AULA 1: INTRODUÇÃO Universidade Federal de Goiás

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1 AULA 1: INTRODUÇÃO Universidade Federal de Goiás
Escola de Engenharia Elétrica e de Computação Disciplina:Elementos de Máquinas 1 Prof.: Ricardo Humberto de Oliveira Filho AULA 1: INTRODUÇÃO

2 INTRODUÇÃO Um novo projeto de máquina aparece sempre para satisfazer uma necessidade. Surge da idealização de alguém transformado em um mecanismo que se destina a executar uma tarefa qualquer. A partir dai segue-se o estudo detalhado de suas partes, a forma como serão montadas, tamanho e localização das partes tais como engrenagens, parafusos, molas, cames, etc. Este processo passa por várias revisões onde melhores idéias substituem as iniciais até que se escolhe a que parece melhor. Os elementos de máquinas podem ser classificados em grupos conforme sua função. Dentre os vários elementos de máquinas existentes, podemos citar alguns:

3 INTRODUÇÃO

4 PROJETO São algumas características ou considerações que influenciam o projeto de um elemento. Em geral, nem todos os fatores são levados em conta em um determinado projeto. A seguir uma lista de fatores que quase sempre são considerados nos projetos de elementos de máquinas:

5 PROJETO Como se pode ver acima, a escolha e o dimensionamento dos elementos de máquinas exige do projetista alguns conhecimentos básicos: Conhecimentos de resistência dos materiais e dos conceitos de mecânica aplicada para poder analisar corretamente os esforços que agem sobre as peças e determinar sua forma e dimensões para que sejam suficientemente fortes e rígidas. b) Conhecer as propriedades dos materiais através de estudos e pesquisas. c) Ter bom senso para decidir quando deve usar valores de catálogos ou uma determinada fórmula empírica ou se deve aplicar a teoria mais profunda; d) Senso prático; e) Ter cuidado com a parte econômica do projeto; f) Conhecer os processos de fabricação.

6 DIMENSIONAMENTO Por dimensionamento entende-se a determinação das dimensões de um elemento de máquina de tal forma que ele possa resistir às solicitações durante o trabalho. Para tanto, é necessário o conhecimento dos fundamentos da Resistência dos Materiais e das propriedades dos Materiais.

7 ELEMENTOS DE FIXAÇÃO A união de uma peça à outra tem como função limitar o movimento relativo das duas peças adjacentes. Várias são as soluções disponíveis para executar esta união. A escolha depende de uma série de fatores tais como: a necessidade ou não de desfazer a união periodicamente; o grau de imobilização; a resistência mecânica; espaço disponível; dentre outros.

8 ELEMENTOS DE FIXAÇÃO Para projetar um conjunto mecânico é preciso escolher o elemento de fixação adequado ao tipo de peças que irão ser unidas ou fixadas. Elementos de fixação fracos e mal planejados poderá inutilizar toda a máquina. O bom planejamento evitará também concentração de tensão nas peças fixadas. Essas tensões causam rupturas nas peças por fadiga do material.

9 TIPOS DE UNIÕES Na mecânica é muito comum a necessidade de unir peças como chapas, perfis e barras. Qualquer construção, por mais simples que seja, exige união de peças entre si. Para tanto, exige-se elementos próprios que proporcione a união, os quais denominaremos aqui de elementos de fixação1. Os elementos de fixação mais usados são: rebites, pinos, cavilhas, parafusos, porcas, arruelas, anéis elásticos e chavetas.

10 TIPOS DE UNIÕES • Quanto ao movimento relativo entre as partes unidas:
– Móveis: Uma união é móvel quando somente alguns deslocamentos são evitados. Exemplo: o uso de dobradiças permite que a porta se movimente, rotação, sem que deixe de estar unida à estrutura do automóvel.

11 TIPOS DE UNIÕES – Permanente: Uma união é permanente ou rígida quando impede totalmente o deslocamento relativo das peças assegurando uma determinada posição entre elas independente da intensidade das solicitações externas. Exemplo: união por meio de solda das partes da carroceria do automóvel.

