelhecimento. Em função da solicitação as vedações são feitas em diversos formatos e diferentes materiais. Tipos de vedação Junta de borracha em forma de aro e secção circular – quando apertada, ocupa o canal e mantém pressão constante. Junta de borracha em forma de aro e secção retangular. http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://www.sabelotodo.org/automovil/imagenes/puente/homocinetica.png&imgrefurl=http://www.sabelotodo.org/automovil/homocinetica.html&usg=__Pm86eNK4fEqh6A8Rdmw4jMaGow8=&h=385&w=332&sz=10&hl=pt-BR&start=39&sig2=jraEaoKlh-5OZpPeyA-LUQ&zoom=1&tbnid=6urkr3rULfBYYM:&tbnh=123&tbnw=106&ei=3RK8TrKFLcjagQfNuvCcBw&prev=/images?q=homocin%C3%A9tica&start=21&um=1&hl=pt-BR&safe=active&sa=N&gbv=2&tbm=isch&um=1&itbs=1http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://www.sabelotodo.org/automovil/imagenes/puente/homocinetica.png&imgrefurl=http://www.sabelotodo.org/automovil/homocinetica.html&usg=__Pm86eNK4fEqh6A8Rdmw4jMaGow8=&h=385&w=332&sz=10&hl=pt-BR&start=39&sig2=jraEaoKlh-5OZpPeyA-LUQ&zoom=1&tbnid=6urkr3rULfBYYM:&tbnh=123&tbnw=106&ei=3RK8TrKFLcjagQfNuvCcBw&prev=/images?q=homocin%C3%A9tica&start=21&um=1&hl=pt-BR&safe=active&sa=N&gbv=2&tbm=isch&um=1&itbs=1 http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://vindima.e-bananas.com.br/image/cache/data/irriga/TIGRE/JUNTA%20B%20EP-ES-500x500.jpg&imgrefurl=http://vindima.e-bananas.com.br/index.php?route=product/product&product_id=103&usg=__Clk4p7gssmsRVYgDGjYHPtjbmgg=&h=500&w=500&sz=70&hl=pt-BR&start=6&zoom=1&tbnid=nTiWARsTWWxIRM:&tbnh=130&tbnw=130&ei=lJ3DTpWbDqHl0QGszqXhDg&prev=/search?q=junta+borracha&um=1&hl=pt-BR&safe=active&sa=N&tbm=isch&um=1&itbs=1 145 SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF Junta metálica estriada com uma a cinco estrias Veda por compressão das estrias. O aperto irregular dos parafusos inutiliza-a. Retentor É feito de borracha ou couro, tem perfil labial e veda principalmente peças móveis. Alguns tipos possuem uma carcaça metálica para ajuste no alojamento; também apresentam um anel de arame ou mola helicoidal para manter a tensão ao vedar. Anel de feltro, fibra ou tecido de amianto É a forma mais simples e barata para reter lubrificantes. É usado para baixa velocidade. Junta labirinto com canal para graxa Protege muito bem máquinas e equipamentos contra a entrada de pó e a saída de óleo. O tipo axial é usado em mancais bipartidos e o radial em mancais inteiriços. http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://www.dtamangueiras.com.br/imgs/produto/retentores1.jpg&imgrefurl=http://www.dtamangueiras.com.br/?p=produtos&pag=4&usg=__QkkiAkBLdezoeK1d8qJR39Ufr9I=&h=413&w=401&sz=31&hl=pt-BR&start=8&zoom=1&tbnid=IZ0a1dizwwoh8M:&tbnh=125&tbnw=121&ei=yKDDTqOuAYO3twf65rDDDQ&prev=/images?q=retentores&um=1&hl=pt-BR&safe=active&sa=N&tbm=isch&um=1&itbs=1 http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://i01.i.aliimg.com/photo/446643199/felt_ring_seal_v0.summ.jpg&imgrefurl=http://portuguese.alibaba.com/promotion/promotion_felt-ring-seal-promotion-list.html&usg=__dmd6IwPNxU2gol-qXalOsqYiBtQ=&h=100&w=100&sz=4&hl=pt-BR&start=1&zoom=1&tbnid=KZWMpewnxfaN4M:&tbnh=82&tbnw=82&ei=MqHDTpaPCsuTtwe_yJTBDQ&prev=/images?q=anel+de+feltro+veda%C3%A7%C3%A3o&um=1&hl=pt-BR&safe=active&sa=N&tbm=isch&um=1&itbs=1 http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://www.nei.com.br/images/lm/236794.jpg&imgrefurl=http://www.nei.com.br/guia/resultado.aspx?o=h&w=258660&wBusca=Veda%E7%F5es%20para%20%F3leo%20e%20graxa&area=produtos&l=pt-br&usg=__UMGp5ccjTsco3AsN69kScV71B7U=&h=100&w=100&sz=4&hl=pt-BR&start=13&zoom=1&tbnid=_N2vzLrov-dXHM:&tbnh=82&tbnw=82&ei=TaLDTpepGobl0QGr9q2dDw&prev=/images?q=junta+tipo+labirinto&um=1&hl=pt-BR&safe=active&sa=N&tbm=isch&um=1&itbs=1 146 SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF Junta plástica ou veda junta São produtos químicos em pasta usados em superfícies rústicas ou irregulares. Empregados, também, como auxiliares nas vedações com guarnições de papelão ou cortiça. Existem tipos que se enrijecem e são usados para alta pressão; e tipos semi-sectivos que mantêm a elasticidade para compensar a dilatação. A ordem de aperto dos parafusos tem de ser respeitada para uniformizar a massa. Vedação com gaxetas São conhecidos por gaxeta os elementos vedantes que permitem ajustes à medida que a eficácia da vedação vai diminuindo. Selo mecânico Selo mecânico é um vedador de precisão que utiliza princípios hidráulicos para reter os fluídos. A vedação exercida pelo selo mecânico se processa em dois momentos: a vedação principal e a secundária 4.10. Travas As uniões roscadas são submetidas a vibrações e podem soltar-se por essa razão. Para evitar isso, colocam-se travas e arruelas nas porcas ou parafusos. Existem dois tipos de travas: http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://princesadosparafusos.com.br/imagens/produtos/272x204/veda_junta.jpg&imgrefurl=http://princesadosparafusos.com.br/produto/296-veda-juntas---3m&usg=__i1DKaSl0Zxcez9DegTJ29eotFBU=&h=204&w=272&sz=6&hl=pt-BR&start=1&zoom=1&tbnid=tHHFyptJReeuFM:&tbnh=85&tbnw=113&ei=eaPDToPzMefy0gHMntnkDg&prev=/images?q=veda+junta+3m&um=1&hl=pt-BR&safe=active&sa=N&tbm=isch&um=1&itbs=1 http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://www.rcvedacoes.com/uploads/media_items/gaxetas.300.300.s.jpg&imgrefurl=http://www.rcvedacoes.com/nossos-produtos/gaxetas&usg=__TVvvfHQQIoeDyeKVN46T8FXJ8-g=&h=300&w=300&sz=16&hl=pt-BR&start=21&zoom=1&tbnid=ScFt6vNR4aI32M:&tbnh=116&tbnw=116&ei=6qPDTq_qLeja0QHekN2TDw&prev=/images?q=gaxetas&um=1&hl=pt-BR&safe=active&sa=N&tbm=isch&um=1&itbs=1 http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://www.rcvedacoes.com/uploads/media_items/gaxetas.300.300.s.jpg&imgrefurl=http://www.rcvedacoes.com/nossos-produtos/gaxetas&usg=__TVvvfHQQIoeDyeKVN46T8FXJ8-g=&h=300&w=300&sz=16&hl=pt-BR&start=21&zoom=1&tbnid=ScFt6vNR4aI32M:&tbnh=116&tbnw=116&ei=6qPDTq_qLeja0QHekN2TDw&prev=/images?q=gaxetas&um=1&hl=pt-BR&safe=active&sa=N&tbm=isch&um=1&itbs=1 http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://www.hidraulicapaulista.com.br/images/selo_mecanico4_gr.jpg&imgrefurl=http://www.hidraulicapaulista.com.br/selo4.html&usg=__Rqzwl86YgD78kIoFGDtr78U47Hg=&h=400&w=400&sz=30&hl=pt-BR&start=81&zoom=1&tbnid=Du4dN9gEUQeb2M:&tbnh=124&tbnw=124&ei=A6bDTvKvEuje0QG7lN3tDg&prev=/images?q=selo+mec%C3%A2nico&start=63&um=1&hl=pt-BR&safe=active&sa=N&tbm=isch&um=1&itbs=1 147 SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF Trava por fechamento de forma - é a mais segura e impede o afrouxamento da união. Trava por fechamento de forças - esta trava estabelece uma força de compressão entre as peças, o que aumenta o atrito e dificulta o afrouxamento da união mas não impede totalmente a soltura. 4.11. Chaveta Chaveta é um corpo prismático que pode ter faces paralelas ou inclinadas, em função da grandeza do esforço e tipo de movimento que deve transmitir. É construída normalmente de aço. A união por chaveta é um tipo de união desmontável, que permite às árvores transmitirem seus movimentos a outros órgãos, tais como engrenagens e polias. 