Composição de uma ferramenta elétrica

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2 ABC das Ferramentas (módulo II) Composição de uma ferramenta elétrica As ferramentas elétricas convencionais ou a bateria são compostas por 3 (três) partes básicas que são: 1. Estrutural Constituem a parte estrutural de uma ferramenta elétrica todas as peças que têm por finalidade receber, encaixar e acomodar os componentes das demais partes básicas (Elétrica e Mecânica) e os itens de segurança. 2. Elétrica Constituem a parte elétrica de uma ferramenta todas as peças que têm por finalidade receber, transportar e transferir a energia elétrica para os demais componentes da ferramenta. 3. Mecânica Constituem a parte mecânica de uma ferramenta elétrica todas as peças que têm finalidade, direta ou indiretamente, de transportar e transferir os movimentos gerados pelo motor aos acessórios acoplados à ferramenta, os quais executarão a tarefa final que a ferramenta se propõe a fazer. Em outras palavras, a parte mecânica é a parte intermediária entre a parte elétrica e os acessórios. É o elo entre a ação efetiva da parte elétrica e a ação efetiva dos acessórios sobre os materiais a serem trabalhados pela ferramenta.

3 Componentes da parte Estrutural 1.1 Carcaça de Motor São fabricadas pelo processo de injeção 1 em moldes precisamente construídos que garantem a exatidão das medidas externas e internas do projeto. O material usado na fabricação das carcaças é um polímero (plástico) chamado poliamida, reforçado com um percentual de fibra de vidro que garante maior resistência à peça evitando deformações. Por ser isolante, a poliamida também contribui na prevenção contra choques elétricos. As carcaças das ferramentas elétricas podem ser de dois tipos: Tipo Sandwich: Feitas em duas partes que se fecham após a montagem das peças. (ex.: a maioria das Furadeiras de 10 a 16mm). Tipo Bota ou Tubo: Peça única onde as peças são colocadas internamente. (ex.: Esmerilhadeiras Angulares de 2 mãos). 1.2 Carcaças de engrenagens: Em geral são fabricadas em alumínio pelo processo de injeção 2 e, posteriormente, usinadas Mancais Em geral são fabricados pelo processo de injeção e sua composição pode ser mista com poliamida e alumínio ou unicamente em alumínio. 1 Injeção: material injetado no interior de um molde sob alta pressão e temperatura. 2 Quando as Carcaças são fabricadas pelo processo de injeção, garante- se mecanicamente as medidas perfeitas para receber as engrenagens. 3 Usinagem: ação de máquina ou ferramenta sobre determinado material ou peça.

4 Componentes da parte Elétrica 2.1 Cabos e Condutores elétricos Fabricados com fios de cobre trançados e recobertos por uma camada de material isolante, estes cabos têm a função de levar a energia elétrica de uma determinada fonte para dentro da ferramenta ou de uma bateria. Os plugs são injetados aos cabos elétricos após a definição de seu comprimento. De acordo com as especificações e características de cada ferramenta (ex.: tensão, potência, normas, etc), as espessuras e diâmetros dos cabos e condutores variam para atender a estas características com a devida segurança elétrica. De acordo com as normas brasileiras, editadas pela ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas), os plugs das ferramentas elétricas Bosch não necessitam do 3º pino para aterramento, pois elas são classificadas como de Dupla Isolação. 2.2 Escovas de Carvão, Porta escovas e Coletores Fabricadas pelo processo de sinterização 4 as Escovas de Carvão são responsáveis por transmitir a energia elétrica ao motor através do coletor e dos condutores. São utilizadas duas escovas por ferramenta. A matéria-prima utilizada na sua fabricação é o grafite (derivação do carbono), por ser um material de boa condutibilidade elétrica. As Escovas têm desgaste natural durante a utilização das ferramentas e por isso, não são incluídas em processos de garantia. Existem Escovas de Carvão denominadas auto-desligantes, ou seja, elas deixam de conduzir energia elétrica ao atingirem determinadas dimensões. Essa característica garante maior vida útil e durabilidade às ferramentas por não danificar o coletor/induzido. Como funcionam as Escovas de Carvão auto-desligantes? No interior de uma ou das duas Escovas de Carvão, existe um pino plástico pressionado por uma mola. Com o desgaste da Escova e esta atingindo uma determinada altura, o pino plástico pressionado pela mola é expelido do 4 Sinterização: prensagem de material em pó sob alta pressão.

5 seu interior, impedindo o contato elétrico da Escova com o Coletor. Assim é interrompido o fornecimento de energia ao Motor, indicando o momento de efetuar a troca das Escovas de Carvão. Porta Escovas São fabricadas de metal estampado e seu suporte de polímero pelo processo de injeção. Têm por finalidade acomodar as Escovas de Carvão, direcioná-las e mantê-las em contato com a superfície pista do Coletor. Coletores Para ferramentas elétricas, os Coletores são fabricados de cobre ou bronze (a pista de contato externa) e mica (a parte isolante interna). Têm a finalidade de transferir a energia elétrica ao Motor. Prensado na parte de trás do eixo do induzido, o Coletor é conectado a ele pelos mesmos fios de cobre do enrolamento. 2.3 Interruptores, Placas eletrônicas e Supressores de ruído Interruptores São fabricados pelo processo de injeção. O polímero e contatos metálicos são as matérias-primas básicas para sua fabricação. Os interruptores são responsáveis por liberar a corrente de energia elétrica que alimentará e acionará a ferramenta. Existem vários tipos de interruptores, com diferentes características técnicas e construtivas que atendem às diferentes demandas e exigências elétricas, de segurança e mercadológica de cada ferramenta.

6 Os interruptores mais conhecidos são: Liga / desliga São os mais simples dos interruptores com funções básicas de ligar e desligar a ferramenta. Com velocidade variável São aqueles que, conectados a uma placa eletrônica, podem variar a velocidade da ferramenta de acordo com a pressão dos dedos exercida a ele ou pela pré-seleção da velocidade. Tri control Usado nas esmerihadeiras de duas mãos (7 e 9 ), tem três funções: destravar, acionar e travar a ferramenta ligada em velocidade nominal. O fator segurança ao usuário é a característica principal deste interruptor, o qual evita acionamentos involuntários da ferramenta. Homem morto Utilizado nas esmerihadeiras de uma ou duas mãos (4½, 5, 7 e 9 ), somente tem as funções de ligar e desligar a ferramenta. Neste tipo de interruptor não existe a possibilidade de se travar a ferramenta ligada em velocidade nominal. Placas eletrônicas São placas fabricadas com celeron 5 e microprocessadores que têm a função de eletronicamente variar as velocidades das ferramentas. É integrada ao interruptor quando as ferramentas têm baixas potências (ex.: furadeiras) ou são separadas do interruptor para ferramentas de altas potências (ex.: politrizes angulares). Supressor de ruídos É um componente eletrônico conectado ao sistema de condução de energia elétrica da ferramenta que tem a função de filtrar as 5 Celeron: material resistente, à base de algodão, prensado ao calor.

7 frequências (ruídos) geradas, eliminando ao máximo a interferência destes ruídos em outros aparelhos eletrônicos. 2.4 Induzido e Estator Induzido (rotor) É fabricado pelo processo de montagem com diversos itens em sua composição como: eixo, pacote de lamelas de aço, fio de cobre, papel e resinas isolantes e coletor. Após a montagem destes itens, este conjunto é submetido ao processo de balanceamento e a testes de alta tensão para garantir seu perfeito funcionamento. O induzido ou rotor é a parte que gira no conjunto denominado motor. Estator Como o induzido, o estator também é fabricado pelo processo de montagem de itens como: pacote de lamelas de aço, fio de cobre e resina isolante. Por ser uma peça menos complexa e de função estática dentro da carcaça, o estator não é submetido ao processo de balanceamento na sua fase de fabricação. O estator é a parte estática (não tem movimento) do conjunto denominado motor. Motor É a denominação dada ao conjunto de induzido e estator. O induzido está posicionado e trabalha dentro do estator. A energia elétrica que vem de uma fonte externa é transferida para o circuito interno do motor atuando em suas fiações de cobre chamadas de enrolamentos. Gera-se assim um campo magnético entre o induzido e o estator, fazendo com que o induzido produza o movimento giratório e transfira este movimento para a parte mecânica da ferramenta.

8 Componente da parte Mecânica 3.1 Engrenagens e Pinhões As engrenagens e pinhões trabalham em contato direto entre si e podem ter formatos e quantidades variadas de dentes, dependendo da velocidade e torque (força de tração) que se espera no desenvolvimento de um projeto. As engrenagens e pinhões também podem ter diferentes tipos de dentes como retos ou helicoidais. Apesar dos dentes retos serem os mais comuns e de baixo custo de produção, os dentes helicoidais têm vantagens quando comparados aspectos como: maior vida útil, melhor distribuição de força e menor nível de ruído do conjunto. 3.2 Rolamentos e Buchas Rolamentos Também conhecidos como rolimãs (em referência a uma antiga marca de rolamentos utilizada nas rodas dos carros importados na década de 50) os rolamentos são fabricados em aço por processos de usinagem. Rolamentos são compostos de uma carcaça que internamente tem uma pista de rolagem, onde esferas ou cilindros (chamados agulhas) presos por gaiolas, giram livremente. Fechados por tampas laterais asseguram que as esferas e cilindros não se desloquem da pista de rolagem. Os rolamentos, além de terem a função de apoiar eixos, são responsáveis por diminuir ou minimizar o atrito entre duas peças, metálicas ou não. Esta diminuição de atrito tem como objetivo diminuir o desgaste prematuro das partes e, consequentemente, aumentar a vida útil de ambas. Buchas São peças de formato cilíndrico e com furo interno. A função principal de uma bucha é similar à dos rolamentos apoio mecânico a um eixo. Apesar de serem fabricadas com diversos tipos de materiais, de acordo com sua aplicação e exigência dos projetos, elas são confeccionadas com materiais

9 menos duros que os materiais dos eixos. É comum, porém errôneo e preconceituoso, que as buchas tenham um conceito negativo para os consumidores quando comparadas com os rolamentos. Isto se dá pelo fato de uma bucha ter maior atrito com a superfície dos eixos e, consequentemente, maior desgaste. É necessário saber que, em algumas aplicações e projetos, o uso de uma bucha é mais conveniente e vantajoso do que o uso de um rolamento. Hoje em dia já existem buchas fabricadas de materiais com auto lubrificação, diminuindo assim o atrito entre partes. 3.3 Eixo motriz ou eixo fuso Fabricados em aço e endurecidos por processo de tratamento térmico 6, os eixos motriz ou fuso têm a função de transmitir movimentos e velocidades para as peças que fixarão os acessórios acoplados à ferramenta. A eles são acoplados: os mandris, discos abrasivos e flanges, discos diamantados, lâminas de serras circulares, pinças, pratos e bases de lixas, soquetes, etc. 3.4 Mancais internos Fabricados em aço e endurecidos por processo de tratamento térmico, também podem ser definidos como suportes ou guias que apoiam os eixos. Os mancais internos têm a função de dar suporte, estabilidade e resistência à parte mecânica dentro das carcaças. Dependendo da solicitação de esforços do sistema mecânico, os mancais podem ser de deslizamento (com buchas) ou de rolagem (com rolamentos). A utilização de mancais garante que a parte mecânica esteja bem apoiada e não se movimente causando problemas para as demais partes do sistema. 6 Tratamento térmico: processo que modifica a estrutura dos materiais.

10 3.5 Parafusos, porcas e arruelas. Parafusos Geralmente fabricados em aço, os parafusos fazem parte das peças de fixação. Classificados por características como: tipo de aplicação, de rosca, formato de cabeça, tipo da fenda, entre outras, os parafusos são amplamente utilizados nas ferramentas elétricas. Porcas Assim como os parafusos, as porcas também compõem a lista de peças de fixação e são classificadas por tipo de aplicação, rosca, e formato (quadrada ou sextavada). Sempre são utilizadas em conjunto com os parafusos para dar resistência à fixação de duas ou mais peças. Arruelas Metálicas ou não, as arruelas se caracterizam pelo seu formato circular e furo central. Têm a função de dar melhor assentamento à cabeça do parafuso ou porca, não danificando a peça a ser fixada. É utilizada também para compensar folgas entre peças durante a montagem.

11 Itens de Segurança Todo o processo de desenvolvimento de ferramentas elétricas é pautado e baseado em normas internacionais de segurança, sejam elas elétricas, mecânicas ou operacionais. Em todas elas o ponto central é a prevenção e a segurança funcional e operacional das ferramentas contra qualquer tipo de acidente e/ou ocorrência que coloque em risco a saúde das pessoas que manuseiam os equipamentos. Neste sentido e, apesar de todas as ferramentas, sem exceção, estarem incluídas nestas considerações, alguns tipos de ferramentas elétricas necessitam de atenção e itens especiais para prevenir acidentes a seus operadores. Estamos falando dos itens ou acessórios de segurança. Os acessórios e itens de segurança são: 4.1 Capas de proteção Geralmente feitas de alumínio ou polímero por processos de injeção e usinagem ou de chapas metálicas por processo de estampagem, as capas de proteção, como sugere seu nome, têm o objetivo de proteger os usuários e operadores contra possíveis contatos involuntários das partes do corpo (pernas, braços, mãos e dedos) com os acessórios em movimentos. A proteção proposta para estes itens é também evitar que eventualidades como quebra de discos abrasivos, trancos da máquina por travamento no material, desprendimento de pastilhas de metal duro dos discos de serra, assim como outros, possam atingir e ferir o operador. IMPORTANTE: Por estes motivos, a utilização e as boas condições destes itens se fazem obrigatórias e necessárias durante todo o funcionamento e manuseio das ferramentas elétricas.

12 4.2 Empunhadeiras auxiliares Geralmente feitas de poliamida por processo de injeção, as empunhadeiras auxiliares são itens que têm por objetivo oferecer e possibilitar aos usuários e operadores maior firmeza, conforto, ergonomia e maior controle operacional da ferramenta elétrica durante o trabalho. Desta forma, oferecendo também maior segurança a eles. Apesar das empunhadeiras auxiliares mais conhecidas serem aquelas utilizadas nas esmerilhadeiras e lixadeiras angulares, outras ferramentas como furadeiras, marteletes, martelos rompedores e demolidores, serras circulares, lixaderias orbitais, tupias, entre outras, também têm as suas respectivas empunhadeiras auxiliares. Algumas empunhadeiras auxiliares têm adicionalmente o objetivo de reduzir as vibrações e os respectivos efeitos causados às mãos dos usuários e operadores, ex.: Vibration Control. Empunhadeira auxiliar p/ esmerilhadeiras Controle de vibração Vibration Control. 4.3 Placas base Geralmente feitas de chapas metálicas por processo de estampagem, as placas base são itens que têm por objetivo dar maior estabilidade aos produtos e possibilitar aos usuários e operadores maior controle operacional sobre as ferramentas durante o trabalho, assim proporcionando maior segurança a eles. As placas base são mais utilizadas em ferramentas de corte, onde os

13 usuários necessitam de maior controle da ferramenta, seja pela precisão requerida no trabalho ou pelo grau de periculosidade da ferramenta. Por exemplo: alta rotação, peso, exposição de acessórios pontiagudos, etc. Estes são os casos das Serras Circulares, Cortadoras de Metal, Serras Tico-Tico, Serras Mármores, Esmerilhadeiras p/ cortes de parede, etc. IMPORTANTE: A não utilização ou a retirada destes itens durante o trabalho expõe o usuário a grandes riscos. 4.4 EPIs Os Equipamentos de Proteção Individual, como diz o nome, são equipamentos de uso individual também destinados aos usuários e operadores das ferramentas elétricas. Têm por objetivo protegê-los contra quaisquer eventualidades que possam pôr em risco a sua saúde durante o tempo em que o trabalho será executado. Existem EPIs para cada tipo de situação, trabalho, ambiente e respectivos riscos oferecidos a cada um dos sentidos e partes do corpo humano: visão, audição, olfato, tato, cabeça, pés, pernas, braços, mãos, etc. IMPORTANTE: É imprescindível a utilização de EPIs em todos os trabalhos com ferramentas elétricas. Mesmo assim toda atenção é pouca.