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ENGENHARIA DE PRODUÇÃO Disc.: Gerência de Manutenção Prof. Jorge Marques Aula 7 Técnicas de Manutenção Recuperação e montagens de uniões por Parafusos.

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1 ENGENHARIA DE PRODUÇÃO Disc.: Gerência de Manutenção Prof. Jorge Marques Aula 7 Técnicas de Manutenção Recuperação e montagens de uniões por Parafusos e Rebites Referências Telecurso 2000 – Manutenção. Apostila Senai SCAPIN, Carlos Alberto. Análise sistêmica de falhas

2 Parafusos 2 Cisalhamento Tração

3 Pré carregamento dos parafusos Na união por parafuso, a força de pre-carregamento tem a finalidade de aumentar o atrito entre as partes, permitido fixação e melhoria da resistência à carga externa de cisalhamento 3

4 Cisalhamento de parafusos e rebites uniões por contato:uniões por atrito:

5 Pré carregamento dos parafusos Uma regra prática do precarregamento nos parafusos que exigem nível de segurança elevado é aplicar uma tensão de precarregamento σ i entre 75% e 90% do limite de escoamento do material parafuso. σ i = 0,75 a 0,9. σ esc. F i = σ i. A t A t = área da seção de tração do parafuso. Esta área é aproximadamente a 0,75 a área do diâmetro nominal da rosca. 5

6 Pré carregamento dos parafusos 0,75σ esc.. 0,75πd 2 /4 < F i < 0,9σ esc.. 0,75πd 2 /4 0,44. σ esc.. d 2 < F i < 0,53. σ esc.. d 2 O torque necessário é: T = K. d. F i K é uma constante que depende das características da e do atrito na rosca e na cabeça do parafuso. Para a maioria das aplicações, podemos utilizar K = 0,2. 6

7 Pré carregamento dos parafusos Assim, ficamos com: T = 0,2. d. F i Mas, para calcular F i precisamos da σ esc... 7

8 Classes de Resistências 8 Fonte: SHIGLEY, 1986

9 9 Classes de Resistências

10 10 Classes de Resistências No sistema métrico (ISO) as classes são expressas no formato X.Y, onde: X = indica a resistência mínima de tração, em 100MPa..Y = indica o limite de escoamento como % de X Exemplo: Classe Resis. M í n. tra ç ão = 800MPa = 800 N/mm ² = 80 Kgf/mm ².8 Lim. escoamento = 80% da tra ç ão = 640 Classe N/mm ² m í nimo de resistência a tra ç ão.9 90% da tra ç ão = limite de escoamento de 900 N/ mm ² Classe N/mm ² m í nimo de resistência a tra ç ão.9 90% da tra ç ão = limite de escoamento de 1080 N/ mm ²

11 Classes de Resistências 11

12 Montagem por parafusamento Tipos especificados de aperto Especificação por torção Especificado por fração de volta Especificação pela variação do comprimento do parafuso 12

13 Tipos especificados de aperto Especificação por torção (torque) em, Kg.cm, lb.pé, N.m ou Kg.m. É importante verificar se a torção é dada para parafusos seco ou lubrificado. Em caso da falta de especificação do lubrificante, usar graxa com bissulfeto de molibidênio (molikote G). 13

14 Tipos especificados de aperto Especificado por fração de volta – isto é, encosta-se o parafuso até eliminar a folga e dá-se mais uma fração de volta, por exemplo 90 ou 120º, conforme especificação do fabricante. 14

15 Tipos especificados de aperto Especificação pela medição do comprimento que aumenta com o aperto – para isso a cabeça e a ponta devem Ter bom acabamento. Mede-se o parafuso antes de colocá-lo e aperta até atingir o comprimento especificado pelo fabricante ou, na falta deste, usar 0,2% do comprimento. 15

16 16 78 Sequência de aperto

17 Mecanismos de trava de parafusos 17 Cupilha Contra-porca Arruela de pressão Arruela dentada

18 Falhas em uniões por parafuso Desmontagem Muitos conjuntos são fixados por parafusos. Dependendo do tempo em que tal conjunto esteve montado, pode ocorrer que os parafusos estejam fixados muito firmemente, quer por soldagem por difusão originada por aperto excessivo na montagem ou ainda por problemas devidos a oxidação do conjunto. 18

19 Falhas em uniões por parafuso Desmontagem A remoção deve ser realizada usando o torquímetro, para evitar o rompimento do parafuso por torque excessivo na remoção. Não dispondo de torquímetro, utilizar as chaves de boca, sem fazer uso de prolongadores, uma vez que o comprimento do braço da chave já está dimensionado para um determinado torque. 19

20 Falhas típicas em uniões por parafusos 20

21 Falhas típicas em uniões por parafusos 21

22 O problema do parafuso quebrado no bloco Desmontagem Para extrair a parte restante improvisa-se um alojamento para chave de boca fixa; ou usa-se extrator apropriado para casos em que a quebra tenha se dado no mesmo plano que a superfície da peça. O extrator é constituído de aço liga especial e possui uma rosca dente de serra, múltipla, cônica e à esquerda. É encontrado em jogos para vários diâmetros diferentes. 22

23 Extração da parte parafuso quebrado no bloco 23 Extratores

24 Extração da parte parafuso quebrado no bloco Desmontagem Caso ainda se tenha resistência elevada à remoção, deve-se tomar outras medidas, tais como lubrificar a região do acoplamento e percutir levemente o parafuso, o que facilita a penetração do lubrificante. Em condições extremas e havendo condições favoráveis da peça, poderá ser efetuado um aquecimento não muito elevado na região onde o parafuso estiver fixado. 24

25 Recuperação da rosca interna danificada Há algumas maneiras de se consertar uma rosca avariada. A melhor geralmente é a colocação de um inserto. Quando a parede for suficiente, o furo deve ser alargado e roscado. Em seguida, coloca-se no furo um pino roscado, que deve ser faceado e fixado por meio de solda ou chaveta. A última operação é refurá-lo e roscá-lo com a medida original. 25

26 Recuperação de rosca interna danificada Outro modo, mais recomendável, é fazer insertos na rosca, ou seja, adicionar na rosca elementos de fixação existentes no mercado. Dentre os insertos conhecidos temos o tipo Kelox e o tipo Heli-coil. Um outro modo ainda, para cargas leves, é utilizar resinas anaeróbicas aplicadas em travas químicas. 26

27 Heli-coil O Heli-coil é uma espiral de arame de alta resistência com a forma romboidal. Nesse caso é preciso, também, repassar o furo danificado com outra broca e rosqueá-lo com macho fornecido pela própria Heli- coil. A seguir rosqueia-se o inserto com ferramenta especial. 27

28 Heli-coil 28

29 Recuperação de rosca interna danificada Recuperação com trava química. 29

30 Outras falhas em uniões por parafusos ou rebites 30 a)Cisalhamento do rebite; b)Flexão do rebite e/ou das peças unidas; c)Ruptura por tração nas peças;

31 Falhas em uniões por parafusos ou rebites 31 d)Esmagamento por compressão do rebite sobre as peças ou das peças sobre o rebite e)Corte por cisalhamento da bainha (ou borda) da peça f)Rasgão por cisalhamento da bainha.

32 Falhas em uniões por parafusos ou rebites 32

33 Falhas em uniões por parafusos ou rebites 33

34 Uniões rebitadas 34 Desmontagem Quando a fixação é feita por rebites, os elementos são presos sob pressão e os rebites tracionados. Seu desmonte deve ser feito da seguinte forma: Serrar ou esmerilhar a cabeça do rebite, Furar o centro do rebite, para com isso aliviar as pressões laterais deste com as paredes dos componentes. Puncionar bem no centro do rebite, utilizando um punção curto e de diâmetro próximo ao do rebite.

35 Uniões rebitadas 35 Desmontagem

36 Uniões rebitadas 36 Seleção do rebite para a montagem - comprimento rebites de cabeça redonda ou cilíndrica rebites de cabeça escareada Onde: L = comprimento útil do rebite; d = diâmetro do rebite; S = soma das espessuras das chapas

37 Uniões rebitadas 37 Seleção do rebite - diâmetro A prática recomenda que se considere a chapa de menor espessura (S) e se multiplique esse valor por 1,5 para determinar o diâmetro do rebite. Em recuperações, esta relação nem sempre é possível. Diâmetro do furo (dF) deve ser 1,06 vezes o diâmetro do rebite (dR)

38 Uniões rebitadas 38 Montagem pelo processo manual Após alojar o rebite é preciso comprimir as duas superfícies metálicas a serem unidas, com o auxílio de duas ferramentas: o contra-estampo, que fica sob as chapas, e o repuxador, que é uma peça de aço com furo interno, no qual é introduzida a ponta saliente do rebite.

39 Uniões rebitadas 39 Montagem Depois, pré-formar a cabeça com auxílio de um martelo de bola e, com o auxílio do estampo, conformar a cabeça no seu formato final.

40 Defeitos em rebitagens 40 Furos fora do eixo, formando degraus - Nesse caso, o corpo rebitado preenche o vão e assume uma forma de rebaixo, formando uma incisão ou corte, o que diminui a resistência do corpo. Chapas mal encostadas - Nesse caso, o corpo do rebite preenche o vão existente entre as chapas, encunhando- se entre elas. Isso produz um engrossamento da secção do corpo do rebite, reduzindo sua resistência.

41 Defeitos em rebitagens 41 Diâmetro do furo muito maior em relação ao diâmetro do rebite. O rebatimento não é suficiente para preencher a folga do furo. Isso faz o rebite assumir um eixo inclinado. Aquecimento excessivo do rebite. Quando isso ocorre, o material do rebite terá suas características físicas alteradas, pois após esfriar, o rebite contrai-se e então a folga aumenta. Se a folga aumentar, ocorrerá o deslizamento das chapas.

42 Defeitos em rebitagens 42 Rebitagem descentralizada - Nesse caso, a segunda cabeça fica fora do eixo em relação ao corpo e à primeira cabeça do rebite e, com isso, perde sua capacidade de apertar as chapas. O comprimento do corpo do rebite é pequeno em relação à espessura da chapa - Nessa situação, o material disponível para rebitar a segunda cabeça não é suficiente e ela fica incompleta, com uma superfície plana.


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