4.12. Anel elástico É um elemento usado para impedir o deslocamento axial, posicionar ou limitar o curso de uma peça deslizante sobre um eixo. Conhecido também por anel de retenção, de trava ou de segurança. Fabricado de aço para molas, tem a forma de anel incompleto, que se aloja em um canal circular construído conforme normalização. http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://files.paheja.webnode.com.br/200000024-ddabddea60/CONTRA.jpg&imgrefurl=http://paheja.webnode.com.br/cupilhas/&usg=__5sbtWfRBb6Lp-_b6xvj6blkUyYk=&h=128&w=128&sz=2&hl=pt-BR&start=5&zoom=1&tbnid=-TemUMi3U-TFNM:&tbnh=91&tbnw=91&ei=k6jDTuv1CMLg0QHVjs32Dg&prev=/images?q=travas+cupilha&um=1&hl=pt-BR&safe=active&sa=X&tbm=isch&um=1&itbs=1 http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://i00.i.aliimg.com/photo/322413508/Internally_Toothed_Lock_Washer_v0.summ.jpg&imgrefurl=http://portuguese.alibaba.com/products/internal-tooth-lock-washer.html&usg=__eW8l9fqvxuMMi86Ts0TdxJWvtKs=&h=100&w=100&sz=4&hl=pt-BR&start=21&zoom=1&tbnid=et-xkz3kMCnHgM:&tbnh=82&tbnw=82&ei=0qjDTt_7N-fa0QGLhrmiBg&prev=/images?q=arruel+adentada&um=1&hl=pt-BR&safe=active&tbm=isch&um=1&itbs=1 http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://www.chavetasecia.com.br/imagens/todas.jpg&imgrefurl=http://www.chavetasecia.com.br/?chavetas=produtos&usg=___0Eqp8yX0bKl2EageSVBatGDRv0=&h=214&w=337&sz=92&hl=pt-BR&start=38&zoom=1&tbnid=9uqc9pzHke5mNM:&tbnh=76&tbnw=119&ei=0qnDTsunBaPl0QH5143jDg&prev=/images?q=chaveta+cunha&start=21&um=1&hl=pt-BR&safe=active&sa=N&tbm=isch&um=1&itbs=1http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://www.caroljo.com.br/hp/arquivos/produtos/internathumbCAA96J83.jpg&imgrefurl=http://www.caroljo.com.br/hp/index.asp?p_codmnu=7&p_codgrppro=22&p_codpro=129&usg=__8AUp8DKBSSUTlTkh1ltGEIwAyqk=&h=149&w=160&sz=4&hl=pt-BR&start=10&zoom=1&tbnid=WzdagPY6ZqKQLM:&tbnh=91&tbnw=98&ei=NKrDTpWAI6Xe0QHYwdmYDw&prev=/images?q=anel+elastico&um=1&hl=pt-BR&safe=active&sa=N&tbm=isch&um=1&itbs=1 http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://www.caroljo.com.br/hp/arquivos/produtos/internathumbCAA96J83.jpg&imgrefurl=http://www.caroljo.com.br/hp/index.asp?p_codmnu=7&p_codgrppro=22&p_codpro=129&usg=__8AUp8DKBSSUTlTkh1ltGEIwAyqk=&h=149&w=160&sz=4&hl=pt-BR&start=10&zoom=1&tbnid=WzdagPY6ZqKQLM:&tbnh=91&tbnw=98&ei=NKrDTpWAI6Xe0QHYwdmYDw&prev=/images?q=anel+elastico&um=1&hl=pt-BR&safe=active&sa=N&tbm=isch&um=1&itbs=1 148 SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF 4.13. Pinos É uma peça geralmente cilíndrica ou cônica, oca ou maciça que serve para alinhamento, fixação e transmissão de potência. FIQUE ALERTA! De acordo a NR 12, a Proteção das transmissões de força como volantes, polias, correias e engrenagens devem ser protegidas para evitar contato direto com os operadores garantindo-se desta forma, a integridade física dos trabalhadores. 4.14. CASOS E RELATOS - A IMPORTÂNCIA DA CORRETA MANUTENÇÃO Manutenção é o conjunto de técnicas destinadas a conservação de instalações e equipamentos, com o máximo de rentabilidade e dentro dos requisitos de segurança. EXEMPLO: Quebrou o parafuso de um acoplamento, o serviço de manutenção, simplesmente faz a troca do parafuso, sem se preocupar como as causas e defeitos que ocasionaram a falha. Esse tipo de manutenção é incorreto e pode resultar em prejuízos econômicos. Suponhamos que o parafuso não foi feito com aço adequado, nessas condições vai quebrar muitas vezes, retirando o equipamento de operação, causando atrasos na produção. Suponhamos que haja tranco no acoplamento ou vibração indesejável. Se essas causas não forem pesquisadas, as falhas continuam. Apesar de ser incorreto, este tipo de manutenção é muito praticado, devido a falta de pessoal técnico qualificado. Por razões de ordem econômica, ocorre também este tipo de manutenção. Um equipamento velho, já com sua vida útil vencida está sujeito a grande incidência de manutenção corretiva. (QUEBROU, CONSERTOU) Vejam por exemplo, o infeliz que compra um carro com mais de 20 anos. A peças dos automóveis tem tempo de vida limitado. Os rolamentos das rodas, os tambores dos freios, as correias dentadas, os amortecedores, etc. Um carro muito velho terá quase todos os seus itens com vida vencida, assim a incidência de quebrou-consertou será epidêmica. Nos equipamentos industriais acontece o mesmo, se por motivos econômicos financeiros não se faz uma boa manutenção ou não se troca o equipamento na época devida, a incidência de manutenção corretiva será alarmante, com graves prejuízos a produção. Este tipo de manutenção mostra um custo desprezível no seu início. Com a continuidade das operações, os equipamentos vão se deteriorando, ocorrendo avarias que se tornam frequentes e de custo elevado. http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://www.diampol.com.br/arquivos/Fotos/pinos_cilind_aco.jpg&imgrefurl=http://www.diampol.com.br/index1.asp?qm=p&ed=1&c=16&usg=__Th3Jc38XVF1-_E0uzv5CB_sQUUk=&h=213&w=350&sz=24&hl=pt-BR&start=1&zoom=1&tbnid=b84Q-dHH6ttFKM:&tbnh=73&tbnw=120&ei=PqvDTq7PAejb0QGOmNmlDw&prev=/images?q=pinos+cilindrico&um=1&hl=pt-BR&safe=active&sa=N&tbm=isch&um=1&itbs=1 http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://www.diampol.com.br/arquivos/Fotos/pinos_cilind_aco.jpg&imgrefurl=http://www.diampol.com.br/index1.asp?qm=p&ed=1&c=16&usg=__Th3Jc38XVF1-_E0uzv5CB_sQUUk=&h=213&w=350&sz=24&hl=pt-BR&start=1&zoom=1&tbnid=b84Q-dHH6ttFKM:&tbnh=73&tbnw=120&ei=PqvDTq7PAejb0QGOmNmlDw&prev=/images?q=pinos+cilindrico&um=1&hl=pt-BR&safe=active&sa=N&tbm=isch&um=1&itbs=1 http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://sparkfix.com.br/produtos/imagens/sparkfixdin1469.jpg&imgrefurl=http://sparkfix.com.br/menus_intro/pinos.htm&usg=__h8gbg2Kv7XX5KU7TVZLaYRWGbxM=&h=80&w=152&sz=4&hl=pt-BR&start=18&zoom=1&tbnid=14j2vQjyJx0P2M:&tbnh=51&tbnw=96&ei=pqvDTsWGKKjH0AHDpeSuAg&prev=/images?q=pinos+estriado&um=1&hl=pt-BR&safe=active&sa=N&tbm=isch&um=1&itbs=1 149 SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF 4.15. Recapitulando Neste capitulo estudamos os principais elementos de máquinas utilizados pela indústria mecânica. Vimos também suas características, aplicações e identificação, que são de suma importância para um projeto de bom funcionamento. 150 SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF REFERÊNCIAS Crespo, Antônio Amot, Estatística Fácil. 8ª ed., Editora Saraiva, São Paulo, 1991, 224 p. Guimarães, V. A., Controle dimensional e geométrico: uma introdução à metrologia industrial. Passo Fundo, EDIUPF, 1999. Apostila TELECURSO 2000: MÓDULO METROLOGIA. INMETRO. Sistema Internacional de Unidades - SI. 8ª ed.(revisada) Rio de Janeiro, 2007. 114 p. THEISEN, A., Fundamentos da metrologia industrial. Porto Alegre: PUCRS, 1998. French, Thomas Ewing. Desenho Técnico e tecnologia gráfica. Editora Globo – 7ª edição. São Paulo, 2002, 1054 p. Lira, Francisco Adval de. METROLOGIA na INDÚSTRIA. São Paulo, Editora Érica, 2007. Rede Metrológica RS. Certificação de produtos: Guia prático/SEBRAE,FIERGS. Porto Alegre: Metrópole, 2000, 104 p. http://www.bipm.org http://www.inmetro.gov.br http://www.3dmodelagem.com/=mecanica.htm HALLIDAY, David, Resnik Robert, Krane, Denneth S. , Fundamentos de Fisica, volume 2, 8 Ed. Rio de Janeiro: LTC, 2009 Física: ciência e tecnologia: volume único – Carlos Magno Azinaro Torres – São Paulo – Ed. Moderna - 2001 Telecurso 2000 Novo telecurso Noções Básicas de Elementos de Máquinas – Mecânica - SENAI - ES, 1996 Pereira, Décio, Manutenção Industrial – 2004 Melconiam Sarkis- Elementos de maquinas, 8°edição, São Paulo, 2007 http://www.bipm.org/ http://www.inmetro.gov.br/ http://www.3dmodelagem.com/=mecanica.htm http://www.infoescola.com/fisica/primeira-lei-de-kepler/ 151 SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF MINI CURRÍCULO DOS AUTORES Léo Junior Dotta Asquidamini O autor organizador é Especialista em Engenharia de Produção pelo Centro Universitário UNINTER, Graduado Tecnólogo em Automação Industrial pela Universidade Luterana do Brasil (2008), possui formação técnica em Mecânica de Precisão pela Escola de Educação Profissional SENAI Plínio Gilberto Kroeff. (2003). É instrutor dos cursos Técnicos em Mecânica, Automação e Segurança do Trabalho na Escola de Educação Profissional SENAI Plínio Gilberto Kroeff. Laércio da Silva Xavier O autor colaborador é Mestre em Engenharia: energia, ambiente e materiais – com Ênfase em Energia Renováveis (PPGEAM) pela Universidade Luterana do Brasil (2006). Graduado em ciências exatas com habilitação em Física – Licenciatura Plena pela Universidade do Vale do Rio dos Sinos - Unisinos (1998). Possui formação técnica em Eletrotécnica pela Fundação Escola Técnica Liberato Salzano Vieira da Cunha (1984). Atua na área de manutenção técnica de instrumentação em indústria petroquímica desde 1986. É Instrutor de Nível Técnico na Escola de Educação Profissional SENAI Plínio Gilberto Kroeff. Gerson Eduardo Mello O autor colaborador é Mestre em Matemática Pura pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (2004) e Graduado Matemática Licenciatura pela Universidade do Vale do Rio dos SinosInstitute). Suas medidas são normalmente em polegadas (in – “ – pol). É bastante