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Vedação de Máquinas
Elementos de Máquinas
Desenvolvedores
Michael Felipe do Nascimento
Pedro Fortes Barros
Evenilson Tavares Vieira Fedélis
Júlio Cesar Euzébio da Silva
Frank Henrique Soares
Introdução
O segmento de vedações industriais é de extrema importância para o
correto funcionamento dos equipamentos e das instalações de diversas
espécies. São variados os tipos de artefatos que compõem este segmento,
sendo que algumas empresas especializaram-se na fabricação e distribuição
destes artefatos, pois são indispensáveis em qualquer indústria, sobretudo,
aquelas que utilizam equipamentos e instalações hidráulicas ou pneumáticas
em seus sistemas produtivos.
Conceito de Vedação
Vedação é o processo usado para impedir a passagem, de maneira estática ou
dinâmica, de líquidos, gases e sólidos particulados (pó) de um meio para outro.
Anel Raspador
Anel moldado em Poliuretano ou Borracha.
Constitui-se de lábio de raspagem e seção para montagem com ou sem anel metálico (carcaça).
Proteção e remoção através de raspagem de poeira, partículas abrasivas e outras impurezas das
superfícies a serem vedadas.
Não são propriamente um elemento de vedação — embora possam desempenhar também uma
ação de selagem — mas sim artefatos de proteção ao sistema de vedação.
O perfil sem chapa requer um alojamento com assento frontal e inferior para permitir a
montagem
O perfil com chapa não requer alojamento com assento frontal e tem melhor eficiência.
Devem trabalhar a uma temperatura entre -50°C mín. e 110°C máx.
Anel Raspador
Anel de Vedação O’ring
Possuem seção “W” circular e formato anelar.
Ação vedante estática ou dinâmica quando são
comprimidos por entre duas superfícies, bloqueando
a passagem entre dois meios.
possuem excelente capacidade vedação em
sistemas dinâmicos hidráulicos ou pneumáticos com
pequenos cursos e diâmetros, pressões e
velocidades médias.
Anel de Vedação O’ring
As vedações com O'ring geralmente são divididas em dois grupo:
Vedações Estáticas: nas quais não existe movimento relativo entre as superfícies;
Vedações Dinâmicas: que devem funcionar entre peças cujas superfícies têm
movimento relativo entre si, tal como a vedação de pistões de cilindros hidráulicos.
Dos dois tipos, a vedação dinâmica é a mais difícil, e requer seleção de material e projeto
mais cuidadoso. O tipo mais comum de equipamento utilizando O'ring como vedantes em
aplicações dinâmicas são os de movimento recíproco como os cilindros hidráulicos e
peças similares.
Anel de Vedação O’ring
Anel Anti-Extrusão (Backup)
Produzidos de borracha nitrílica de alta dureza.
Usados para reduzir a folga diametral do lado da baixa pressão da vedação com O'ring.
São moldados em um círculo contínuo, e podem ser facilmente esticados para a
montagem.
São uniformes tanto em dimensões quanto em material e auxiliam promovendo a boa
lubrificação do O´ring.
Portanto um O´ring e um Backup combinados vedarão com pressões muito mais altas
que um O´ring sozinho.
Exemplos de Utilização de Backups
1 - Vedação sem pressão
2 - Vedações com pressão admissível
3 - Vedações acima da pressão admissível (causa extrusão no anel)
4 - Uso do Backup para altas pressões.
5 - Sempre que possível utilizar (2) dois backups, um de cada lado do O´ring.
Anel Anti-Extrusão (Backup)
Anel de Teflon
Produzidos de PTFE (Politetrafluoretileno) com ou sem carga.
Para que possamos manter a tolerância mais fechada, todos os anéis de Teflon são
usinados, conforme especificações.
Podem ser aplicados unicamente em um alojamento ou juntamente com um anel “O” ou
com uma arruela de borracha.
Eles são excelente em aplicações em sistemas a cujos fluidos as borrachas não resistam,
em sistemas que não tenham lubrificação, baixas rotações e aplicações oscilatórias, por
causa da sua qualidade de auto lubrificação.
Podem ser produzidos para todos os tipos e tamanhos de alojamentos, onde for
necessário.
Anel de Teflon
Coxins
São elementos de absorção de vibrações e de impactos em sistemas mecânicos,
assegurando a estabilidade e regularidade das operações das máquinas, equipamentos
e suporte de seu peso.
São aplicados em motores de baixa, média e alta rotação, balanças, ventiladores,
aparelhos de ar- condicionado, microcomputadores e outros.
Utilizam-se também em veículos e equipamentos pesados e de movimentação, tais
como, tratores, empilhadeiras, pontes transportadoras e equipamentos de produção,
injetoras e prensas.
Coxins
Gaxetas
São elementos vedantes que permitem ajustes à medida que a eficácia da vedação vai
diminuindo.
