Escola Superior de Tecnologia EST Universidade do Estado do
Amazonas DISCIPLINA: Transferncia de Calor Coordenao/curso:
Tecnologia Mecnica.
Escola Superior de Tecnologia ESTUniversidade do Estado do
AmazonasDISCIPLINA: Elementos Orgnicos de MquinasOs parafusos e
porcasCoordenao/curso: Tecnologia em Manuteno Mecnica.Professor:
Dr.C. Leonardo Aguiar Trujillo
Escola Superior de Tecnologia ESTPlano de EnsinoOs parafusos e
porcasObjetivoEstabelecer as principais propriedades, desempenho,
funes e a classificao dos parafusos e porcas utilizados nos
elementos orgnicos de mquinas. Que so os Elementos de Mquina?Os
Elementos de mquinas so todas aquelas peas ou componentes mais
singelos que, montados corretamente, constituem uma mquina completa
e em funcionamento.Para serem classificados dentro dos padres
requeridos aos elementos de mquinas, os componentes ou peas
mecnicas, devem atender (normalmente) acertos requisitos, como:Ser
um elemento singelo (quase sempre);Possibilitar Intercambiabilidade
internacional, ou seja, atender a padres e normas tcnicas
especficasQue estuda a disciplina Elementos de Mquina?A disciplina
Elementos de Mquina estuda os diferentes componentes ou elementos
por os que esto construdas as mquinas ou os equipamentos, tanto
suas propriedades, projeto, desempenho e funes, e so classificados
de acordo as suas funcionalidades e aplicaes em:Elementos de
Fixao:Elementos de Apoio:Elementos Elsticos:Elementos de
Transmisso:Elementos de Vedao:
ELEMENTOS DE MQUINAS Elementos de fixao
MVEIS:Pinos,Cavilhas,Contrapinos,Parafusos,Porcas, Arruelas,Anis
Elsticos Chavetas.Elementos de fixao PERMANENTE:Rebites,Soldas.
PARAFUSOS - ROSCASO parafuso: uma pea formada por um corpo
cilndrico roscado e uma cabea, que pode ter vrias formas.So
elementos de fixao no permanente de peas.Se diferenciam pelo tipo
de rosca, da cabea, da haste e do tipo de acionamento.
PARAFUSOS - ROSCASOs parafusos so utilizados tanto:Para fixao de
peas, so os mais utilizados. Para mover cargas, os chamados
parafusos de potncia ou de avano. Aqui, iremos nos ater aos
parafusos de fixao. Estes parafusos so normalmente submetidos a
cargas de trao, de cisalhamento ou ambas, podendo estas cargas
serem estticas ou de fadiga.
PARAFUSOS - ROSCASElementos geomtricos:Rosca um conjunto de
filetes em torno de uma superfcie cilndrica.
As roscas podem ser internas ou externas. As roscas internas
encontram-se no interior das porcas. As roscas externas se
localizam no corpo dos parafusos.
PARAFUSOS - ROSCASFuncionamento:Com as roscas fazemos montagens
com as peas.Permite-nos tambm movimentar peas (parafuso de banco,
morsa).
PARAFUSOS - ROSCASCaratersticas:So vrios os sees que podem
formar os filetes;As sees so sempre uniformes e delimitam a aplicao
da rosca.Os filetes das roscas apresentam vrios perfis.Esses
perfis, sempre uniformes, do nome s roscas e condicionam sua
aplicao.
PARAFUSOS - ROSCASSENTIDO DE DIREO DA ROSCA:Rosca direita:
Rosqueia (aperta) no sentido horrio (convencional).Rosca esquerda:
Rosqueia (aperta) no sentido anti-horrio.Independentemente da sua
aplicao, as roscas tm os mesmos elementos, variando apenas os
formatos e dimenses.
PARAFUSOS - ROSCASNOMENCLATURA DA ROSCA:Aps a 2 Guerra mundial,
as formas de rosca foram padronizadas na Inglaterra, no Canad e EUA
e so conhecidas como Unified National Standard (UNS). O padro
europeu definido pela ISO e tem essencialmente a mesma forma de seo
transversal da UNS, porm utilizando dimenses mtricas. Os padres UNS
e ISO definem intervalos de tolerncia de maneira a controlar o seu
ajuste. A UNS define trs tipos de classe: 1 (uso comum), 2 (projeto
de mquinas em geral) e 3 (uso em projetos de maior preciso). Uma
letra utilizada para diferenciar roscas A (externas) e B
(internas). PARAFUSOS - ROSCASNOMENCLATURA DA ROSCA:O padro UNS
apresenta trs famlias de rosca: Rosca Grossa (UNC): mais comum e
recomendada onde se requerem repetidas inseres e remoes do parafuso
ou para insero em materiais moles; Rosca Fina (UNF): so mais
resistentes ao afrouxamento decorrente de vibraes. Tem uma vasta
aplicao na indstria automobilstica e aeronutica; Rosca Ultrafina
(UNEF): so utilizadas onde a espessura de parede limitada.
PARAFUSOS - ROSCASNOMENCLATURA DA ROSCA:
PARAFUSOS - ROSCASRoscas triangulares: As roscas triangulares
classificam-se, segundo o seu perfil, em trs tipos:Rosca
MtricaRosca WhitworthRosca Americana
PARAFUSOS - ROSCASROSCAS TRIANGULARESRosca mtrica ISO normal e
rosca mtrica ISO fina NBR 9527.
PARAFUSOS - ROSCASFrmulas: Rosca mtrica ISO normal e rosca
mtrica ISO fina NBR 9527.
PARAFUSOS - ROSCASRosca Withworth normal (BSW) e Withworth fina
(BSF)ROSCAS TRIANGULARES:
PARAFUSOS - ROSCASTipos de parafuso
PARAFUSOS - ROSCASTipos de porcas
PARAFUSOS - ROSCASTipos de arruelas
PARAFUSOS - ROSCASTipos de parafuso:Parafuso de Cabea
Sextavada:Em geral, esse tipo de parafuso utilizado em unies em que
se necessita de um forte aperto da chave de boca ou
estria.PARAFUSOS - ROSCASTipos de parafuso:Parafuso Sextavado
Interno ou Allen:Este tipo de parafuso utilizado em unies que
exigem um bom aperto, em locais onde o manuseio de ferramentas
difcil devido falta de espao.Esses parafusos so fabricados em ao e
tratados termicamente para aumentar sua resistncia toro.
PARAFUSOS - ROSCASTipos de parafuso:Parafusos de Cabea Escareada
Chata com Fenda:Esse tipo de parafuso muito empregado em montagens
que no sofrem grandes esforos e onde a cabea do parafuso no pode
exceder a superfcie da pea.So fabricados em ao, ao inoxidvel, inox,
cobre, lato, etc.
Onde:Dimetro da cabea do parafuso = 2 * d;Largura da fenda =
0,18 * d;Profundidade da fenda = 0,29 * d;Medida do ngulo do
escareado = 90.PARAFUSOS - ROSCASTipos de parafuso:Parafusos de
Cabea Redonda com Fenda:Esse tipo de parafuso tambm muito empregado
em montagens que no sofrem grandes esforos. Possibilita melhor
acabamento na superfcie.So fabricados em ao, cobre e ligas, como
lato.Onde:Dimetro da cabea do parafuso = 1,9 d;Raio da
circunferncia da cabea = d;Largura da fenda = 0,18 d;Profundidade
da fenda = 0,36 d.
PARAFUSOS - ROSCASTipos de parafuso:Parafusos de cabea cilndrica
baleada com fenda:So utilizados na fixao de elementos nos quais
existe a possibilidade de se fazer um encaixe profundo para a cabea
do parafuso, e a necessidade de um bom acabamento na superfcie dos
componentes. Trata-se de um parafuso cuja cabea mais resistente do
que as outras de sua classe.So fabricados em ao, cobre e ligas,
como lato.Onde:Dimetro da cabea do parafuso = 1,7 d;Raio da cabea =
1,4 d;Comprimento da parte cilndrica da cabea = 0,66 d;Largura da
fenda = 0,18 d;Profundidade da fenda = 0,44 d.
PARAFUSOS - ROSCASTipos de parafuso:Parafusos de cabea escareada
baleada com fenda:So geralmente utilizados na unio de elementos
cujas espessuras sejam finas e quando necessrio que a cabea do
parafuso fique embutida no elemento. Permitem um bom acabamento na
superfcie.So fabricados em ao, cobre e ligas como lato.Onde:Dimetro
da cabea do parafuso = 2 d;Raio da cabea do parafuso = 2 d;Largura
da fenda = 0,18 d;Profundidade da fenda = 0,5 d.
PARAFUSOS - ROSCASTipos de parafuso:Parafuso com Rosca Soberba
para Madeira:Esse tipo de parafuso tambm utilizado com auxlio de
buchas plsticas. O conjunto, parafuso-bucha aplicado na fixao de
elementos em bases de alvenaria.Quanto escolha do tipo de cabea a
ser utilizado, leva-se em considerao a natureza da unio a ser
feita.So fabricados em ao e tratados superficialmente para evitar
efeitos oxidantes de agentes naturais.
PARAFUSOS - ROSCASCLCULOS DE ROSCAS:No sistema mtrico, as
medidas das roscas so determinadas em milmetros. Os filetes tm
forma triangular, ngulo de 60, crista plana e raiz arredondada.No
sistema whitworth, as medidas so dadas em polegadas. Nesse sistema,
o filete tem a forma triangular, ngulo de 55, crista e raiz
arredondadas.