comum utilizar-se de frações (¼” , ½” , ¾”) para representar essas medidas, principalmente em chapas, perfis e barras de algum material específico. SAIBA MAIS: Abaixo algumas equivalências de polegada para milímetro ⅛” = 3,175 mm ¼” = 6,35 mm ⅜” = 9,525 mm ½” = 12,70 mm ⅝” = 15,875 mm ¾” = 19,05 mm ⅞” = 22,225 mm 1” = 25,40 mm 2” = 50,80 mm 3” = 76,20 mm 4” = 101,60 mm 5” = 127,00 mm 10” = 254,00 mm 8 ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial 1.2. Convenções básicas no desenho mecânico Cores: Em sua grande maioria os desenhos mecânicos são impressos com as linhas em cor preta. Com uso de impressoras e plotter avançados é comum à utilização de linhas com tonalidades diferentes. Porém, não se recomenda o uso de cores que não contrastam com o branco do papel. Caracteres utilizados: Os caracteres utilizados nos desenhos técnicos devem obedecer à norma NBR8402. Os padrões para escrita, referente à figura, referente à altura e espaçamento dos caracteres estão descritas no quadro a seguir. Exemplo com medidas básicas de caracteres. Fonte: NBR 8402 Características Relação Dimensões (mm) Altura das letras maiúsculas h (10/10)h 2,5 3,5 5 7 10 14 20 Altura das letras minúsculas c (7/10)h - 2,5 3,5 5 7 10 14 Distância mínima entre caracteres a (2/10)h 0,5 0,7 1 1,4 2 2,8 4 Distância mínima entre linhas de base b (14/10)h 3,5 5 7 10 14 20 28 Distância mínima entre palavras e (6/10)h 1,5 2,1 3 4,2 6 8,4 12 Largura da linha d (1/10)h 0,25 0,35 0,5 0,7 1 1,4 2 Dimensões dos caracteres Fonte: NBR 8402 Por convenção utilizam-se os caracteres descritos a seguir como padrão para inserção em legendas e em notas de desenho técnico. O texto pode ser normal ou em itálico. Para desenhos digitais a fonte de texto recomendada é Arial, Times New Roman ou Calibri. A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ( ! @ # $ % ¨ & * - = + ª º : ; / >(2003). Atua como consultor técnico especializado em metrologia e estatística e é instrutor na Escola de Educação Profissional SENAI Plínio Gilberto Kroeff. Adriano Menezes da Silva O autor e organizador é formado em Engenharia Mecânica pela UNISINOS em 2011. É instrutor de nível técnico do curso Técnico de Mecânica na Escola de Educação Profissional SENAI Plínio Gilberto Kroeff. 152 SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF CONTEÚDOS FORMATIVOS Manual Fundamentos da Mecânica Desenho (32 horas – 8 encontros) Mecânica básica (24 horas – 6 encontros) Metrologia (16 horas – 4 encontros) Elementos de Máquina (28 horas – 7 encontros) Desenho Aula 1 – Formato de papel; Representação gráfica bidimensional e tridimensional; Aula 2 – Perspectiva e projeções ortogonais; Partes do manipulador robótico pneumático (Base, Corpo, Lança e Órgão terminal) Aula 3 – Cotagem e tolerância (geométrica, ajuste, rugosidade); cilindro pneumático Aula 4 – Escala e simbologia; Aula 5 – Cortes e seções; (cilindro e válvula pneumáticos) Aula 6 – Normas aplicadas ao desenho técnico; (Órgão terminal – Garra) Aula 7 – Desenhos de conjunto; Montagem do manipulador Aula 8 – Atividades avaliativas. Desenho completo do manipulador Mecânica Básica Aula 9 – Grandezas físicas e unidades de medidas; Aula 10 – Mecânica dos fluidos (vazão, velocidade, escoamento, número de Reynolds); Aplicada à pneumática – manipulador Aula 11 – Lei geral dos gases; Aplicada à pneumática – manipulador Aula 12 – Bernoulli e Equação de Blaise Pascal; Aplicada à pneumática – manipulador Aula 14 – Instrumentos de medição (Manômetro, Tubo de Pitot, Viscosímetro); Aplicado ao manipulador Aula 13 – Atividades avaliativas. Metrologia Aula 15 – Medição com paquímetro; Aplicado à fabricação das peças do braço Aula 16 – Micrômetro, goniômetro; Aplicado à fabricação das peças do braço Aula 17 – Relógio comparador, Tolerância dimensional; Aplicado à fabricação das peças do braço Aula 18 – Atividades avaliativas. Elementos de Máquina Aula 19 – Roscas, parafusos, porcas, arruelas, pinos, travas/anéis elásticos; Aula 20 – Eixos, Árvores e Guias; Aplicado à fabricação das peças do manipulador Aula 21– Rolamentos e mancais; Aplicado à fabricação das peças do manipulador Aula 22 – Engrenagens e sistemas de transmissão; Aplicado à fabricação das peças do manipulador Aula 23 – Acoplamentos; Aplicado à fabricação das peças do manipulador Aula 24 – Conjuntos Mecânicos; Aplicado à fabricação das peças do manipulador Aula 25 – Atividades avaliativas.A3. Fonte: NBR 13142 13 ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial Dobragem de folha A2. Fonte: NBR 13142 Dobragem de folha A1. Fonte: NBR 13142 Dobragem de folha A0. Fonte: NBR 13142 14 ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial Legenda: As legendas dos formatos maiores que A4 tem que seguir um padrão de largura para manter um padrão internacional. A legenda é a zona, que contém um ou mais campos, delimitada por uma região formada por um retângulo. Localiza-se sempre no canto inferior direito do formato, e deve conter informações pertinentes ao desenho, como: Identificação do desenho ou número do registro; Título do desenho; Conjunto pertencente; Nome do projetista; Nome do revisor; Nome do aprovador; Símbolo da empresa proprietária do desenho; Símbolo correspondente ao método de projeção (diedro); Escala do desenho; Indicação de estados de superfície; Material da peça; Valores gerais de tolerância dimensional; Formato da folha de desenho; Data da realização do desenho; Data da revisão; Data da aprovação; Símbolo da revisão; Um exemplo de legenda que pode ser seguido como modelo está representado na figura abaixo. Legenda em formato A3 1.5. Tipos de linha Para estabelecer um padrão nos tipos e espessuras de linhas empregadas no desenho mecânico utiliza-se a norma NBR 8403 como referência. A figura abaixo mostra todas as aplicações de cada tipo de linha no desenho técnico. A tabela a seguir mostra a lista das linhas com aplicações e especificações técnicas. 15 ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial Tipos de linha empregados no desenho técnico. Fonte: NBR 8403 Tipos de linhas e aplicações em desenho mecânico. Fonte: NBR 8403 16 ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial Fique alerta: A falta de linhas ou o não cumprimento das normas de espessura das mesmas podem dificultar a interpretação do mesmo. 1.6. Perspectivas Isométricas e cavaleiras Para expressar o desenho em uma única vista ou para melhorar o entendimento e interpretação utilizam-se as vistas em perspectiva. Dentre estas vistas destacam-se: Cavaleira, Isométrica, Bimétrica e Trimétrica. Tem-se o quadro abaixo que mostram os valores utilizados para representar os desenhos em vistas perspectivas. Relação das medidas reais com as do desenho Perspectiva Cavaleira Isométrica Bimétrica 30º 45º 60º Largura 1:1 1:1 1:1 1: 4/5 1:1 Altura 1:1 1:1 1:1 1: 4/5 1:1 Profundidade 1: 2/3 1: 1/2 1: 1/3 1: 4/5 1: 1/2 Medidas reais nas vistas em perspectiva. Fonte: apostila de desenho técnico PRODUTRONICA. Cavaleira: Existem 3 tipos diferentes de representação deste modelo de perspectiva, conforme já demonstrado no quadro acima. Qualquer desenho técnico pode ser representado neste modelo, porém alguns detalhes tornam-se imperceptíveis ou difíceis de serem interpretados. Tipos de perspectiva cavaleira. Isométrica: Este modelo de perspectiva é o mais utilizado para representar o desenho mecânico, pois ajuda no esclarecimento de dúvidas que ficaram no momento da análise e interpretação das vistas essenciais. Em algumas ocasiões o desenho pode ser representado apenas nesta vista se for totalmente dimensionado. Para criar a vista isométrica tem-se como base a figura abaixo, que serve como referência inicial para construir a base. 17 ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial Eixo de referência para criação da vista isométrica. O quadro abaixo demonstra um exemplo passo a passo de como criar a vista através de traçados a mão livre. 1º passo: Traçar a mão livre os eixos isométricos e demarcar o comprimento, a largura e a altura sobre cada eixo. 2º passo: Definir a vista frontal e traçar duas linhas paralelas ao comprimento e a altura. 