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Curso Superior de Tecnologia em - Refrigeração,
Ventilação e Ar condicionado
Disciplina: ELEMENTOS DE MÁQUINAS
Professor Me. Claudemir Claudino Alves
ELEMENTOS DE MÁQUINAS
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Aula 03 – PARAFUSOS E TIRANTES
PARAFUSOS
- Entre os elementos de união desmontáveis, os
parafusos são os mais utilizados, pelo custo reduzido e
fácil aplicação;
- Os parafusos podem ser de fixação ou de movimento.
Os parafusos de movimento são usados na transmissão
de forças. As roscas têm formato trapezoidal, quadrado
ou de dente de serra.
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Aula 03 – PARAFUSOS E TIRANTES
Características dos parafusos de fixação.
O parafuso de fixação pode ser dividido em três partes:
cabeça, corpo e rosca, conforme indicado na figura
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Aula 03 – PARAFUSOS E TIRANTES
A figura a seguir mostra esquematicamente diversas
formas de cabeça de parafusos.
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Aula 03 – PARAFUSOS E TIRANTES
A rosca normalmente é de perfil triangular, com ângulo de
60° ou 55°, dimensões em milímetros (rosca métrica) ou
em polegadas (rosca UNC e rosca Whitworth). As
dimensões principais podem ser observadas na figura a
seguir.
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Aula 03 – PARAFUSOS E TIRANTES
- Define-se o passo de uma rosca (p) como a distância
entre dois filetes consecutivos, medida paralelamente ao
eixo.
- Avanço é a distância que a porca percorre paralelamen-
te ao eixo da rosca, quando gira uma volta. Exemplo: em
uma rosca de três entradas, o avanço é equivalente a
três vezes o passo.
- A rosca pode ser grossa, média e fina. A rosca de uso
corrente é a grossa, que não é recomendada em aplica-
ções em que haja vibrações.
- A rosca fina, muito usada na indústria automobilística, é
a mais indicada para
suportar vibrações.
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- A designação da rosca métrica é feita pela letra M
(maiúscula), seguida pelos números indicativos do
diâmetro nominal (diâmetro externo) e do passo, em milí-
metros, separados pelo sinal “×”.
Exemplo: rosca M10 × 1,25.
Na designação da rosca de passo normal pode ser
suprimida a informação referente ao passo. Exemplo:
rosca M10.
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Aula 03 – PARAFUSOS E TIRANTES
Classes de resistência de parafusos Sistema de designação
Os símbolos são formados por dois algarismos
separados por um ponto (x.x).
a) O primeiro algarismo indica 1/100 da resistência à
tração nominal (Rm) em MPa.
b) O segundo algarismo indica 10 vezes a relação entre o
escoamento nominal (Re) e a resistência à tração
nominal (Rm).
Por exemplo, em um parafuso com classe de resistência
5.6, temos:
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Aula 03 – PARAFUSOS E TIRANTES
Esses símbolos com dois algarismos separados pelo
ponto, normalmente, vêm marcados nos parafusos e são
utilizados quando é necessária a certificação de suas
propriedades mecânicas. A figura a seguir mostra
esquematicamente sua localização.
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Fixação por atrito As fixações por atrito são dimensionadas em função da
força axial de compressão (Fa) entre as peças, originada
pelo torque de aperto dado no parafuso.
Este, quando solicitado, desenvolve uma força de atrito
(Fat) que mantém as partes unidas.
Nas tabelas a seguir constam os valores de torque, força
de aperto e diâmetro dos parafusos cuja classe de
resistência é respectivamente 5.6 e 8.8.
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Exemplo Determinar o diâmetro do parafuso para suportar a carga
de 5 kN, somente por atrito, para o carregamento
indicado na figura a seguir.
Dados: Q = 5 kN; μ = 0,15; parafuso de classe 8.8
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Se considerarmos o coeficiente de segurança, conforme
o tipo de solicitação, o diâmetro do parafuso ficaria muito
grande e inviável para a aplicação.