12 TIPOS DE UNIÕES – Elásticas: Uma união é dita elástica quando existe entre as peças unidas um elemento elástico (borracha, elastômero ou mola) que permite um deslocamento limitado entre as peças unidas. A amplitude deste deslocamento depende da solicitação externa. Exemplo: a união do eixo das rodas à carroceria do carro.

13 TIPOS DE UNIÕES • Quanto a facilidade de separação das partes:
–Provisórias ou desmontáveis: Quando permitem a desmontagem e montagem com facilidade sem danificar as peças componentes. – Permanentes: Quando a separação das peças é impossível ou se para ser feita for necessário a danificação de alguma delas.

14 REBITES O que é: O rebite possui corpo cilíndrico e cabeça, sendo fabricado em aço (comum, inox, etc), alumínio, cobre ou latão. É usado para fixação permanente de duas ou mais peças. Emprego: Em geral, seu emprego está em situações onde não é possível usar solda por um ou mais motivos: tipo de material, não admissão de tensões provenientes da solda, facilidade do processo de fabricação, etc. Na indústria aplica-se principalmente em: estruturas metálicas, reservatórios, caldeiras, máquinas, navios, aviões, veículos de transporte e treliças. Tipos: Os tipos de pino são divididos pelo formato da cabeça. Pelos desenhos dos pinos abaixo, podemos perceber que há uma relação padronizada entre diâmetro (d) do corpo e da cabeça.

15 REBITES

16 REBITES Para o uso de rebites, deve-se saber quatro especificações:
Material; Tipo de cabeça; Diâmetro do corpo; Comprimento útil (é o comprimento do corpo - L, menos a sobra necessária - Z, que é o comprimento restante necessário para formar a outra cabeça do rebite).

17 REBITES Rebites especiais: São indicados quando não existe a possibilidade de acesso a um dos lados da união. Rebites de expansão:

18 REBITES Rebite de repuxo: Conhecido por rebite ”POP” é empregado para fixar peças com rapidez, economia e simplicidade. Além disso, permite a fixação mesmo quando não se tem acesso ao outro lado.

19 REBITES Juntas sobrepostas Junta sobreposta com 1 fileira

20 REBITES Juntas sobrepostas Junta sobreposta com 2 fileiras

21 REBITES Junta de topo Junta de topo com cobre-junta simples

22 REBITES Junta de topo Junta de topo com cobre-junta duplo

23 REBITES

24 PINOS Pinos são elementos cilíndricos/cônicos geralmente de aço e que une peças articuladas. Nesse tipo de união as peças formam uma junção móvel, permitindo conjuntos que se articulam entre si. Na indústria aplica-se principalmente em: braços articulados (guindastes, etc), portas, entre outros.

25 PINOS

26 CAVILHAS Peça cilíndrica cuja superfície externa recebe três entalhes que formam ressaltos. A forma e o comprimento dos entalhes determinam os tipos de cavilha. Sua fixação é feita diretamente no furo aberto por broca, dispensando-se o acabamento e a precisão do furo alargado.

27 CAVILHAS

28 CONTRA PINO OU CUPILHA O contrapino ou cupilha é uma haste ou arame com forma semelhante à de um meiocilindro, dobrado de modo a fazer uma cabeça circular e tem duas pernas desiguais. Introduz-se o contrapino ou cupilha num furo na extremidade de um pino ou parafuso com porca castelo. As pernas do contrapino são viradas para trás e, assim, impedem a saída do pino ou da porca durante vibrações das peças fixadas.

29 ANÉIS ELÁTICOS O anel elástico, conhecido também como anel de trava, retenção ou segurança, é uma espécie de arruela incompleta, cuja abertura serve para que seja encaixada em um ressalto num eixo. É usado para impedir o deslocamento axial de eixos, e também, para posicionar ou limitar o curso de uma peça que desliza sobre um eixo. Anéis para eixos: Anéis para furos

30 ANÉIS ELÁTICOS É necessário utilizar alicates especiais para montagem e desmontagem de alguns tipos de anéis elásticos: