INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA SÃO PAULO Campus Presidente Epitácio
ELMA3 AULA 4 Prof. Carlos Fernando Dispositivos de Fixação Rebites, Parafusos, Pregos, Arruelas, Anéis Elásticos.
Rebites O rebite é formado por um corpo cilíndrico e uma cabeça. É fabricado em aço, alumínio, cobre ou latão. É usado para fixação permanente de duas ou mais peças. Os rebites são peças fabricadas em aço, alumínio, cobre ou latão. Unem rigidamente peças ou chapas, principalmente, em estruturas metálicas, de reservatórios, caldeiras, máquinas, navios, aviões, veículos de transporte e treliças.
Modelos de Rebites Elementos de Máquinas Tipos de Rebites a) Planos
b) Tubular c) Semi - Tubular
d) De Repuxo * Rebitadeira utilizada na fixação dos rebites de repuxo, também conhecidos como rebites POP.
Aplicação O rebite é frequentemente utilizado na fixação de fuselagem de aviões e na montagem de cascos de navios.
Navio da série Liberty, utilizados na segunda grande guerra, completamente rachado ao meio devido a ação de tensões residuais provenientes de solda.
Processos de Rebitagem Elementos de Máquinas A segunda cabeça do rebite pode ser feita por meio de dois processos: MANUAL MECÂNICO.
Processo Manual Elementos de Máquinas Esse tipo de processo é feito à mão, com pancadas de martelo. Antes de iniciar o processo, é preciso comprimir as duas superfícies metálicas a serem unidas, com o auxílio de duas ferramentas: Contra-estampo: que fica sob as chapas Repuxador: que é uma peça de aço com furo interno, no qual é introduzida a ponta saliente do rebite.
Após as chapas serem prensadas, o rebite é martelado até encorpar, isto é, dilatar e preencher totalmente o furo. Depois, com o martelo de bola, o rebite é boleado, ou seja, é martelado até começar a se arredondar.
Em seguida, o formato da segunda cabeça é feito por meio de outra ferramenta chamada estampo, em cuja ponta existe uma cavidade que será usada como matriz para a cabeça redonda.
Processo Mecânico Elementos de Máquinas O processo mecânico é feito por meio de martelo pneumático ou de rebitadeiras pneumáticas e hidráulicas.
Processo Mecânico Elementos de Máquinas
Rebitadeira Pneumática Elementos de Máquinas
Cálculos Para Rebitagem Elementos de Máquinas Para rebitar, é preciso escolher o rebite adequado em função da espessura das chapas a serem fixadas, do diâmetro do furo e do comprimento excedente do rebite, que vai formar a segunda cabeça. Veja a seguir como fazer esses cálculos. Cálculo do diâmetro do rebite. A escolha do rebite é feita de acordo com a espessura das chapas que se quer rebitar. A prática recomenda que se considere a chapa de menor espessura e se multiplique esse valor por 1,5, segundo a fórmula: d 1,5* S
d = diâmetro; <S = chapa de menor espessura; 1,5 = constante ou valor predeterminado.
Exemplo - para rebitar duas chapas de aço, uma com espessura de 5 mm e outra com espessura de 4 mm, qual o diâmetro do rebite? Solução: d = 1,5 < S d = 1,5 4 mm d = 6,0 mm *Geralmente, os rebites comerciais são fornecidos com as dimensões em polegadas; portanto é necessário escolher um rebite com um valor que mais se aproxime da dimensão obtida em milímetros pelo cálculo. Assim, no exemplo acima, o rebite comercial que mais se aproxima da dimensão 6,0mm é o rebite de diâmetro 1/4".
Cálculo do diâmetro do furo O diâmetro do furo pode ser calculado multiplicando-se o diâmetro do rebite pela constante 1,06. Matematicamente, pode-se escrever: onde: df = diâmetro do furo; dr = diâmetro do rebite; df dr*1,06 1,06 = constante ou valor predeterminado.
Exemplo qual é o diâmetro do furo para um rebite com diâmetro de 6,35 mm? Solução: df = dr 1,06 df = 6,35 1,06 df = 6,73 mm Portanto, o diâmetro do furo será de 6,73 mm.
Cálculo do comprimento útil do rebite O cálculo desse comprimento é feito por meio da seguinte fórmula: onde: L = comprimento útil do rebite; y = constante determinada pelo formato da cabeça do rebite; d = diâmetro do rebite; L y*d S S = soma das espessuras das chapas.