São vedadores indicados geralmente para sistemas onde ocorrem movimentos
alternativos, mas podem ser utilizados também em sistemas estáticos(parado),
hidráulicos ou pneumáticos, para velocidades menores ou iguais a 0,5 m/s(Abertura da
Haste), para baixas pressões a moderadas (até aproximadamente 100 Kg/cm²).
Para sistemas de pressões mais elevadas (de 100 a 350 Kg/cm²), pode ocorrer, entre
outros diagnósticos, uma extrusão de material (arranchamento do material), por isso
deve verificar as características do material utilizado na gaxeta, nas dimensões do
alojamento ou ainda a utilização de dispositivos auxiliares como arruelas antiextrusão,
reforços na base da seção da gaxeta ou material mais duro.
Gaxetas
Nos sistemas de baixa pressão ou pressão negativa (vácuo), pode-se utilizar de outro(s)
dispositivo(s) auxiliar(es), por exemplo, um anel ou cordão tencionador (Expansor
Nitrílico).
No sistema Hidráulico as Gaxeta tem função de Vedar a passagem do Fluido Hidráulico.
Como as gaxetas trabalham em contato com o fluído a ser vedado, que geralmente é
um lubrificante, surgem poucos problemas de desgaste por atrito. Caso ocorra desgaste
devido a pressões altas, pode-se utilizar dispositivos tais como calços sob a base da
gaxeta, os quais reduzem a folga diametral, diminuindo a ação da pressão.
Cuidados na Instalação das Gaxetas
As gaxetas de modo geral não requerem cuidados especiais para seu ajustamento, mas,
quanto à montagem, deve-se verificar toda extensão da área de contato entre a(s)
aresta(s) de vedação e a(s) área(s) a serem vedadas.
Verifique-se também o alojamento, estes itens deverão estar isentos de riscos,
amassamento, rebarbas ou qualquer outra irregularidade que possa provocar danos na
gaxeta e por fim provocar vazamentos.
Durante a instalação, não se deve forçar o artefato sobre arestas vivas, áreas
rosqueadas, ressaltos ou sobre qualquer superfície que possa também provocar danos.
O(s) lábio(s) de vedação da gaxeta deverá(ão) estar de frente ao fluido a ser vedado.
Gaxetas
Gaxetas Chevron
Podem ser confeccionadas com o mesmo material das gaxetas ou em materiais mais
próprios para o uso, como o PTFE, bronze, ebonite ou poliuretano.
São conjuntos vedadores, formado por anéis intermediário ou "V", um anel posicionador
ou superior e um anel tencionador ou inferior.
são utilizados para vedar hastes ou êmbolos de alta e baixa pressão.
Oferecem uma excelente vedação aliados a um desgaste mínimo.
Devido a sua robustez, são aplicadas em equipamentos hidráulicos onde as condições
de serviços são severas, tais como, em prensas hidráulicas, máquinas agrícolas,
empilhadeiras e maquinário geral.
Instalação das Gaxetas Chevron
Geralmente o alojamento do jogo possui regulagem de altura e aperto através de anéis
espaçadores ou mola com tensão, o que permite realizar pré-tensionamentos conforme
desempenho do conjunto, garantindo que não haverá travamento ou esforço maior
para movimentação da haste ou êmbolo.
Com o seu sistema automático de vedação, necessita de pressão mínima na sua
montagem e a sua atuação vedante é equivalente à pressão exercida pelo fluído nos
lábios da gaxeta.
. Caso o alojamento não possua nenhum recurso para controle da pressão de
montagem, o jogo de chevron deve ter a mesma altura do alojamento, porém a vida
útil e o rendimento serão menores.
Gaxetas Chevron
Juntas e diafragmas
As juntas de borracha são utilizadas para vedação estática em flanges, carcaças de
máquinas e motores.
Proporcionam vedação segura e prática, já que são fabricadas com matéria- prima
selecionada e são disponibilizadas em diversos dimensionais.
Os diafragmas são normalmente utilizados em bombeamentos ou acionamentos de
equipamentos da indústria petroquímica e química envolvendo fluídos, vapores e
gases.
Juntas e diafragmas
Retentores
Tem a função principal de reter óleos, graxas e outros tipos de fluídos, que devem ser
contidos no interior de uma máquina, evitando também a entrada de impurezas do
meio externo como por exemplo: terra, areia, poeira, etc.
Utilizados nos mais variados segmentos, os retentores estão presentes no dia-a-dia de
todos nós. Desde carros, caminhões, ônibus, motocicletas, máquinas agrícolas, até
eletrodomésticos, aviões e máquinas industriais.
Praticamente tudo que se movimenta mecanicamente tem retentores, sem os quais, os
rolamentos não giram o mundo.
Retentores
O retentor é sempre aplicado entre duas peças que tenham um movimento relativo, por
exemplo: entre um eixo que transmite um movimento e a carcaça de sustentação do
mancal deste eixo (figura 1).
Ele cumpre esta função de vedação tanto na condição estática, , como na condição dinâmica e também na variedade de condições de temperatura e meio externo para as quais a máquina está projetada.
Retentores
Retentores
A vedação se dá pelo contato permanente que ocorre entre a aresta do lábio de
vedação e o eixo da máquina.
Para completar a estanqueidade com o meio externo, é preciso que haja também a
vedação entre a parte externa estrutural do vedador e a carcaça.
Vedação Principal: É o lábio do retentor que tem a função de reter o fluído quando o
eixo está na condição dinâmica ou estática.
Mola: Função de compensar a carga radial exercida sobre eixo.
Vedação Auxiliar: É o guarda pó do retentor que tem a função de proteger a vedação
principal da sujeira e outros elementos.
Retentores
Diâmetro externo: Proporcionar a interferência entre o alojamento e o retentor. Tipos
existentes:
• Com revestimento de borracha liso
• Com revestimento de borracha ondulado
• Metálico
• Metade Borracha / Metade Carcaça
• Com pintura emborrachada
Carcaça: Função de fornecer a estrutura ao retentor para suportar seu perfil e também para
a montagem do alojamento.
Retentores
Costas: Função de apoio para dispositivos de montagem e como indicador do sentido da
rotação.
Partindo-se do lábio convencional, pode-se obter uma maior eficiência de vedação
adicionando-se nervuras moldadas ao ângulo de ar, que proporcionam o conhecido efeito
hidrodinâmico de vedação.
Este efeito hidrodinâmico promove o refluxo ao óleo que, eventualmente, tenha ultrapassado
aresta de vedação, conferindo assim ao lábio uma maior capacidade de estanqueidade, e
ainda, uma maior durabilidade, por garantir uma permanente lubrificação na área de contato
sob a aresta de vedação.
Existem várias formas geométricas de nervuras hidrodinâmicas, cuja escolha é determinada
pelas condições de aplicação do retentor.
Nervuras Hidrodinâmicas
Tipos de Retentores
Retentor BR
Vedação principal com mola, recoberto externamente com borracha.
Retentor BRG
Vedação principal com mola, proteção contra poeira e recoberto externamente com
borracha.
Retentor BRAG
Vedação principal com mola, proteção contra poeira e diâmetro externo, metade borracha
metade metal. Aplicados em motores e transmissores.
Tipos de Retentores
Retentor BA
Vedação principal com mola, diâmetro externo de metal. Geralmente utiliza-se pintura
emborrachada no diâmetro externo para auxiliar a vedação.
Retentor BAG
Vedação principal com mola, proteção contra poeira e diâmetro externo metálico. Com as
mesmas características do BA.
Retentor B
Vedação principal com mola, diâmetro externo de metal e com tampa. Geralmente
aplicados, o rolamento joga óleo diretamente na vedação principal.
Tipos de Retentores
Retentor BG
Vedação principal com mola, proteção contra poeira, diâmetro externo de metal com
tampa. Com as mesmas características do B.
Retentor GR
Vedação principal sem mola e diâmetro externo recoberto com borracha. É utilizado, na
maioria das vezes, para vedação de graxa.
Retentor GA
Vedação principal sem mola e diâmetro externo de metal. São aplicados, na maioria das
vezes, para vedação de graxa.
Tipos de Retentores
Retentores
Retentores Especiais
São todos os retentores que não se enquadram nos tipos apresentados acima.
Por se tratar de centenas de modelos apresentamos alguns modelos utilizados com
maior frequência.
- Os modelos com vedações opostas tipo BAO, BBO e BRO são usados para vedar dois meios,
geralmente um fluido e no outro pó abrasivo.
Lembramos que é possível desenvolver qualquer tipo de retentor especial para atender
condições especificas de projetos, como também, desenvolver mediante a desenho ou
amostra.
Retentores Especiais
Vedantes Especiais
A engenharia de projeto e de manutenção da fábrica pode desenvolver elementos
vedantes fora dos padrões normais do mercado, mediante avaliação do processo produtivo
e suas necessidades referentes aos equipamentos e instalações que requerem maior
precisão de funcionamento.
Exemplos práticos destes vedantes especiais são utilizados em sistemas de paletes
rotuladores, rolos de colagem, tulipas pegadoras, amortecedores, abas cônicas, borrachas
de pressão, diafragmas especiais, bujões de pressão, borrachas de enchedoras,
manchetas, roletes transportadores, ventosas, gaxetas aplicadas em trocadores de calor,
vedantes para labirintos e inúmeras situações técnicas requeridas pelos processos
industriais.
Vedantes Especiais
Vedação de Máquinas
Muito Obrigado Pela Atenção!