3º passo: Definir a vista superior e traçar duas linhas paralelas ao comprimento e a largura. 18 ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial 4º passo: Definir a vista lateral e traçar duas linhas paralelas à largura e a altura. Desenho final Passo a passo para criação da vista em perspectiva. Fonte: apostila de desenho técnico PRODUTRONICA. Para exemplificar melhor a geração de vista isométrica, podem ser observados os exemplos a seguir, procurando fazer uma peça base e cortes, gerando peças distintas. Todos os exemplos serão trabalhados em 1º diedro. Recomenda-se fazer com traçado leve, apenas para marcação, as medidas máximas da peça e depois começar a realizar o traçado da peça conforme as vistas. Vista Frontal Vista Lateral Esquerda Vista Isométrica Vista Superior Exemplo de desenho isométrico 01. 19 ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial Vista Frontal Vista Lateral Esquerda Vista Isométrica Vista Superior Exemplo de desenho isométrico 02. Vista Frontal Vista Lateral Esquerda Vista Isométrica Exemplo de desenho isométrico 03. 1.7. Vistas essenciais A interpretação do desenho técnico pode ser feito de duas formas, perspectiva e vistas essenciais. O objeto desenhado pode ser representado num plano e esse plano é denominado plano de projeção. A geração da representação da “sombra” da peça é representada através de diedros, no plano de projeção, e tem o nome de projeção. Os diedros mais comuns para representação são o 1º e o 3º, conforme figura abaixo. O 2º e 4º não são utilizados porque geram sobreposições ao 1 e 3º. 20 ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial Diedros utilizados em desenho técnico. Fonte: Apostila FAPUCRS Para exemplificar a diferença dos diedros utilizados segue a representação através do 1º e 3º diedros de um veículo. Observa-se que para este exemplo mudam-se apenas as vistas laterais. A diferença básica dos dois métodos é a inversão das vistas laterais e também das vistas superior e inferior. Todas as linhas que estiverem “não visíveis” diretamente no objeto devem ser representadas em linha tracejada. Quando há muitas linhas tracejadas os desenhos devem ser cortados para mostrar melhor os detalhes internos das peças (ítem 2.8). 1º 3º Representação do mesmo veículo no 1º e 3º diedro. Fonte: Fonte: Apostila desenho básico Carlos Kleber. É de extrema importância representar na legenda do desenho em qual diedro o desenho está sendo representado, pois assim não fica duvidoso quanto a esta interpretação. 1º diedro 3º diedro Representação inserida na legenda para o diedro utilizado. 1º Diedro É o método mais comum utilizado no Brasil para representação das vistas essenciais. Ao observarmos o objeto coloca-se ele numa espécie de caixa transparente, pois assim a projeção nos 6 lados dará as vistas, conforme figura abaixo, frontal, oposta, superior, inferior, lateral esquerda e lateral direita. 21 ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFFSENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial Objeto em projeção no 1º diedro. Fonte: Apostila PRODUTRONICA 3º Diedro Este sistema é utilizado para representar desenhos mecânicos normalmente feitos com base em normas americanas e também com unidades no Sistema Inglês. No Brasil é pouco utilizado. Objeto em projeção no 3º diedro. Fonte: Apostila PRODUTRONICA Abaixo seguem alguns exemplos da geração de vistas essenciais a partir de um desenho em vista em perspectiva isométrica. Os desenhos serão trabalhados apenas em 1º diedro, pois é o sistema usual no Brasil. Iremos utilizar como referência para estes exemplos sempre o mesmo posicionamento das vistas frontal, superior e lateral. 22 ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial Vista Lateral Direita Vista Frontal Vista Isométrica Vista Superior Exemplo 01 da geração de vistas essenciais Vista Lateral Direita Vista Frontal Vista Isométrica Vista Superior Exemplo 02 da geração de vistas essenciais 23 ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial Vista Lateral Direita Vista Frontal Vista Isométrica Vista Superior Exemplo 03 da geração de vistas essenciais Fique alerta: No Brasil se usa a projeção no 1º diedro. Supressão de vistas: Algumas peças tornam-se desnecessárias a criação das 3 vistas padrão (frontal superior e lateral). Quando acontece realizamos a supressão de vistas. O objetivo é tornar claro o desenho técnico em apenas uma vista ou no máximo duas, conforme exemplos abaixo. Supressão com duas vistas. Supressão de vistas em eixos cilíndricos. 24 ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial 1.8. Cortes no desenho técnico O corte consiste em imaginar a peça cortada por um ou mais planos, sendo suprimida uma das suas partes. Depois se faz a projeção da parte do objeto que ficou adotando as regras gerais relativas à disposição das vistas. Por fim, executam-se as hachuras sobre as superfícies das partes da peça interceptadas pelo plano ou planos de corte, delimitando a área. Esta projeção, chamada vista cortada ou corte, substitui sempre a vista normal correspondente. Para sua correta utilização recomenda-se utilizar a norma NBR 10067. Quando há o corte obrigatoriamente cria-se a hachura. A hachura delimita a área onde o plano de corte encontrou material e assim mostra quais as regiões que ficam em primeiro plano na vista. Regras gerais para o corte: A representação da vista cortada compreende a superfície obtida pelo plano de corte e tudo que se vê para lá desse plano; A porção da peça supostamente retirada não pode ser omitida em todas as vistas; As zonas em que a peça foi cortada são assinaladas por meio de hachuras. A hachura numa mesma peça deve ter sempre a mesma direção e o mesmo espaçamento; Sempre que possível, os planos de corte devem passar pelos eixos de simetria da peça a ser cortada; Na representação em corte, não devem ser usadas linhas de contorno invisíveis, se não trouxerem nada de fundamental à representação da peça; As superfícies de corte (exceção corte parcial) devem ser sempre delimitadas por linhas traço e ponto larga nas extremidades e nas mudanças de direção. Você sabia que cada material possui um tipo de hachura diferente? Para saber mais sobre as hachuras, consulte a norma NBR 10067. Tem-se a figura abaixo que mostra uma peça com detalhes internos que se tornam duvidosos. Para maiores esclarecimentos cria-se a vista em corte. A mesma, também mostra a diferença entre utilizar o termo corte A-A (a) e seção A-A (b). O termo seção é utilizado para demonstrar normalmente a seção transversal da peça. Peça para representação em corte. (a) (b) 25 ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial (a) vista em corte da peça – (b) seção da peça na região do plano de corte Os cortes podem ser divididos por: Corte Total: A simbologia do corte consiste em assinalar o plano de corte na vista onde esse mesmo plano se encontra de topo, definida por uma linha traço e ponto larga nas extremidades e nas mudanças de direção. Duas setas, com uma ou mais letras identificadoras em fonte de letra maiúscula definem o sentido do corte. Junto à vista cortada, acima ou abaixo, devem constar as letras identificadoras. A figura abaixo demonstra o plano de corte e como fica a peça em corte total. : Peça em corte total. Meio Corte O meio corte é efetuado por dois planos perpendiculares no eixo da peça. Sua identificação é semelhante ao corte total, porém apenas um quarto da peça é “suprimido”. Em peças simétricas é preferível fazer um meio corte em vez de um corte completo. Desta forma, o meio corte mostra não só o interior como também o exterior da peça ao mesmo tempo, possibilitando assim dimensionar o desenho em apenas uma vista. Quando peça simétrica realizar o corte sempre abaixo da linha de centro e a direita. 26 ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial Peça em meio corte. Corte parcial: Para o corte parcial não é usada qualquer simbologia de indicação e identificação de cortes. Nota-se apenas que, na vista onde o corte parcial é efetivamente visualizado, o corte é delimitado por uma linha continua fina ondulada. Recurso bastante utilizado para demonstrar profundidades de furos e rasgos de chaveta em peças cilíndricas, conforme figura abaixo. Representação do corte parcial no desenho. Quando os detalhes de interesse não estiverem alinhados uns com os outros, ter-se-á de usar o número de planos – paralelos ou concorrentes. Em ambos os casos, as partes ocultas não são representadas. Assim, faz-se necessária a utilização de métodos de cortes alternativos, conforme segue: Corte Paralelo (Desvio): Com relação à identificação, o corte paralelo é semelhante ao corte total. Porém para atender todos os detalhes da peça este pode efetuar desvios ortogonais, figura abaixo. Chama-se novamente a atenção para o reforço efetuado nos extremos das linhas que representam os planos de corte e nas mudanças do plano de corte. 27 ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial Corte em desvio. Corte Concorrente (Rebatido): Com relação à identificação, o corte concorrente é semelhante ao corte total. Porém seus planos não são paralelos. No corte concorrente os planos de corte são rebatidos sobre os planos de projeção, em conjunto parte da peça também é rebatida, conforme abaixo. Corte rebatido. A representação em corte de peças maciças como eixos, parafusos, raios/braço de roda, nervuras, porcas, rebites, chavetas, elos de corrente, não é, em geral, mais esclarecedora. Desta forma, quando estas peças forem interceptadas longitudinalmente pelo plano de corte, não devem ser hachuradas. As figuras abaixo são exemplos onde não se deve preencher com hachuras. 28 ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial (a) Peça com nervura – (b) Montagem com parafuso e porca.1.9. Escalas É de extrema importância demonstrar a real escala que o desenho é apresentado no formato, pois caso haja a necessidade de retirar alguma medida faltante basta medir no desenho impresso. É interessante representar os desenhos sempre que possível em escala 1:1 ou maior, porém alguns detalhes devem ser representados em escala legível ao formato, fazendo-se necessário a ampliação. A escala deve ser representada na legenda do desenho. O Quadro abaixo demonstra as escalas comumente utilizadas Tipo de escala Escalas recomendadas Ampliação 20:1 50:1 100:1 2:! 5:1 10:1 Escala real 1:1 Redução 1:2 1:5 1:10 1:20 1:50 1:100 1:200 1:500 1:1000 1:2000 1:5000 1:10000 Escalas mais comuns em desenhos mecânicos. Fonte: adaptado de NBR 8196 1.10. Regras de Cotagem A cotagem é muito mais do que colocar as dimensões nos desenhos. A cotagem requer conhecimento das normas, técnicas princípios a ela associados, além dos processos de fabricação e das funções da peça ou dos elementos que a constituem. Uma cotagem incorreta ou duvidosa pode causar desperdícios de materiais e grandes prejuízos na fabricação do produto. 29 ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial Elementos de cotagem: Cotas ou dimensões: São números que indicam as dimensões lineares ou angulares dos elementos. A unidade das cotas lineares é milímetro. Linhas de chamada: Também chamadas de linhas auxiliares, possuem linhas de traço continuo fino, são perpendiculares à linha de cota. Linhas de cota: São linhas retas ou arcos, normalmente com setas nas extremidades, a traço continuo fino, paralelas ao contorno do elemento cuja dimensão define. Setas: As setas ou flechas como são normalmente chamadas, não são mais do que as terminações das linhas de cota. Linhas e indicativos de cotagem. As inscrições das cotas nos desenhos obedecem a um conjunto de regras (norma NBR 10126) que visam facilitar a leitura e interpretação do desenho. As regras gerais relacionadas com a inscrição das cotas nos desenhos são as seguintes: As cotas indicadas nos desenhos são sempre as cotas reais do objeto, independente da escala usada no desenho; As cotas devem ser apresentadas em caracteres de dimensão adequadas a sua legibilidade; Não pode ser omitida nenhuma cota necessária para a definição da peça; Os elementos devem ser cotados preferencialmente nas vistas que dá mais informação em relação à sua forma ou à sua localização (figura abaixo); Vistas para cotagem devem ser bem escolhidas para cotar arestas visíveis. Evitar cotas em linhas tracejadas; Devem ser evitados, sempre que possíveis cruzamentos de linhas de cota entre si ou com outro tipo de linhas, sobretudo linhas de chamada ou arestas da peça. 30 ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial Errado Errado Correto As cotas devem ser localizadas preferencialmente fora do contorno da peça. Todavia, por questões de clareza e legibilidade, estas podem ser colocadas no interior das vistas. Cada elemento deve ser cotado apenas uma vez, independente do número de vistas da peça; Num desenho, devem ser usadas sempre as mesmas unidades, em geral milímetros. As unidades não são indicadas nas cotas, podendo ser indicadas no campo apropriado da legenda. As cotas podem ser indicadas junto a uma das setas e a linha de cota interrompida, de modo a evitar linhas longas, ou eventuais cruzamentos de linhas. 31 ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial Quando o espaço necessário para a cota não é suficiente sequer para serem colocados pontos, a cota pode ser posicionada abaixo da linha de cota e ligada à linha de cota através de uma pequena linha de referência. Fique alerta: Cotas duplas e a proximidade das mesmas podem gerar um desenho “poluído”, dificultando a sua interpretação. Simbologia Em cotagem, existem um conjunto de símbolos denominados símbolos complementares de cotagem, que permitem identificar diretamente a forma de alguns elementos evitando o uso de vistas auxiliares e/ou complementares. Diâmetro – Ø Raio – R Quadrado - □ Diâmetro esférico – Ø R Raio esférico - SR As cotas devem ser orientadas sempre em relação à legenda da folha de desenho, de tal modo que sejam lidas em duas direções perpendiculares entre si, a partir do canto inferior direito da folha. 32 ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial Cotagem de contornos invisíveis As linhas invisíveis não devem ser cotadas, exceto se não existir alternativa mais clara para a cotagem dos elementos. Na maior parte das situações, as linhas invisíveis podem ser eliminadas efetuando-se cortes nas vistas. Você sabia que a organização das cotas num desenho está diretamente ligada à finalidade do desenho e aos métodos de fabricação? Uma peça que vai ser furada no centro de usinagem pode ter apenas a posição em X e Y dos pontos onde tem os furos. Critérios de cotagem Cotagem em serie: As cotas são dispostas em sucessão Cotagem em paralelo – As cotas são definidas em relação a uma origem comum. 33 ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial Cotagem em paralelo – É usada, sobretudo por limitações de espaço e quando sua aplicação não provoca problemas de compreensão e legibilidade. Cotagem por coordenadas – É usada quando na peça existem diversos elementos de forma e/ou dimensões idênticas. Neste critério é necessário construir uma tabela com as cotas de posição e dimensão dos elementos. Casos especiais Cotagem de elementos equidistantes. Cotagem de elementos repetidos. Cotagem de chanfros e furos escareados 34 ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial Cotas para inspeção 1.11. Indicação de tolerâncias As tolerâncias nos desenhos devem ser especificadas sempre, pois raramente conseguimos obter uma peça com as medidas exatas conforme o projeto. Para isso são utilizadas as tolerâncias dimensionais, pois guiam o responsável pela fabricação, a saber, qual o processo mais indicado para obtenção da peça na medida correta. Segundo a norma ISO a tolerância dimensional é representada pela dimensão nominal acrescida de valores de referência ou tolerância de acordo com o sistema internacional de ajuste. O sistema de ajuste serve como base para verificar se em conjuntos montados as peças terão interferências ou folgas. O símbolo para tolerância é com letras e números. A letra estabelece segundo a norma ISO 286-1 a posição no campo de tolerância enquanto que o número dá o grau de tolerância. O grau associado à dimensão nominal na tabela nos informa os valores tolerados. Conforme a ISO 286-1 as letras maiúsculas especificam o campo de tolerância para furos, posicionado a direita e levemente acima da medida nominal e comumente em tamanho menor que a fonte da medida nominal. As letras minúsculas especificam o campo de tolerância para eixos e são posicionados também à direita, porém levemente abaixo da nominal. Antes de realizar a medição da peça e verificar se a medida ficou fora e dentro deve- se verificar qual a faixa de tolerância que será permitida. Exemplo: Numa peça torneada externamente, onde a medida nominal seja 60 ±0,20 mm. Se realizada a operação final e a medida final da peça ficar abaixode 59,80 mm significa que esta peça está condenada e não pode ser retrabalhada. Porém, caso a medida fique acima ela ainda pode ser retrabalhada sofrendo nova usinagem. Os processos de fabricação para obtenção da peça determinam a faixa de tolerância permitida. 35 ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial Você sabia que em peças que sofrem soldagem as tolerâncias podem chegar a unidades de milímetros, pois é difícil o controle em função do aquecimento e distorção que o material sofre durante o processo? Em superfícies polidas e brunidas a tolerância pode ser trabalhada com centésimos ou milésimos de milímetros. A fim de estabelecer um padrão para as tolerâncias gerais em desenhos criou-se a norma ISO 7168. As faixas de tolerância variam de acordo com a faixa da medida nominal da cota e também de acordo com o grau de tolerância especificado. Tem-se o abaixo que detalha os valores da norma. DIMENSÃO NOMINAL Grau de precisão Acima 0,5 até 3,0 mm Acima de 3,0 até 6,0 mm Acima de 6,0 até 30,0 mm Acima de 30,0 até 120,0 mm Acima de 120,0 até 400,0 mm Acima de 400,0 até 1000,0 mm FINO ± 0,05 ± 0,05 ± 0,10 ± 0,15 ± 0,20 ± 0,30 MÉDIO ± 0,10 ± 0,10 ± 0,20 ± 0,30 ± 0,50 ± 0,80 GROSSO ± 0,15 ± 0,20 ± 0,50 ± 0,80 ± 1,20 ± 2,00 Tolerâncias dimensionais, norma ISO 7168 1.12. Simbologia de estado de superfície A simbologia pode ser representada através de sinais convencionais ou através de valores acompanhados da simbologia. A norma NBR 6402, baseada na norma DIN 3141 especifica nos desenhos por meio de sinais convencionais é feita conforme o figura abaixo. Significado Sinal Superfície em bruto; eliminação de rebarbas permitida. Superfície desbastada; riscos de ferramentas bastante visíveis. Superfície alisada; riscos de ferramentas poucos visíveis. Superfície polida; riscos da ferramenta não são visíveis. Superfície lapidada Para qualquer grau de acabamento; pode ser indicado o modo de obtê- lo. Superfície sujeita a tratamento especial indicado sobre a linha horizontal. Símbolos convencionais utilizados para rugosidade. 1.13. Valores da rugosidade: A norma NBR 8404, com base na ISO 1302 especifica nos desenhos por meio de valores da rugosidade junto aos símbolos, obtendo o processo de obtenção de superfície, conforme o abaixo. 36 ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial Significado Símbolo Símbolo básico – Só pode ser utilizado quando seu significado for complementado por uma indicação do valor da rugosidade Centralização de uma superfície usinada sem maiores detalhes Caracteriza uma superfície na qual a remoção de material não é permitida e indica que a superfície deve permanecer no estado resultante de um processo de fabricação anterior, mesmo se esta tiver sido obtida por usinagem ou outro processo qualquer. Simbologia de rugosidade. Os valores da rugosidade são comumente expressos em micrometros (µm) e sempre deverão estar acompanhados da simbologia da rugosidade em questão. Quando não especificado o parâmetro de rugosidade será o Ra. As rugosidades podem ser representadas em valores máximos de algum parâmetro ou também através de faixa de rugosidade permitida. Rugosidade Valores Superfície com rugosidade máxima de: Ra = 6,3 µm Superfície com rugosidade entre: Máximo Ra = 6,3 µm Mínimo Ra = 1,6 µm Rugosidade específica ou faixa tolerada. Os símbolos e inscrições devem estar orientados de maneira que possam ser lidos se o formato estiver em retrato ou em paisagem, conforme figura abaixo. Representação da rugosidade em aplicação no desenho técnico. Quando todas as superfícies exigirem o mesmo grau de rugosidade especifica-se ao lado das vistas. Comumente utiliza-se essa simbologia no canto superior direito do formato. a) b) 37 ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial a) Detalhamento com sinais convencionais – b) Detalhamento com valores Para saber mais sobre símbolos e grupos de rugosidade, consulte a norma NBR 6402. 1.14. Croquis O croqui é responsável por transmitir todas as informações mínimas necessárias para a construção do desenho final da peça. Este desenho pode ser em conjunto ou em peças únicas. Pode ser representado em vista isométrica ou em vistas essenciais. Informações mínimas que devem constar nos croquis: Material da peça; Cotas necessárias para fabricação; Simbologias de rugosidade; Tolerâncias dimensionais e/ou ajustes; 1.15. Conjuntos O desenho de conjunto procura demonstrar todos os detalhes de montagem e também detalhes das peças. O conjunto também pode ser utilizado como forma de detalhamento apenas de posicionamentos e nomenclatura das peças, não importando a informação dos detalhes da montagem. A escolha das vistas obedece às mesmas regras citadas na geração de vistas essenciais e vista isométrica. O desenho pode ser feito em um único formato com todos os detalhamentos mínimos necessários. Torna-se obrigatória a identificação dos componentes na montagem e também a criação de uma lista de itens. O detalhamento da montagem também pode ser realizado separadamente em formatos distintos. 38 ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial Montagem simples detalhada no mesmo formato. Desenho de conjunto com peças detalhadas separadamente. Vista explodida: Este recurso é muito utilizado, pois mostra o conjunto de uma forma desmontada, porém sempre fazendo correspondência às posições de cada detalhe do conjunto. Este método de exposição é muito utilizado em catálogos comerciais e em documentos explicativos de montagens de componentes. A figura abaixo mostra em vista explodida o mesmo exemplo anterior. As linhas tracejadas indicam o caminho de montagem a ser percorrido pelos componentes. 39 ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial Vista explodida de um desenho técnico de conjunto. Conjuntos soldados: Pela grande aplicação nos diversos ramos da indústria mundial faz-se necessário o entendimento e correta utilização das simbologias que serão utilizadas. A norma ABNT 7165 especifica os tipos de soldagem conhecidos e que devem obedecer à simbologia internacional. As peças soldadas devem ser desenhadas separadamente e posteriormente criado o desenho de conjunto onde se especificam as posições nas quais as peças deverão ser soldadas e também o tipo e parâmetros de soldagem que serão utilizados. A figura abaixo exemplifica um conjunto em 3D que foi modelado, montado e depois soldado em software SolidWorks®. Conjunto soldado em 3D. 1.16. Elementos mecânicos mais comuns Na indústria mundial a utilização de elementos de mecânica padronizados torna-se cada vez mais comum. Estes elementos tornam-se de fácil comercialização e substituição, visto que são facilmente encontrados. 40 ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial Os elementos mais comuns serão destacados a seguir, exemplificando a aplicação e a representação em desenho técnico de cada um deles. Parafusos e roscas externas: Para fazer a representação correta de uma rosca deve-se obedecer a norma NBR8993/85 Para poder entender a correta interpretação de um parafuso é necessário conhecer primeiramente a representação de uma rosca externa. A representação consiste na criação de uma linha mais fina que alinha de desenho onde marca-se o diâmetro no fundo da rosca. Na rosca externa cria-se a linha menor que o diâmetro nominal. Nas vistas frontais à rosca cria-se uma linha circular (3/4 de volta apenas) da mesma medida do fundo do filete. Uma peça com rosca externa deve ser representada apenas simbolicamente, conforme a rosca representada no lado direito da figura (a). Isto não significa que a outra representação esteja errada, apenas é a simbologia criada pela norma NBR8993 e que possibilita o perfeito entendimento. Quando utilizamos rosca fora do sistema Métrico ou Whitworth é comum representar os dentes, pois facilita a interpretação. Esta representação está exemplificada pela figura (b). (a) (b) Representação de roscas externas. Porcas e roscas internas: Assim como em parafusos a norma NBR8993/85 estabelece as regras para representação de uma rosca interna em desenho técnico. A representação consiste na criação de uma linha mais fina que a linha de desenho onde se marca o diâmetro do fundo da rosca. Em rosca interna a linha é criada na medida nominal da rosca, isto é, maior que o diâmetro na qual a peça deverá ser furada. A interpretação da rosca interna é a mesma da externa. Tem-se a figura abaixo que mostra um furo cego com rosca interna. 41 ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial Representação de rosca interna. Arruelas: Elementos montados em conjunto com os parafusos ou porcas. Servem para proteger a superfície de contato entre a peça e a fixação. Podem também fazer a função de assegurar que a porca não solte do conjunto. Comercialmente existem três tipos básicos: Arruelas de segurança, lisas ou planas e arruelas de pressão. Arruela lisa e de segurança. Chavetas: Elemento sempre associado a uma montagem de pelo menos dois elementos, evitando o deslizamento na transmissão de forças. A principal aplicação é fixando o movimento em rodas dentadas, polias e volantes que estão presos a eixos girantes. Existem 2 tipos básicos de chaveta que são representados pela figura abaixo. Rebites: Os rebites são utilizados em uniões de chapas e perfis laminados de materiais metálicos ou não metálicos. A maior aplicação dar-se-á em estruturas metálicas, caldeiras e reservatórios. Os materiais mais comuns são: Alumínio, Aço e Latão. A classificação é de acordo com seus elementos: cabeça, corpo e contra-cabeça. 42 ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial Aplicação Alguns tipos Representação em desenho técnico de rebite. Molas: A mola é um elemento mecânico que dá impulso ou resistência ao movimento de uma peça. Existem diversos tipos de molas disponíveis no mercado, sendo as molas helicoidais a de maior aplicação. Segundo a NBR 1276/90 as molas podem ser representadas conforme a figura abaixo. Representação de molas em compressão. Em conjuntos mecânicos que contemplam molas elas devem aparecer cortadas na vista em corte, conforme figura abaixo. Representação do desenho de conjunto com mola. Rolamentos: Elementos de máquinas utilizados para realizar a transmissão de movimentos giratórios. É difícil ter sistemas mecânicos girantes que não possuem ao menos um 43 ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial rolamento. Segundo a norma ISO 8826-1/90 as representações são diferentes para cada tipo de rolamento, tornando-as de fácil diferenciação. Pinos e contra-pinos: São utilizados para fixar a posição de partes de máquinas, como manípulos e eixos. São classificados conforme o abaixo: Pino cônico (ISO 2339) Pino paralelo (ISO 2338) Pino guia entalhado (ISO 8745) Contrapinos e pinos de fenda (ISO 1234) Tabela de pinos e contrapinos. A figura abaixo mostra uma montagem de um eixo com uma bucha e um pino fixando e impedindo o movimento longitudinal e movimento giratório independente das peças. Montagem de eixo em bucha com contrapino. Polias e correias: Polias são elementos de máquinas utilizados para transmitir movimentos de rotação entre dois eixos com o auxílio de correias. 44 ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial Conjunto polia-correia Os tipos de polias são variados figura e o mais comum é o tipo “V”. Para a correta construção do modelo de uma polia devemos obedecer à medida que o fabricante exige, pois assim garante que a peça sairá dentro das medidas e terá o encaixe com a correia. Polias utilizadas comercialmente. As correias devem obedecer às regras conforme o modelo das polias. Suas medidas são normalizadas conforme o tipo utilizado. A figura abaixo mostra os tipos disponíveis. Correias para polias lisas. Existem também correias sincronizadoras que servem para fazer o movimento sincronizado nos dois eixos, são utilizadas em sistemas automatizados com controle preciso de posicionamento. A norma que controla correias e polias sincronizadoras é DIN 7721-1. Correia e polia sincronizadora. 45 ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial Engrenagens: É o elemento de máquina mais lembrado e mais utilizado para transmissão de movimentos de rotação entre dois eixos. Evita a perda de rotação por baixo atrito e podem transmitir grandes esforços, quando bem dimensionadas. Para facilitar a construção do desenho representa-se a engrenagem apenas na forma simbólica. Podem-se utilizar alguns dentes para fazer o dimensionamento. A norma que determina as simbologias é a NBR 1331/90. Suas formas variam de acordo com a aplicação e o ângulo entre os eixos de transmissão do movimento. Os tipos são: Engrenagem de dente reto Vistas normais Vistas simplificadas Engrenagem de dente helicoidal Vistas normai Vistas simplificadas 46 ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial Coroa e parafuso-sem-fim Vistas normais Vistas simplificadas Engrenagem cônica Vistas normais Vistas simplificadas 47 ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial 1.17. Recapitulando Neste capítulo vimos à importância do desenho técnico no âmbito da mecânica, desde suas normas passando pelos instrumentos de desenho, folhas, tipos de linhas, representação isométrica e ortogonal. A cotagem e a representação da tolerância dos desenhos também são de suma importância para sua interpretação correta, pois quem está lendo o desenho não poderá ter duvida. Vimos também à representação de um conjunto montado, a identificação de suas peças e a listagem das mesmas, juntos com elementos mecânicos normalizados. 48 ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial 2. MECÂNICA BÁSICA 2.1. Notação Científica Por que usamos as potências de 10; Algumas grandezas físicas são expressas por números muito pequenos ou por números muito grandes, de forma que seus valores estão distantes da realidade em que nossos sentidos estão acostumados a perceber. Você sabia que o raio do átomo de hidrogênio é igual a 0,000 000 005 cm e o número de átomos numa célula é de 2 000 000 000 000 deátomos? Também é muito incômodo e trabalhoso apresentar estes valores tanto na forma escrita como na forma oral. Para contornar estes problemas é importante usar a forma de potência de 10, usualmente chamada de Notação Científica. Como escrever os números na Notação de potência de 10; Consideremos as operações com os números abaixo: 10 x 10 = 10² = 100 10 x 10 x 10 x = 10³ = 1000 De forma análoga também podemos expressar qualquer valor numérico utilizando as potências de 10: 735 = 7,35 x 100 = 7,35 x 10² 5482 = 5,482 x 1000 = 5,482 x 10³ 0,000 025 = 2,5 ÷ 100 000 = 2,5 ÷ 105 = 2,5 x 105 Baseados nestes exemplos podem afirmar que: Qualquer número pode ser sempre expresso como o produto de um número compreendido entre 1 e 10 por uma potência de 10. Regra prática para se obter a potência de 10 adequada: a) Conta-se o número de casas que a vírgula deve ser deslocada para a esquerda; este número fornece o expoente de 10 positivo. Assim: 4 1064,5000.1064,5 4 56400 xx casas b) Conta-se o número de casas que a vírgula deve ser deslocada para a direita; este número fornece o expoente de 10 negativo. Assim: 5 103 5 00003,0 x casas 49 ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial Operações com potência de 10; Você pode perceber que seria muito complicado e trabalhoso efetuar operações com os números muito grandes, ou muito pequenos, quando escritos na forma comum. Entretanto, quando estes mesmos números são escrito na notação de potência de 10, estas operações se tornam bem mais simples, seguindo as leis estabelecidas em Álgebra, para as operações de potências: a) 0,0021 x 30 000 000 = (2,1 x 10-3) x (3 x 107) = (2,1 x 3) x (10-3 x 107) = 6,3 x 104 b) 3 8 5 8 5 1082,1 10 10 4 28,7 104 1028,7 xx x x c) 933333 10125)10(5)105( xxx Como 125 = 1,25 x 10² vem 125 x 10-9 = 1,25 x 10² x 10-9 = 1,25 x 10-7 d) 2445 10510251025105,2 xxxx Nos exemplos anteriores só apareceram às operações de multiplicação, divisão, potenciação e radiciação. Quando estivermos tratando com adição ou subtração, devemos ter cuidado de, antes de efetuar a operação, expressar os números com os quais estamos lidando na mesma potência de 10. Consideremos o exemplo a seguir: 1. 6,5 x 10³ − 3,2 x 10³ Neste caso, como os números já estão expressos na mesma potência de 10, poderá efetuar a operação diretamente, como segue: 6,5 x 10³ − 3,2 x 10³ = (6,5 − 3,2) x 10³ = 3,3 x 10³ 2. 4,23 x 107 + 1,3 x 106 Devemos, inicialmente, expressar as parcelas em uma mesma potência de 10. Para isso escrevemos a primeira parcela como uma potência de 106: 4,23 x 107 + 1,3 x 106 = 42,3 x 106 + 1,3 x 106 = = (42,3 + 1,3) x 106 = 43,6 x 106 = 4,36 x 107 O cálculo também pode ser efetuado de outra maneira, expressando o segundo termo em potência de 107. Teremos: 4,23 x 107 + 0,13 x 107 = (4,23 + 0,13) x 107 = 4,36 x 107 50 ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial 2.2. Ordem de grandeza Muitas vezes não há necessidade ou interesse em conhecer com precisão o valor da grandeza, mas apenas a potência de 10 mais próxima de seu valor. Essa potência é denomina ordem de grandeza, isto é, Ordem de grandeza de um número é a potência de 10 mais próxima deste número. Então, a ordem de grandeza e 85 é 10² porque 85 está compreendido entre 10 e 100, mas está mais próximo de 10². Da mesma forma, a ordem de grandeza de 0,00024 = 2,2 x 104 é 10-4. Assim, conhecendo a ordem e grandeza de diversas medidas, é fácil, compara-las rapidamente e sem cálculos laboriosos. Ordem de grandeza de distâncias (em cm) Ordem de grandeza de tempo (em s) Ordem de grandeza de massas (em g) 1025 – Distância à galáxia mais afastada 1015 – Tempo desde a primeira vida na Terra. 1030 – O Sol 1020 – Raio da nossa galáxia; 01 ano-luz 1010 – Vida média do plutônio; tempo de 1 ano 1020 – A Terra 1015 – Tamanho do sistema solar; distância Terra-Sol 105 – Vida média de um nêutron livre; tempo de 1 dia 1015 – Um transatlântico 1010 – Raio do Sol; 100 – Tempo de 1 segundo 1010 – 1 quilograma. 105 – Raio da Terra; Altura do monte Everst 10-5 – Tempo para vibrar uma corda de violão. 100 – 1 grama; asa de mosquito. 100 – 1 cm; espessura do fio de cabelo 10-10 – Tempo médio de excitação de um átomo antes de emitir luz 10-10 – Gota de óleo no atomizador. 10-5 – Comprimento de onda da luz 10-15 – Tempo para o elétron girar em torno do próton no átomo de H. 10-20 – Átomo de urânio 10-10 – Diâmetro do núcleo do átomo de urânio. 10-20 – Tempo para um próton girar dentro do núcleo 10-30 – Próton, elétron Exercícios a. Escrever os números abaixo na forma de potência de 10: I. 0,000 0245 = II. 567,34 = III. 8 7000 000 = IV. 0,000 000 0608 = 51 ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial b. Efetuar as operações usando a forma de potencia de 10. I. 67 800 + 2 345 = II. 0,263 + 56,3 = III. 0,000 3435 ÷ 0,000 006 47 = IV. 128 654,74 – 322,14 = V. 15 648 × 657 90 000 = 2.3. Grandezas do Sistema Internacional de Unidades Nem sempre as unidades de medida de comprimento e massa de um corpo foram as mesmas em todo o mundo. Até meados do século XX eram usadas diferentes unidades de medida ou padrão e, por isso, as relações comerciais e as trocas de informações científicas entre os países se tornavam muito difíceis. Para resolver os problemas oriundos deste fato, foram criados padrões internacionais. Surgiu, assim, o Sistema Internacional de Unidades (SI). O SI estabelece sete unidades de base, cada uma delas corresponde a uma grandeza. GRANDEZA UNIDADE SÍMBOLO Comprimento metro m Massa quilograma kg Tempo segundo s Intensidade de corrente elétrica ampére A Temperatura dinâmica kelvin K Quantidade de matéria mol mol Intensidade lumionosa candela cd O SI é também denominado MKS, em que as letras M, K e S correspondem às inicias das unidades de comprimento (m), massa (kg) e tempo (s). Observe a seguir algumas regras para a escrita das unidades: a) Quando escritas por extenso, as inicias das unidades devem ser sempre minúsculas, mesmo que sejam nomes de pessoas: metro, newton, quilometro, pascal etc.] b) A unidade de temperatura da escala Celsius, o grau Celsius, é a única exceção à regra. Nesse caso, utilizamos a letra maiúscula. c) Os símbolos representativos das unidades também são letras minúsculas. Entretanto, serão maiúsculas quando estiver se referindo a nome de pessoas: ampére (A), newton (N), pascal (P) e metro (m). d) Os símbolos não se flexionam quando escrito no plural. Assim, para indicarmos 10 newton, por exemplo, usamos a 10N. 2.4. Unidades de Engenharia Existem algumas unidades que não pertencem ao SI, mas que são largamente empregadas para quantificar os processos produtivos industriais. 52 ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial Variável Unidade Temperatura ºC, ºf Pressão Kgf/cm², bar, psi, mmH2O Vazão m³/h, l/h, m³/min, l/min Volume l, dm³, cm³ Tempo h, min Massa t, g, mg Unidades de engenharia de pressão de kgf/cm2 atm psi ca kPa mm ca bar kgf/cm2 1 0,9678 14,223 394,70 98,0665 9996,59 0,9806 atm 1,0332 1 14,696 406,78 101,325 10328,75 1,0133 psi 0,0703 0,0680 1 27,68 6,8948 702,83 0,0689 ca 0,0025 0,0024 0,036 1 0,2491 25,39 0,0025 kPa 0,0102 0,0099 0,145 4,02 1 101,94 0,0100 mm ca 0,0001 0,0001 0,0014 0,04 0,0098 1 0,0001 Bar 1,0797 0,9869 14,503 402,46 100,000 10193,68 1 2.5. Múltiplos(2003). Atua como consultor técnico especializado em metrologia e estatística e é instrutor na Escola de Educação Profissional SENAI Plínio Gilberto Kroeff. Adriano Menezes da Silva O autor e organizador é formado em Engenharia Mecânica pela UNISINOS em 2011. É instrutor de nível técnico do curso Técnico de Mecânica na Escola de Educação Profissional SENAI Plínio Gilberto Kroeff. 152 SENAI/CETEMP - Técnico em Automação Industrial ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SENAI – PLÍNIO GILBERTO KROEFF CONTEÚDOS FORMATIVOS Manual Fundamentos da Mecânica Desenho (32 horas – 8 encontros) Mecânica básica (24 horas – 6 encontros) Metrologia (16 horas – 4 encontros) Elementos de Máquina (28 horas – 7 encontros) Desenho Aula 1 – Formato de papel; Representação gráfica bidimensional e tridimensional; Aula 2 – Perspectiva e projeções ortogonais; Partes do manipulador robótico pneumático (Base, Corpo, Lança e Órgão terminal) Aula 3 – Cotagem e tolerância (geométrica, ajuste, rugosidade); cilindro pneumático Aula 4 – Escala e simbologia; Aula 5 – Cortes e seções; (cilindro e válvula pneumáticos) Aula 6 – Normas aplicadas ao desenho técnico; (Órgão terminal – Garra) Aula 7 – Desenhos de conjunto; Montagem do manipulador Aula 8 – Atividades avaliativas. Desenho completo do manipulador Mecânica Básica Aula 9 – Grandezas físicas e unidades de medidas; Aula 10 – Mecânica dos fluidos (vazão, velocidade, escoamento, número de Reynolds); Aplicada à pneumática – manipulador Aula 11 – Lei geral dos gases; Aplicada à pneumática – manipulador Aula 12 – Bernoulli e Equação de Blaise Pascal; Aplicada à pneumática – manipulador Aula 14 – Instrumentos de medição (Manômetro, Tubo de Pitot, Viscosímetro); Aplicado ao manipulador Aula 13 – Atividades avaliativas. Metrologia Aula 15 – Medição com paquímetro; Aplicado à fabricação das peças do braço Aula 16 – Micrômetro, goniômetro; Aplicado à fabricação das peças do braço Aula 17 – Relógio comparador, Tolerância dimensional; Aplicado à fabricação das peças do braço Aula 18 – Atividades avaliativas. Elementos de Máquina Aula 19 – Roscas, parafusos, porcas, arruelas, pinos, travas/anéis elásticos; Aula 20 – Eixos, Árvores e Guias; Aplicado à fabricação das peças do manipulador Aula 21– Rolamentos e mancais; Aplicado à fabricação das peças do manipulador Aula 22 – Engrenagens e sistemas de transmissão; Aplicado à fabricação das peças do manipulador Aula 23 – Acoplamentos; Aplicado à fabricação das peças do manipulador Aula 24 – Conjuntos Mecânicos; Aplicado à fabricação das peças do manipulador Aula 25 – Atividades avaliativas.