Para rebites de cabeça redonda e cilíndrica, temos: L 1,5*d S Para rebites de cabeça escareada, temos: L 1*d S
Exemplos 1. Calcular o comprimento útil de um rebite de cabeça redonda com diâmetro de 3,175 mm para rebitar duas chapas, uma com 2 mm de espessura e a outra com 3 mm. Solução: L = y d + S L = 1,5 3,175 + 5 L = 4,762 + 5 L = 9,76 mm O comprimento do útil rebite deve ser de 9,76 mm.
2. Calcular o comprimento útil de um rebite de cabeça escareada com diâmetro de 4,76 mm para rebitar duas chapas, uma com 3 mm de espessura e a outra com 7 mm de espessura. Solução: L = y d + S L = 1 4,76 + 10 L = 4,76 + 10 L = 14,76 mm O comprimento do útil rebite deve ser de 14 mm.
Defeitos de Rebitagem Elementos de Máquinas 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. 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, que reduz muito a pressão do aperto.
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. Mau uso das ferramentas para fazer a cabeça - A cabeça do rebite é rebatida erradamente e apresenta irregularidades como rebarbas ou rachaduras.
Parafuso O parafuso é uma peça formada por um corpo cilíndrico roscado e uma cabeça, que pode ter várias formas. Pode ter corpo cônico ou cilíndrico, com ou sem cabeça. Alguns modelos: Prisioneiro: duas roscas, uma em cada ponta, sem cabeça; Passante: atravessa as peças; Não passante: o papel da porca é feito por uma das peças; De pressão: a pressão é exercida pela ponta apoiada sobre a peça a ser fixada.
Porca A porca tem forma de prisma, de cilindro etc. Apresenta um furo roscado. Através desse furo, a porca é atarraxada ao parafuso.
Tipos de Roscas Elementos de Máquinas Internas: Porcas ou furos rosqueados; Externas: Parafuso atarrachante. Direita: Aperto no sentido horário; Esquerda: Aperto no sentido anti-horário. Simples: Uma única entrada; Múltiplas: Várias entradas. Passo grosso (mais comum); Passo fino (mais resistente ao afrouxamento decorrentes de vibrações)
Formas Do Perfil Da Rosca Elementos de Máquinas Triangular: Parafusos e porcas de fixação na união de peças. Ex.: Fixação da roda do carro. Trapezoidal: Parafusos que transmitem movimento suave e uniforme. Ex.: Fusos de máquinas. Redondo: Parafusos de grandes diâmetros sujeitos a grandes esforços. Ex.: Equipamentos ferroviários. Quadrado: Parafusos que sofrem grandes esforços e choques. Ex.: Prensas e morsas. Dente de serra: Parafusos que exercem grande esforço num só sentido. Ex.: Macacos de catraca
Perfis de Roscas Elementos de Máquinas
Principais Partes de um Parafuso
Diâmetro real: É a própria medida (polegadas ou milímetros) encontrada quando fazemos a medição do diâmetro externo do tubo ou o de uma rosca já citada utilizado nas especificações de tubos, das roscas métricas e roscas Padrão Americano UNF/UNS. Passo ou número de fios por polegada (FPP): São os elementos fundamentais na identificação de uma rosca. O passo, aplicado somente nas roscas métricas, é a distância entre um filete e o outro. O número de fios por polegada, aplicado nas roscas Padrões americano e Inglês, pela sua própria descrição, definese no número de filetes de rosca contidos em uma polegada de comprimento da mesma.
Passo ou Fios por Polegada Elementos de Máquinas Passo Fios por Polegada
Ângulo de filete: É o ângulo formado entre os flancos opostos de dois filetes da rosca. Nas roscas Padrão Inglês BSPP / BSPT, esse ângulo é de 55º. Nas demais roscas, esse ângulo é de 60. Ângulo de inclinação dos filetes: É uma característica única das roscas cônicas e ele representa o ângulo de inclinação do cone onde os filetes da rosca são projetados. O valor desse ângulo é de 1 47 tanto para as roscas NPT/NPTF, como na rosca BSPT. Isso equivale a dizer que a diferença entre o diâmetro menor e o diâmetro maior ao longo de uma polegada de comprimento de rosca é de 1/8 (3,17 mm) portanto, ao fazermos a identificação do diâmetro de uma rosca cônica, é aconselhável que o façamos no meio da mesma
Ângulo do Filete e Conicidade Elementos de Máquinas Ângulo do Filete Conicidade
Alguns dos tipos de parafusos mais comuns no mercado Parafuso de Cabeça Sextavada; Parafuso com Sextavado Interno (Allen); Sem Cabeça com Sextavado Interno; Parafusos para Máquina; Parafusos com Rosca Soberba para Madeira; Parafusos Autobrocantes; Parafusos de Rosca Soberba para Chapas de Metal; Parafusos Franceses; Parafusos de Alvenaria e Buchas.
Parafuso de Cabeça Sextavada Elementos de Máquinas Em geral, esse tipo de parafuso é utilizado em uniões em que se necessita de um forte aperto da chave de boca ou estria.
Parafuso com Sextavado Interno Utilizado em uniões que exigem um bom aperto, em locais onde o manuseio de ferramentas é difícil devido à falta de espaço. Esses parafusos são fabricados em aço e tratados termicamente para aumentar sua resistência à torção.
Sem Cabeça com Sextavado Interno d = diâmetro do parafuso; t = 0,5 d = profundidade do encaixe da chave; s1 = 0,5 d = medida do sextavado interno.
Parafusos para Máquina Não têm ponta ; Usados para unir peças de metal; Elementos de Máquinas Normalmente feitos de aço ou latão com banho de proteção - latão, cobre, níquel, zinco, cádmio e galvanizados - que ajudam a prevenir a ferrugem; Fabricados com um dos quatro tipos básicos de cabeça - chata, oval, redonda e cilíndrica - e com fendas comum ou phillips;
Exemplos Elementos de Máquinas
Parafusos com Rosca Soberba para Madeira Fabricados em aço e tratados superficialmente para evitar efeitos oxidantes de agentes naturais.
Parafusos Autobrocantes Elementos de Máquinas Não é necessário um furo inicial, pois este parafuso possui uma broca na ponta, oque proporciona a realização do furo em conjunto com a fixação do parafuso.
Parafusos de Rosca Soberba para Chapas de Metal Utilizados para chapas de metal ou para unir peças de metal. Formam roscas no metal quando são instalados.
Parafusos Franceses Elementos de Máquinas São usados principalmente na fabricação de móveis. Cabeça redonda com um colar quadrado Fixados no lugar com uma porca e uma chave de fenda. O colar prende-se à madeira evitando que o parafuso gire quando a porca é apertada. Têm rosca larga Diâmetros de 3/16 a 3/4. Comprimentos de 1/2 a 10.
Parafusos de Alvenaria e Buchas Mesmo princípio do parafuso sextavado. Uma bucha de plástico colocada no furo se expande quando o parafuso é apertado.
Alguns Tipos de Cabeças de Parafusos a) Fenda b) Philips ou Estrela c) Pozidriv d) Torx e) Allen f) Robertson g) Tri-Wing h) Tork-Set i) Spanner
Pregos A maneira mais fácil de fixar duas peças de madeira juntas é com pregos. Eles são fabricados em várias formas, tamanhos e metais para fazer quase qualquer tipo de fixação. Em geral, os pregos são feitos de aço, mas também existem de outros tipos - alumínio, latão, níquel, bronze, cobre e aço inoxidável - para uso quando pode haver corrosão.
PREGOS COMUNS: usados para serviços de construção média, esse tipo de prego tem uma cabeça grossa e pode ser cravado em materiais duros. Os pregos comuns são feitos de arame e cortados no comprimento adequado e são encontrados em diversos tamanhos. PREGOS PEQUENOS: mais leves e menores em diâmetro do que os pregos comuns, esses pregos são projetados para construção leve e uso doméstico. PREGOS PARA ACABAMENTO: são pregos mais leves do que os pregos comuns e têm uma cabeça pequena (pregos sem cabeça). Geralmente, são usados quando não se quer que a cabeça fique aparecendo.
PREGOS PARA TELHADO: normalmente galvanizados, esses pregos (pregos telheiros) têm uma cabeça muito maior do que as dos pregos comuns. Isso ajuda a evitar danos ao material da cobertura. PREGOS PARA PAINÉIS DE GESSO: pregos feitos para a instalação de painéis de gesso frequentemente anelados, galvanizados e têm uma cabeça lisa. Pregos anelados têm estrias afiadas ao longo de todo o comprimento, permitindo uma fixação mais firme.
PREGOS PARA ALVENARIA: existem três tipos de pregos para alvenaria projetados para uso em concreto e bloco de concreto: redondo, quadrado e estriado (anelado). Os pregos de alvenaria não devem ser usados onde é necessária muita força. Em tijolo, pedra ou concreto reforçado, deve se usar parafusos de rosca soberba.
TACHAS: disponíveis nas formas redonda e com arestas, as tachas são usadas para prender carpetes ou tecidos na madeira. As tachas para estofamento têm cabeças decorativas. PREGOS QUADRADOS: não permite que a madeira trabalhe e se solte. Usados em embarcações, mata-burros e decks de piscinas.
Pistola de Pregos Elementos de Máquinas Existem diversos tipos (pneumáticos, por mola, combustão). Alimentação dos pregos por pente ou carretel.
Arruelas A arruela é um disco metálico com um furo no centro. O corpo do parafuso passa por esse furo.
Tem como Função: Elementos de Máquinas distribuir igualmente a força de aperto; servir como elemento de trava; proteção das peças unidas.
Tipos de Arruelas Elementos de Máquinas Arruela Lisa; Arruela De Pressão; Arruela Dentada; Arruela Serrilhada; Arruela Ondulada; Arruela de Travamento com Orelha; Arruela para Perfilados.
Arruelas Lisas Além de distribuir igualmente o aperto, a arruela lisa tem, também, a função de melhorar os aspectos do conjunto. A arruela lisa por não ter elemento de trava, é utilizada em órgãos de máquinas que sofrem pequenas vibrações.
Arruela De Pressão Elementos de Máquinas A arruela de pressão é utilizada na montagem de conjuntos mecânicos, submetidos a grandes esforços e grandes vibrações. A arruela de pressão funciona, também, como elemento de trava, evitando o afrouxamento do parafuso e da porca. É, ainda, muito empregada em equipamentos que sofrem variação de temperatura (automóveis, prensas etc.).
Arruela Dentada Elementos de Máquinas Muito empregada em equipamentos sujeitos a grandes vibrações, mas com pequenos esforços, como, eletrodomésticos, painéis automotivos, equipamentos de refrigeração etc. O travamento se dá entre o conjunto parafuso/porca. Os dentes inclinados das arruelas formam uma mola quando são pressionados e se encravam na cabeça do parafuso.
Arruela Ondulada Elementos de Máquinas A arruela ondulada não tem cantos vivos. É indicada, especialmente, para superfícies pintadas, evitando danificação do acabamento. É adequada para equipamentos que possuem acabamento externo constituído de chapas finas.
Arruela de Travamento com Orelha Utiliza-se esta arruela dobrando-se a orelha sobre um canto vivo da peça. Em seguida, dobra-se uma aba da orelha envolvendo um dos lados chanfrado do conjunto porca/parafuso.
Arruela Para Perfilados Elementos de Máquinas É uma arruela muito utilizada em montagens que envolvem cantoneiras ou perfis em ângulo. Devido ao seu formato de fabricação, este tipo de arruela compensa os ângulos e deixa perfeitamente paralelas as superfícies a serem parafusadas.
Anel Elástico O anel elástico é usado para impedir deslocamento de eixos. Serve, também, para posicionar ou limitar o movimento de uma peça que desliza sobre um eixo. Tipo G: Aplicação: para eixos com diâmetro entre 4 e 1 000 mm. Trabalha externamente. Norma DIN 471.
TIPO RS: Aplicação: para eixos com diâmetro entre 8 e 24 mm. Trabalha externamente. Norma DIN 6799.
Ferramentas para Colocação de Anel Elástico:
Exercícios de Fixação 1. Qual a função do rebite? Cite 3 tipos de rebites encontrados no mercado. 2. Qual deve ser o diâmetro do rebite para rebitar duas chapas de aço, uma com espessura de 5,5 mm e outra com espessura de 2,3 mm? 3. Calcular o comprimento útil de um rebite de cabeça redonda com diâmetro de 6,35 mm para rebitar duas chapas, uma com 6,35 mm de espessura e a outra com 4,76 mm de espessura. 4. Quais os principais tipos de roscas existentes no âmbito da mecânica? 5. Cite 4 tipos de parafusos e suas funções. 6. O que é passo de uma rosca? 7. Cite 3 tipos de cabeças de parafusos. 8. Cite 3 tipos de pregos. 9. Cite 3 tipos de arruelas e suas respectivas funções. 10. Qual a função do anel elástico?
Trabalho de Pesquisa Rendimento em Transmissões Mecânicas. Relacionar os principais tipos de transmissões mecânicas, definir características de funcionamento e o rendimento de cada tipo de transmissão mecânica. Transmissão por correia e polia; Transmissão por engrenagens; Transmissão por rosca sem fim; Transmissão por correntes e coroas;