Projeto e avaliao de unies parafusadas.Principais expresses e
consideraes para o clculo das unies pr-carregadas. 1- Clculo de
resistncia (esforo ).
ou
Recomenda-se para o clculo do esforo limite:
OndeP fora aplicada ao parafuso ou carga a deslocar (N)n -
coeficiente de segurana estar entre 2 e 4.Projeto e avaliao de
unies parafusadas.Principais expresses e consideraes para o clculo
das unies pr-carregadas. 1- Clculo de resistncia (esforo ).[t] =
(0,25 a 0,5) * y Os menores valores de esforo limite na trao [t]
quando d 30 mm e no se controla a pr-carga ou pretenso.
Coeficiente de aderncia. = 1.2 a 1.5 Se a carga for constante. =
1.5 a 1.8 Se a carga for varivel. P0 = Fora mxima no parafuso (N)V
= Pre-carga residual (N)(Y). - limite de escoamento (MPa)Projeto e
avaliao de unies parafusadas.Principais expresses e consideraes
para o clculo das unies pr-carregadas. Momento de aperto (Ma
(Nm)).
Onde:V - Valor da fora da Prcarga (N) - Angulo de elevao da
rosca - Angulo de fricod2 - dimetro efetivo do parafuso (dimetro
mdio) (m)f - Folga entre a raiz do filete da porca e a crista do
filete do parafuso (m)S2 - Distancia entre faces (m) dc - Dimetro
do furo (m)K coeficiente de torque ou aperto (K 0,2)d diametro
externo do parafuso (m)Projeto e avaliao de unies
parafusadas.Principais expresses e consideraes para o clculo das
unies pr-carregadas. Nmero de parafusos numa superfcie
circular.Onde:D dimetro da superfcie circular (m)d2 dimetro dos
parafusos ou seja sua mtrica (m)
De maneira geral o nmero de parafusos par e mltiplo de 4 ou
6Projeto e avaliao de unies parafusadas.Principais expresses e
consideraes para o clculo das unies pr-carregadas. Nmero de
parafusos numa superfcie plana: depende da configurao da
mesma.Onde:e1 (mm)e2 (mm)s espessura da estrutura (mm)dm dimetro
meio do parafuso (mm)
Comprimento do centro do furo ao extremo frontal Comprimento do
centro do furo ao extremo lateral Comprimento entre centro do furo
na transmisso da cargaComprimento entre centro do furo
perpendicular na transmisso da cargaAmbiente corrosivo ou
agressivoProjeto e avaliao de unies parafusadas.Principais
expresses e consideraes para o clculo das unies pr-carregadas.
Seleo de parafusos.Parafusos estruturais ou para cargas pesadas,
devem ser escolhidos de acordo com a SAE, ASTM e ISO, que
estabelecem critrios de material, tratamentos trmicos e resistncia
mnima de prova.Projeto e avaliao de unies parafusadas.Seleo de
parafusos.Parafusos estruturais ou para cargas pesadas (SAE).
Projeto e avaliao de unies parafusadas.Seleo de
parafusos.Parafusos estruturais ou para cargas pesadas (ISO).
Equivalncias entre normas:SAE 1 ISO 4.6 ASTM A 307SAE 5 ISO 8.8
ASTM A 325SAE 8.2 ISO 10.9 ASTM A 490Projeto e avaliao de unies
parafusadas.Seleo de parafusos.Parafusos estruturais ou para cargas
pesadas (ISO). Na designao a.b, o primeiro nmero a representa o
mnimo de resistncia a trao (X MPa); o segundo nmero b, na verdade
.b, quer dizer b0 % da trao = limite de escoamento de X * b
MPa.
Ex: 8.8: o primeiro oito representa 830 MPa mnimo de resistncia
a trao; o segundo oito, quer dizer 80 % da trao = limite de
escoamento de 664 MPa (por tabela 660 MPa).
Parafusos estruturais ou para cargas pesadas (ASTM).
Projeto e avaliao de unies parafusadas.Principais expresses e
consideraes para o clculo das unies pr-carregadas.Seleo das porcas:
utilizando a norma DIN 943 obtemos as dimenses das porcas.
Onde:d = D1 dimetro de furo ou menor da porca (mm)da = D2
dimetro mdio, efetivo ou do flanco da porca (mm)dw = D dimetro do
fundo ou maior da porca (mm)s medida entre as fases paralelas da
cabea (mm)e medida entre os vrtices da cabea (mm)m largura ou
altura da porca (mm)Porcas de cabea sextavada ou hexagonaisProjeto
e avaliao de unies parafusadas.Seleo das porcas:
Porcas hexagonaisProjeto e avaliao de unies parafusadas.Seleo
das porcas:
Porcas hexagonais