A solução mais adequada seria a utilização de mais
parafusos, ou fazer o parafuso trabalhar sujeito a
cisalhamento. Como sabemos, os parafusos devem estar
sujeitos apenas a esforços de tração. O parafuso, porém,
pode estar sujeito a cisalhamento se for colocado sem
folga no furo das peças, de modo que a parte roscada
não esteja na região sujeita a cisalhamento, como mostra
a figura a seguir.
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Observe que se obtém uma solução com o diâmetro menor,
mesmo levando em conta o coeficiente de segurança.
Existem outras soluções que podem ser adotadas caso os
esforços sejam de cisalhamento. As técnicas consistem em
descarregar o esforço cortante em outros elementos, tais
como: pinos, chavetas, buchas, ressaltos etc. Algumas
dessas técnicas são esquematicamente mostradas na figura
a seguir.
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Furos de passagem de parafusos
- Furos de passagem de parafusos, se realizados conforme
recomendação normativa, não exigem a utilização de
arruelas (lisas ou de pressão), exceto quando os elementos
estão sujeitos a vibrações. Nesse caso, usaremos arruelas
de pressão.
- A arruela lisa deve ser utilizada se o diâmetro do furo de
passagem for superior ao estipulado por norma, ou em furos
do tipo oblongo.
Algumas montagens são mostradas na figura a seguir.
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Os tipos e dimensões de parafusos, porcas e arruelas de pressão e lisas encontram-se tabelados pela norma ABNT, ou em livros, catálogos de fabricantes, manuais etc.
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Para parafusos de rosca métrica, a tabela a seguir fornece
os valores do diâmetro do furo de passagem.
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(1) Os furos de passagem da série fina devem ter um escareamen-to na área correspondente à concordância entre a cabeça e o corpo do parafuso.
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As dimensões d e D são indicadas na figura a seguir.
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Parafusos para vasos de pressão.
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A força (Fe) devido a pressão interna aplicada em
cada parafuso deve ser a igual a força total aplicada
na tampa (Ft) pela pressão, dividida pelo número de
parafusos (z).
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O número de parafusos depende do projeto. Uma
regra para flanges e vasos de pressão é que a
distância entre dois parafusos de ser no máximo
120mm.
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TIRANTES
Desmontagem
Em geral, uma maquina ou equipamento industrial
corretamente funcionando nas condições especificadas
pelo fabricante e recebendo cuidados periódicos do
serviço de manutenção preventiva é capaz de trabalhar,
sem problemas, por muitos anos.
Entretanto, quando algum dos componentes falha, seja
por descuido na operação, seja por deficiência na
manutenção, é necessário identificar o defeito e eliminar
suas causas.
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No caso de máquinas mais simples, é relativamente fácil
identificar o problemas e providenciar sua eliminação,
porem, quando se trata de maquinas mais complexas, a
identificação do problema e sua remoção exigem, do
mecânico, a adoção de procedimentos sequenciais bem
distintos.
O primeiro fato a ser considerado é que não se deve
desmontar uma maquina antes da analise dos
problemas. A analise, como já foi visto em aulas
anteriores, deve ser baseada no relatório do operador,
no exame da ficha de manutenção da maquina e na
realização de testes envolvendo os instrumentos de
controle.
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Atividades Pós-Desmontagens
Após a desmontagem, a lavagem, o secamento e a
separação das peças em lotes, deve-se dar inicio a
correção das falhas ou defeitos.
As atividades de correção mais comuns são:
Confecção de peças
Substituição de elementos mecânicos
Substituição de elementos de fixação
Rasqueteamento
Recuperação de roscas
Correção de erros de projetos
Recuperação de chavetas
Etc.
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Tensão Admissível
A tensão admissível é a tensão ideal de trabalho para o
material nas circunstâncias apresentadas. Geralmente, esta
tensão deverá ser mantida na região de deformação elástica
do material.
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