Elementos de Máquinas 2009

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ELEMENTOS
DE MÁQUINAS
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ELEMENTOS
DE MÁQUINAS
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Federação das Indústrias do Estado do Rio de Janeiro
Eduardo Eugenio Gouvêa Vieira
Presidente
Diretoria-Geral do Sistema FIRJAN
Augusto Cesar Franco de Alencar
Diretor
Diretoria Regional do SENAI-RJ
Roterdam Pinto Salomão
Diretor
Diretoria de Educação
Andréa Marinho de Souza Franco
Diretora
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ELEMENTOS
DE MÁQUINAS
Rio de Janeiro
2008
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Produção Editorial
Coordenação
Revisão Técnica
Revisão Editorial
Colaboração
Projeto Gráfico e Editoração
Vera Regina Costa Abreu
Alda Maria da Glória Lessa Bastos
Ézio Zerbone
Lilia Zanetti Freire
Antonio Carlos Cezar de Carvalho
Artae Design & Criação
Elementos de Máquinas
1ª. ed. 2003; 2ª. ed. 2008.
SENAI – Rio de Janeiro
Diretoria de Educação
SENAI - Rio de Janeiro
GEP - Gerência de Educação Profissional
Rua Mariz e Barros, 678 - Tijuca
20270-903 - Rio de Janeiro - RJ
Tel: (21) 2587-1323
Fax: (21) 2254-2884
 http://www.rj.senai.org.br
Ficha Técnica
Gerência de Educação Profissional
Gerência de Produto
Luis Roberto Arruda
Darci Pereira Garios
Edição revista da apostila Mecânica de Elementos de Máquinas do convênio
SENAI-RJ/MICHELIN, 2001
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Sumário
1
APRESENTAÇÃO ............................................................................13
UMA PALAVRA INICIAL................................................................15
ELEMENTOS DE FIXAÇÃO ..........................................................19
Elementos de fixação ............................................................................................... 21
Influência da natureza da ligação .................................................................. 21
Influência da forma das peças a unir ............................................................. 23
Influência dos esforços a transmitir ............................................................... 25
Influência do meio de ligação utilizado ......................................................... 26
Roscas ............................................................................................................. 27
Parafusos ........................................................................................................ 30
Estojos ............................................................................................................. 39
Chumbadores ................................................................................................. 40
Porcas ............................................................................................................. 40
Arruelas ........................................................................................................... 43
Anéis elásticos ................................................................................................ 45
Pinos ............................................................................................................... 45
Chavetas ......................................................................................................... 47
Rebites ............................................................................................................ 52
Soldagem ........................................................................................................ 54
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Molas ............................................................................................................... 61
Vamos praticar ? ........................................................................................................ 70
MANCAIS DE DESLIZAMENTO E DE ROLAMENTO .......... 79
Guias ............................................................................................................................. 81
Descrição ........................................................................................................ 81
Condições de funcionamento ........................................................................ 82
Classificação das guias ................................................................................. 83
Guias de deslizamento ................................................................................... 85
Mancais de deslizamento .............................................................................. 90
Mancais de rolamento .................................................................................. 113
Vamos praticar ? ..................................................................................................... 138
ACOPLAMENTOS ........................................................................ 145
Acoplamentos ......................................................................................................... 147
Definição ....................................................................................................... 147
Ligações entre árvores colineares ............................................................... 148
Acoplamentos rígidos ................................................................................... 148
Acoplamentos flexíveis ................................................................................. 149
Ligações entre árvores concorrentes .......................................................... 150
Ligações entre árvores cujas linhas de centro são paralelas .................... 152
Vamos praticar ? ..................................................................................................... 153
TRANSMISSÕES ........................................................................... 155
Correiras e polias ................................................................................................... 157
Correias planas ............................................................................................ 159
Correias trapezoidais ................................................................................... 163
Correias dentadas ........................................................................................ 166
Transmissão por cabos ................................................................................ 168
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Condições de funcionamento da polia ........................................................ 171
Construção da polia ..................................................................................... 172
Tipos de polia ............................................................................................... 173
Estudo cinemático ........................................................................................ 176
Correntes ................................................................................................................ 180
Tipos de correntes ........................................................................................ 182
Normalização de correntes .......................................................................... 186
Engrenagem de corrente ............................................................................. 186
Condições de funcionamento ...................................................................... 187
Estudo cinemático ........................................................................................ 188
Engrenagem ............................................................................................................. 190
Geometria do dente ......................................................................................192
Ângulo de pressão ....................................................................................... 192
Grau de engrenamento ................................................................................ 193
Interferência de dentes evolventes .............................................................. 194
Engrenagem cilíndrica de dentes retos ....................................................... 194
Engrenagem cilíndrica de dentes helicoidais ............................................. 198
Engrenagens cônicas ................................................................................... 204
Parafuso sem-fim e engrenagem helicoidal ............................................... 209
Vamos praticar? ...................................................................................................... 219
ATIVIDADES COMPLEMENTARES ........................................... 2295
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Prezado aluno,
Quando você resolveu fazer um curso em nossa instituição, talvez não soubesse que, desse momento
em diante, estaria fazendo parte do maior sistema de educação profissional do país: o SENAI. Há
mais de sessenta anos, estamos construindo uma história de educação voltada para o desenvolvimento
tecnológico da indústria brasileira e da formação profissional de jovens e adultos.
Devido às mudanças ocorridas no modelo produtivo, o trabalhador não pode continuar com uma
visão restrita dos postos de trabalho. Hoje, o mercado exigirá de você, além do domínio do conteúdo
técnico de sua profissão, competências que lhe permitam decidir com autonomia, proatividade,
capacidade de análise, solução de problemas, avaliação de resultados e propostas de mudanças no
processo do trabalho. Você deverá estar preparado para o exercício de papéis flexíveis e polivalentes,
assim como para a cooperação e a interação, o trabalho em equipe e o comprometimento com os
resultados.
Soma-se, ainda, que a produção constante de novos conhecimentos e tecnologias exigirá de você a
atualização contínua de seus conhecimentos profissionais, evidenciando a necessidade de uma formação
consistente que lhe proporcione maior adaptabilidade e instrumentos essenciais à auto-aprendizagem.
Essa nova dinâmica do mercado de trabalho vem requerendo que os sistemas de educação se
organizem de forma flexível e ágil, motivos esses que levaram o SENAI a criar uma estrutura
educacional, com o propósito de atender às novas necessidades da indústria, estabelecendo uma
formação flexível e modularizada.
Essa formação flexível tornará possível a você, aluno do sistema, voltar e dar continuidade à sua
educação, criando seu próprio percurso. Além de toda a infra-estrutura necessária ao seu
desenvolvimento, você poderá contar com o apoio técnico-pedagógico da equipe de educação dessa
escola do SENAI para orientá-lo em seu trajeto.
Mais do que formar um profissional, estamos buscando formar cidadãos.
Seja bem-vindo!
Andréa Marinho de Souza Franco
Diretora de Educação
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SENAI-RJ – 1313131313
Elementos de Máquinas – Apresentação
Apresentação
A dinâmica social dos tempos de globalização exige dos profissionais atualização constante. Mesmo
as áreas tecnológicas de ponta ficam obsoletas em ciclos cada vez mais curtos, trazendo desafios
renovados a cada dia, e tendo como conseqüência para a educação a necessidade de encontrar novas e
rápidas respostas.
Nesse cenário, impõe-se a educação continuada, exigindo que os profissionais busquem atualização
constante durante toda a sua vida – e os docentes e alunos do SENAI-RJ incluem-se nessas novas
demandas sociais.
É preciso, pois, promover, tanto para os docentes como para os alunos da educação profissional, as
condições que propiciem o desenvolvimento de novas formas de ensinar e aprender, favorecendo o
trabalho de equipe, a pesquisa, a iniciativa e a criatividade, entre outros aspectos, ampliando suas
possibilidades de atuar com autonomia, de forma competente .
Este material trata, sem esgotar o assunto, dos elementos da máquina e visa instrumentalizar o
profissional com os conceitos, as características de utilização e a simbologia mais pertinentes da área
em questão.
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Elementos de Máquinas – Uma Palavra Inicial
SENAI-RJ – 1515151515
Uma palavra inicial
Meio ambiente...
Saúde e segurança no trabalho...
O que é que nós temos a ver com isso?
Antes de iniciarmos o estudo deste material, há dois pontos que merecem destaque: a relação entre
o processo produtivo e o meio ambiente; e a questão da saúde e segurança no trabalho.
As indústrias e os negócios são a base da economia moderna. Produzem os bens e serviços
necessários, e dão acesso a emprego e renda; mas, para atender a essas necessidades, precisam usar
recursos e matérias-primas. Os impactos no meio ambiente muito freqüentemente decorrem do tipo de
indústria existente no local, do que ela produz e, principalmente, de como produz.
É preciso entender que todas as atividades humanas transformam o ambiente. Estamos sempre
retirando materiais da natureza, transformando-os e depois jogando o que “sobra” de volta ao ambiente
natural. Ao retirar do meio ambiente os materiais necessários para produzir bens, altera-se o equilíbrio
dos ecossistemas e arrisca-se ao esgotamento de diversos recursos naturais que não são renováveis ou,
quando o são, têm sua renovação prejudicada pela velocidade da extração, superior à capacidade da
natureza para se recompor. É necessário fazer planos de curto e longo prazo, para diminuir os impactos
que o processo produtivo causa na natureza. Além disso, as indústrias precisam se preocupar com a
recomposição da paisagem e ter em mente a saúde dos seus trabalhadores e da população que vive ao
redor dessas indústrias.
Com o crescimento da industrialização e a sua concentração em determinadas áreas, o problema da
poluição aumentou e se intensificou. A questão da poluição do ar e da água é bastante complexa, pois
as emissões poluentes se espalham de um ponto fixo para uma grande região, dependendo dos ventos,
do curso da água e das demais condições ambientais, tornando difícil localizar, com precisão, a origem
do problema. No entanto, é importante repetir que, quando as indústrias depositam no solo os resíduos,
quando lançam efluentes sem tratamento em rios, lagoas e demais corpos hídricos, causam danos ao
meio ambiente.
O uso indiscriminado dos recursos naturais e a contínua acumulação de lixo mostram a falha básica
de nosso sistema produtivo: ele opera em linha reta. Extraem-se as matérias-primas através de processos
de produção desperdiçadores e que produzem subprodutos tóxicos. Fabricam-se produtos de utilidade
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Elementos de Máquinas – Uma Palavra Inicial
1616161616 – SENAI-RJ
limitada que, finalmente, viram lixo, o qual se acumula nos aterros. Produzir, consumir e dispensar bens
desta forma, obviamente, não é sustentável.
Enquanto os resíduos naturais (que não podem, propriamente, ser chamados de “lixo”) são absorvidos
e reaproveitados pela natureza, a maioria dos resíduos deixados pelas indústrias não tem aproveitamento
para qualquer espécie de organismo vivo e, para alguns, pode até ser fatal. O meio ambiente pode
absorver resíduos, redistribuí-los e transformá-los. Mas, da mesma forma que a Terra possui uma
capacidade limitada de produzir recursos renováveis, sua capacidade de receber resíduos também é
restrita, e a de receber resíduos tóxicos praticamente não existe.
Ganha força, atualmente, a idéia de que as empresas devem ter procedimentos éticos que considerem
a preservação do ambiente como umaparte de sua missão. Isto quer dizer que se devem adotar práticas
que incluam tal preocupação, introduzindo processos que reduzam o uso de matérias-primas e energia,
diminuam os resíduos e impeçam a poluição.
Cada indústria tem suas próprias características. Mas já sabemos que a conservação de recursos é
importante. Deve haver crescente preocupação com a qualidade, durabilidade, possibilidade de conserto
e vida útil dos produtos.
As empresas precisam não só continuar reduzindo a poluição, como também buscar novas formas
de economizar energia, melhorar os efluentes, reduzir a poluição, o lixo, o uso de matérias-primas.
Reciclar e conservar energia são atitudes essenciais no mundo contemporâneo.
É difícil ter uma visão única que seja útil para todas as empresas. Cada uma enfrenta desafios diferentes
e pode se beneficiar de sua própria visão de futuro. Ao olhar para o futuro, nós (o público, as empresas, as
cidades e as nações) podemos decidir quais alternativas são mais desejáveis e trabalhar com elas.
Infelizmente, tanto os indivíduos quanto as instituições só mudarão as suas práticas quando acreditarem
que seu novo comportamento lhes trará benefícios – sejam estes financeiros, para sua reputação ou
para sua segurança.
A mudança nos hábitos não é uma coisa que possa ser imposta. Deve ser uma escolha de pessoas
bem-informadas a favor de bens e serviços sustentáveis. A tarefa é criar condições que melhorem a
capacidade de as pessoas escolherem, usarem e disporem de bens e serviços de forma sustentável.
Além dos impactos causados na natureza, diversos são os malefícios à saúde humana provocados
pela poluição do ar, dos rios e mares, assim como são inerentes aos processos produtivos alguns riscos
à saúde e segurança do trabalhador. Atualmente, acidente do trabalho é uma questão que preocupa os
empregadores, empregados e governantes, e as conseqüências acabam afetando a todos.
De um lado, é necessário que os trabalhadores adotem um comportamento seguro no trabalho,
usando os equipamentos de proteção individual e coletiva, de outro, cabe aos empregadores prover a
empresa com esses equipamentos, orientar quanto ao seu uso, fiscalizar as condições da cadeia produtiva
e a adequação dos equipamentos de proteção.
A redução do número de acidentes só será possível à medida que cada um – trabalhador, patrão e
governo – assuma, em todas as situações, atitudes preventivas, capazes de resguardar a segurança de
todos.
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Elementos de Máquinas – Uma Palavra Inicial
SENAI-RJ – 1717171717
Deve-se considerar, também, que cada indústria possui um sistema produtivo próprio, e, portanto, é
necessário analisá-lo em sua especificidade, para determinar seu impacto sobre o meio ambiente, sobre
a saúde e os riscos que o sistema oferece à segurança dos trabalhadores, propondo alternativas que
possam levar à melhoria de condições de vida para todos.
Da conscientização, partimos para a ação: cresce, cada vez mais, o número de países, empresas e
indivíduos que, já estando conscientizados acerca dessas questões, vêm desenvolvendo ações que
contribuem para proteger o meio ambiente e cuidar da nossa saúde. Mas, isso ainda não é suficiente...
faz-se preciso ampliar tais ações, e a educação é um valioso recurso que pode e deve ser usado em tal
direção. Assim, iniciamos este material conversando com você sobre o meio ambiente, saúde e segurança
no trabalho, lembrando que, no seu exercício profissional diário, você deve agir de forma harmoniosa
com o ambiente, zelando também pela segurança e saúde de todos no trabalho.
Tente responder à pergunta que inicia este texto: meio ambiente, a saúde e a segurança no trabalho
– o que é que eu tenho a ver com isso? Depois, é partir para a ação. Cada um de nós é responsável.
Vamos fazer a nossa parte?
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Elementos de fixação
1
Nesta Seção...
Influência da natureza da ligação
Influência da forma das peças a unir
Influência dos esforços a transmitir
Influência do meio de ligação utilizado
Roscas
Parafusos
Estojos
Chumbadores
Porcas
Arruelas
Anéis elásticos
Pinos
Chavetas
Rebites
Soldagem
Molas
Vamos praticar?
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Elementos de Máquinas – Elementos de Fixação
SENAI-RJ – 2121212121
Elementos de fixação
Todo mecanismo comporta um certo número de peças montadas umas sobre as outras. Algumas
dentre elas são fixas, outras são móveis.
As necessidades de fabricação, de montagem, de transporte, de reparação, obrigam igualmente o
projetista a prever em várias peças órgãos fixos ou móveis.
As montagens utilizadas em construções mecânicas são várias e dependem do efeito de inúmeros
fatores: natureza da ligação a estabelecer, formas das peças a unir, meio utilizado para unir as peças,
sentido e grandeza dos esforços a transmitir etc.
Influência da natureza da ligação
Podem-se classificar as diferentes montagens em três categorias, segundo a natureza da ligação.
Montagens de ligação rígidas
São montagens nas quais as peças montadas são inteiramente rígidas, inteiramente solidárias uma
à outra, sem que haja possibilidade de movimento relativo (figura a seguir).
C D E
fixo fixo
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Elementos de Máquinas – Elementos de Fixação
2222222222 – SENAI-RJ
Montagens de ligação semi-rígida
Estas montagens permitem um certo movimento relativo de duas peças. Este movimento pode ser
de translação (montagem deslizante) ou de rotação (montagem rotativa).
Para os dois casos, deve-se facilitar o movimento possível (deslizante ou rotativo) e impedir qualquer
outro movimento (imobilizar em rotação no primeiro caso e em translação no segundo caso).
Montagens de ligação elástica
São montagens onde as peças montadas são reunidas por uma ligação flexível: mola, tampão de
borracha etc. (figura a seguir).
A peça móvel, cujo movimento pode ser de rotação ou de translação, retorna por mola desde que a
força motriz cesse.
Observação
Todas estas montagens podem ser permanentes ou desmontáveis. A ligação
pode ser direta ou efetuar-se por intermédio de órgãos de ligação:
parafusos, porcas etc.
C CA B BAD
deslizante fixo fixo rotativo
fixamóvel
D B C A
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Elementos de Máquinas – Elementos de Fixação
SENAI-RJ – 2323232323
Influência da forma das peças a unir
A classificação da montagem também pode se dar de acordo com a forma das peças a se unir.
Superfície plana
A superfície plana torna fácil a usinagem por fresagem ou aplainamento. As montagens obtidas
podem ser de ligação rígida ou semi-rígida, permanentes ou desmontáveis. O movimento possível pode
ser de rotação ou de translação (observe a figura).
Superfície cilíndrica
Tratando-se de superfície cilíndrica, a usinagem, através do torno, é de fácil execução. O ajuste é
sensível e de grande precisão. As duas peças serão bem centradas uma em relação a outra (observe
a figura).
Superfície cônica
Para se ajustarem, árvore e furo deverão ter a mesma conicidade, o que é de difícil obtenção. A
montagem cônica é, conseqüentemente, mais difícil que a montagem cilíndrica (observe a figura).
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Elementos de Máquinas – Elementos de Fixação
2424242424 – SENAI-RJ
Em compensação, se as duas peças estão bem ajustadas, a centragem é perfeita. No mais, as duas
peças, apertadas uma contra a outra, possibilitarão uma ligação por aderência.
Enfim, a montagem obtida é quase sempre por ligação rígida.
Superfície esférica
No que diz respeito à superfície esférica, sua execução, montagem e ajuste são difíceis, sendo seu
emprego bastante raro(observe a figura a seguir).
Superfície prismática
A montagem de um prisma sobre outro de mesma forma e de mesma secção assegura a imobilização
em rotação (observe a figura a seguir).
Esta é, conseqüentemente, uma montagem deslizante, e a união de um dispositivo de bloqueio em
translação realiza uma ligação completa. A usinagem, porém, é bastante longa e o ajuste, difícil.
A B
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Elementos de Máquinas – Elementos de Fixação
SENAI-RJ – 2525252525
Superfície helicoidal
O atarrachamento direto de uma peça roscada sobre um furo roscado realiza uma montagem por
superfícies helicoidais.
A usinagem é fácil, mas o ajuste é em geral imperfeito e a centragem, ruim (observe a figura a
seguir).
Influência dos esforços a transmitir
A escolha das montagens pode ser feita em função das características dos esforços suportados,
direção, sentido e intensidade das forças.
Direção e sentido dos esforços
O conhecimento desses elementos permite a determinação da natureza da deformação
suportada pelas peças, como tensão, compressão, cisalhamento, flexão, torção, enfim solicitações
compostas.
A
B
A
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Elementos de Máquinas – Elementos de Fixação
2626262626 – SENAI-RJ
Intensidade das forças
O conhecimento da natureza da deformação e da grandeza das solicitações permite o cálculo da
seção do órgão a montar, a escolha da disposição das peças a montar em vista a reduzir o aperto ou
suprimir certas solicitações perigosas ( cisalhamento dos parafusos, por exemplo).
Influência do meio de ligação utilizado
Apesar da diversidade dos meios utilizados, uma pequena classificação é apresentada somente em
duas categorias, segundo o princípio utilizado.
Ligação por obstáculo
Um elemento de montagem C, alojado em conjunto às duas peças a reunir A e B, se opõe ao
movimento relativo, totalmente ou parcialmente.
A ligação é dita “positiva”, caso ela exija a desmontagem ou a destruição do elemento de montagem
para separar as duas peças montadas. Exemplo: rebitagem a frio.
Ligação por aderência
Para fazer deslizar uma sobre a outra, duas peças A e B sob a atuação de uma força normal P ,
é necessário exercer uma força F, pelo menos igual a P.f (sendo f o coeficiente de atrito entre A e
B). Inversamente, se F é inferior ao produto P.f, as duas peças aderem uma à outra. Esta propriedade
é utilizada para assegurar a ligação entre as duas peças A e B (figura a seguir).
B
A C
F
F
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Elementos de Máquinas – Elementos de Fixação
SENAI-RJ – 2727272727
Como esta ligação não é positiva, corre-se o risco de deslizamento se o esforço de aderência P
diminui ou se o esforço lateral F aumenta e ultrapassa o valor P.f. O que não é inconveniente, pois
evita o risco de ruptura das peças.
Este meio de ligação é bastante utilizado em construções mecânicas, podendo a aderência ser
obtida por sistemas parafuso-porca, por parafuso etc., sobre superfícies planas, cilíndricas, cônicas,
etc., conforme figuras a seguir.
Roscas
Uma rosca é uma superfície cilíndrica sobre a qual se entalham ranhuras helicoidais que fazem
aparecer as saliências chamadas filetes.
A superfície cilíndrica sobre a qual se forma uma rosca pode ser uma haste cilíndrica ou um furo
cilíndrico (observe a figura a seguir).
Uma haste cilíndrica roscada é chamada de parafuso e um furo roscado é chamado de porca.
F F
F
P
P
P
A
B B
A
AA
A BBB
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Elementos de Máquinas – Elementos de Fixação
2828282828 – SENAI-RJ
Características de uma rosca
Uma rosca é definida pelos seguintes elementos:
• Diâmetro nominal – é o diâmetro do cilindro inicial que dá origem ao parafuso (d).
• Passo – é a distância entre o centro de dois filetes consecutivos.
• Número de entradas – quando é necessário um passo maior que o normal para um diâmetro
relativamente pequeno, faz-se passar duas roscas idênticas e de passo bem grande, defasadas em 180°,
por uma mesma haste cilíndrica (figuras anteriores).
• Forma do perfil – os filetes de rosca podem ser encontrados em cinco formatos diferentes:
d
d
passo
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Elementos de Máquinas – Elementos de Fixação
SENAI-RJ – 2929292929
• Sentido de aperto da rosca – uma rosca pode ser apertada girando o parafuso para o lado direito
ou para o lado esquerdo, em função de sua aplicação.
30o
P
P
45o 10o
80o
P
P
30o
P
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Elementos de Máquinas – Elementos de Fixação
3030303030 – SENAI-RJ
Roscas ISO (international standard organization)
Antigamente as roscas não tinham uma forma de construção definida e cada país tinha sua própria
normalização, definindo dimensões como: altura do filete, ângulo do filete, passos etc.
Isto dificultava a intercambialidade entre as peças em construções mecânicas de países diferentes.
Para satisfazer a esta necessidade de intercambialidade foi criada na década de 1950, pela
Organização Internacional de Normalização, uma norma internacional que rege a forma de construção
dos diversos tipos de roscas.
Esta normalização foi adotada pelo Brasil, na década de 1960, bem como pela maioria dos outros
países. Isto permite a intercambialidade entre peças de construção mecânica em esfera mundial.
Parafusos
Um parafuso é uma haste roscada com uma cabeça cuja forma permite o aperto do mesmo.
Segundo o modo de atuação, distinguem-se os parafusos de montagem, que garantem a ligação
rígida de duas peças. Estamos tratando aqui do parafuso de pressão, que assegura o bloqueio de uma
peça móvel após regulagem.
Segundo a natureza dos materiais das peças a fixar, distinguem-se os parafusos de metais e os
parafusos de madeira. Há um certo número de parafusos que são normalizados, mas há um grande
número de parafusos que não o são (os especiais), comumente utilizados.
Parafusos de montagem
Consideremos uma peça A que deseja-se tornar solidária a uma peça maciça B através de parafusos.
Para este fim, os parafusos atravessam livremente a peça A e se aparafusam na peça B. A
primeira apresenta, assim, um furo liso, a segunda, sum furo roscado.
Quando se dá o aperto do parafuso, a peça A é apertada entre a cabeça do parafuso e a peça B,
resultando daí a ligação por aderência entre as peças A e B.
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Elementos de Máquinas – Elementos de Fixação
SENAI-RJ – 3131313131
O furo da peça A será passante e com uma folga de 0,25 a 0,5mm em relação ao diâmetro nominal
do parafuso, já que este será centrado pela própria rosca quando aparafusado na peça B.
O aperto do parafuso se dá com uma deformação elástica do mesmo, não se fazendo necessário
um aperto enérgico, mas moderado a fim de que o limite elástico não seja ultrapassado.
Por outro lado, em caso de choques ou de vibração, evita-se o desaperto dos parafusos com um
dispositivo apropriado, o qual veremos mais adiante.
Parafusos normalizados
Os parafusos são identificados segundo a forma de suas cabeças.
• Parafusos de cabeça sextavada (H), exemplo na figura anterior.
• Parafusos de cabeça cilíndrica (C), podendo ser ainda com cabeça cilíndrica abaulada (CB),
conforme figuras a seguir.
• Parafusos de cabeça escareada (F/90), também podendo ter ainda a cabeça escareada e abaulada
(FB/90) (figura a seguir).
• Parafusos com sextavado interno, podendo apresentar a cabeça cilíndrica (CHc), ou a cabeça
escareada (FHc/90). Observe as figuras.
• Parafusos de cabeça quadrada (Q). Confira um exemplo na figura que segue.
90o 20oc
dd
bi
uk
b 1
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l
l
a
d
PR
OI
BI
DA
 R
EP
RO
DU
ÇÃ
O
Elementos de Máquinas – Elementos de Fixação3232323232 – SENAI-RJ
Designação dos parafusos de montagem
Para designar um parafuso (veja figura), basta indicar os seguintes elementos:
• O tipo do parafuso, H, CHc, F/90 etc.
• O tipo de rosca e seu diâmetro nominal, M8, M10, M15 etc.
• O comprimento útil do parafuso.
Se a rosca do parafuso for de passo fino, deve-se indicar o mesmo ao lado da indicação da rosca
(figura a seguir).
Se o sentido da rosca for à esquerda, deve-se indicar com a inclusão das letras Re, ao lado da
indicação da rosca (figura a seguir).
tipo de rosca
tipo de parafuso
∅ nominal da rosca
comprimento útil
CHc M8 × 30{ { {
L
tipo de rosca
tipo de parafuso
∅ nominal da rosca
comprimento útil
CHc M8 × 1 × 30{ { {
L
passo da rosca (fina)
tipo de rosca
tipo de parafuso
∅ nominal da rosca
comprimento útil
CHc M8Re × 30{ {
L
indicação rosca esquerda
{
PR
OI
BI
DA
 R
EP
RO
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ÇÃ
O
Elementos de Máquinas – Elementos de Fixação
SENAI-RJ – 3333333333
Abaixo seguem alguns exemplos de como ler a designação de parafusos.
Parafusos especiais
Há ainda um grande número de parafusos que são utilizados com uma freqüência bem menor na
indústria mecânica, e por isso são denominados parafusos especiais, tais como: parafuso de cabeça com
fenda estrelada e parafuso com fenda cruzada, conforme figuras a seguir.
Parafusos de pressão
Neste caso é mais freqüente o parafuso ser aparafusado na peça A (figuras a seguir) e sua
extremidade apóia-se sobre a peça B, daí a ligação por aderência entre B e a parte inferior de A.
Observe que o parafuso é solicitado por um esforço de compressão e não de tração.
• H M10 x 50 – parafuso de cabeça sextavada, rosca métrica ISO de diâmetro
nominal 10mm e comprimento útil de 50mm.
• CHc M6 x 40 – parafuso de cabeça cilíndrica com sextavado interno, rosca métrica
ISO de diâmetro nominal 6mm e comprimento útil de 40mm.
• FHc/90 M12 x 100 – parafuso de cabeça escareada com sextavado interno, rosca
métrica ISO de diâmetro nominal 12mm e comprimento útil de 100mm.
• F/90 M4 x 30 – parafuso de cabeça escareada com fenda, rosca métrica ISO de
diâmetro nominal 4mm e comprimento útil de 40mm.
• C M5 x 40 – parafuso de cabeça cilíndrica com fenda, rosca métrica ISO de
diâmetro nominal 5mm e comprimento útil 40mm.
A
B
A
B
PR
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Elementos de Máquinas – Elementos de Fixação
3434343434 – SENAI-RJ
Algumas vezes a extremidade do parafuso penetra na peça a fixar; há neste caso aderência e
travamento.
Em outros casos, há a penetração sem o aperto da peça B, ocorrendo somente a imobilidade em
rotação da peça B.
Normalização dos parafusos de pressão
Esta é feita de forma idêntica aos parafusos de montagem, diferenciando-se apenas na simbologia
que diz respeito à extremidade do parafuso, sendo a forma da cabeça dos parafusos de pressão similar
às formas de cabeça dos parafusos de montagem, com diferença apenas em suas dimensões, conforme
figuras a seguir.
B
A
B
PR
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DA
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Elementos de Máquinas – Elementos de Fixação
SENAI-RJ – 3535353535
• Parafuso de cabeça hexagonal reduzida (Hm)
• Parafuso de cabeça quadrada ordinária (QP)
• Parafuso de cabeça quadrada reduzida (Qm)
• Parafuso de cabeça cilíndrica estreita (Cm)
• Parafuso sem cabeça com fenda (sem simb.)
• Parafuso sem cabeça com sextavado interno (Hc)
PR
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Elementos de Máquinas – Elementos de Fixação
3636363636 – SENAI-RJ
A classificação das extremidades se dá conforme a sua forma usinada.
• Ponta plana, com chanfro, como nos parafusos de montagem. Há o risco de esmagamento dos
filetes da extremidade (figura a seguir).
• Ponta cônica que penetra em um furo da mesma forma, fazendo travamento e pressão (figura a
seguir).
• Ponta com furo de centro, que se aplica sobre uma circunferência, com forte pressão. Corre-se
o risco de deteriorar a peça apertada. Extremidade freqüentemente temperada (figura a seguir).
• Ponta cilíndrica, parte não roscada de diâmetro inferior ao corpo do parafuso, usado para apoiar
ou para penetração. Pode ser curta ou longa (figuras a seguir).
Abaixo seguem alguns exemplos da discriminação dos parafusos de pressão:
• QP M8 x 30 ponta cônica – parafuso de cabeça quadrada ordinária, rosca ISO de diâmetro
nominal 8mm, comprimento útil 30mm e ponta cônica.
PR
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Elementos de Máquinas – Elementos de Fixação
SENAI-RJ – 3737373737
• Hm M10 x 60 ponta plana – parafuso de cabeça sextavada reduzida, rosca ISO de diâmetro
nominal 10mm, comprimento útil 60mm e ponta plana (também encontrado sem indicação do tipo de
ponta).
• Hc M6 x 25 ponta cilíndrica longa – parafuso sem cabeça com sextavado interno, rosca ISO de
diâmetro nominal 6mm, comprimento útil 25mm e ponta cilíndrica longa.
• Cm M5 x 20 ponta com furo de centro – parafuso de cabeça cilíndrica estreita, rosca ISO de
diâmetro nominal 5mm, comprimento útil 20mm e ponta com furo de centro.
• Qm M8 x 15 ponta cilíndrica curta – parafuso de cabeça quadrada reduzida, rosca métrica ISO
de diâmetro nominal 8mm, comprimento útil 15mm e ponta cilíndrica curta.
• M12 x 30 – parafuso sem cabeça com fenda, rosca ISO de diâmetro nominal 12mm, comprimento
útil 30mm e ponta plana.
Parafusos para construções mecânicas
Tomemos duas peças A e B que se deseja tornar solidárias uma à outra (figura a seguir).
Neste caso o corpo do parafuso atravessa livremente as duas peças que, aparafusadas pela porca,
se encontram fixadas entre a cabeça do parafuso e a porca. O que resulta, entre A e B, numa força de
aderência que será suficiente para a ligação das duas peças.
Neste tipo de construção há o empecilho de, no momento do aperto, o corpo do parafuso girar
em conjunto com a porca.
Para se obter um aperto enérgico, é necessário um dispositivo que se oponha a esta rotação.
Para isso a cabeça dos parafusos deve ter:
a) Uma forma prismática (hexagonal ou quadrada), permitindo a imobilização em rotação através
de uma forma apropriada do seu alojamento: ressalto (figura anterior), furo quadrado e ranhura em
T (figuras a seguir).
B
A d
d1
5 l
PR
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Elementos de Máquinas – Elementos de Fixação
3838383838 – SENAI-RJ
b) Uma “unha” colocada sob a cabeça, desde que haja uma forma de revolução (cilíndrica, esférica,
ou cônica). A unha é forjada bruta desde que o corpo do parafuso também o seja (figuras a seguir).
Ou ainda pode ser usinada e prensada em um furo feito sob a cabeça do parafuso, desde que o
corpo do parafuso seja usinado (figuras a seguir).
A unha se aloja em um furo com um rasgo, feito sobre uma das peças a fixar (observe a última figura).
A imobilização em rotação dos parafusos de cabeça cilíndrica pode igualmente ser obtida pelo apoio
de uma parte usinada da cabeça contra um ressalto, ou ainda, através de unha (figuras a seguir).
60o
B
PR
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Elementos de Máquinas – Elementos de Fixação
SENAI-RJ – 3939393939
Normalização dos parafusos para construção mecânica
Estes parafusos são normalizados de maneira semelhante aos tipos descritos anteriormente:
• Parafusos de cabeça hexagonal, símbolo H.
• Parafusos de cabeça quadrada, símbolo Q.
• Parafusos de cabeça cilíndrica, símbolo CE e símbolo C.
• Parafusos de cabeça redonda, símbolo RE e símbolo RET.
• Parafusos de cabeça escareada, símbolo F/90E, símbolo F/90ET.
• símbolo FB/90E e símbolo FB/90ET.
Estojos
Quando uma peça A deve ser fixada a uma peça maciça B que não pode ser atravessada por um
parafuso de construção mecânica, utiliza-se o estojo, soldado ou aparafusado em B (figuras a seguir).
Em seguida a peça A é fixada à B pela porcaque é aparafusada no estojo.
Os estojos devem ser aparafusados até ficarem travados pela peça B, a fim de que não haja o
desaperto do estojo quando da retirada da porca.
Para distinguir as duas extremidades, os comprimentos roscados são geralmente diferentes, a
extremidade livre é terminada em uma ponta esférica e a extremidade aparafusada em uma ponta e
chanfrada (figura anterior).
Em casos de desmontagens freqüentes, pode-se utilizar os estojos de extremidade articulável.
B
A
PR
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Elementos de Máquinas – Elementos de Fixação
4040404040 – SENAI-RJ
Após desmontada a porca, o estojo bascula, o que permite a desmontagem da peça, sem que seja
necessária a retirada por completo da porca.
Chumbadores
São utilizados para fixar uma máquina sobre uma fundação maciça. O corpo e a cabeça são imersos
no concreto, e suas formas são feitas com intuito de que se consiga uma boa fixação após a secagem do
cimento. São exemplos de formas: chumbador “rabo de peixe” e chumbador de olhal (figuras a seguir).
Sendo assim, os chumbadores não são desmontáveis.
Porcas
As porcas são elementos de fixação que são aparafusadas e se apóiam sobre uma das peças a
fixar. A superfície de apoio é geralmente plana, podendo ser eventualmente esférica.
A forma exterior da porca é feita de maneira a permitir o encaixe de uma chave de aperto (forma
prismática, forma circular com ranhura etc.).
B
B
A
A
B
A
C
D
PR
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Elementos de Máquinas – Elementos de Fixação
SENAI-RJ – 4141414141
Porcas normalizadas
Para todos os parafusos aplicados a metais, o normal é utilizar a porca hexagonal H com as
mesmas dimensões que a cabeça do parafuso H e com altura igual a 0,8d.
Pode-se utilizar ainda uma porca com a altura maior (Hh), caso o esforço solicitante seja muito grande.
Ou ainda uma porca cuja altura seja menor (Hm), comumente utilizada como contra-porca.
A porca hexagonal pode ter também uma base aumentando a superfície de contato.
Ou ainda pode ter rasgos, para ser travada por pinos.
PR
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Elementos de Máquinas – Elementos de Fixação
4242424242 – SENAI-RJ
E por fim há ainda a porca hexagonal cega, destinada a proteger a extremidade do parafuso
Além da forma hexagonal, existem também as porcas com formas:
cilíndrica com fenda (c)
porca recartilhada
quadrada (Q)
porca borboleta (o)
porca de quatro braçosporca cruzada
Porcas especiais
São inúmeras as porcas especiais. A seguir veremos apenas três exemplos desses tipos de porcas:
porcas cilíndricas (duas primeiras figuras) e porcas entalhadas (última figura).
PR
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Elementos de Máquinas – Elementos de Fixação
SENAI-RJ – 4343434343
Arruelas
Uma arruela é um disco plano que se interpõe entre a porca e a peça a fixar, visando aumentar
a superfície de apoio e reduzir a pressão de contato.
Por outro lado, o uso de uma arruela evita o atrito entre a porca e a superfície da peça; a
rotação efetua-se entre a porca e a arruela.
As arruelas podem executar outras funções, como: batentes, frenagem de porcas etc.
As arruelas planas podem ter quatro diâmetros para um mesmo parafuso usado (figura a seguir).
Por outro lado, existem as arruelas fendadas que permitem uma desmontagem lateral, sem que para
isso seja necessário retirar a porca (figura a seguir).
Z M MU
L
LL
PR
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Elementos de Máquinas – Elementos de Fixação
4444444444 – SENAI-RJ
As arruelas pivotantes desempenham a mesma função das arruelas fendadas.
Arruelas elásticas
Seu objetivo é evitar o desaperto do parafuso em relação à porca sob o efeito dos choques e
vibrações. As mais utilizadas são:
Arruela de pressão
Esta é uma mola com somente uma espira e secção quadrada. Tem corte oblíquo, feito nas arestas,
de forma a se encaixarem quando apertada (figura a seguir).
Arruela com serrilhado
São arruelas que possuem pequenas lingüetas que se rebaixam elasticamente quando há o aperto da
porca. O serrilhado pode ser externo, interno ou duplo, e a arruela é plana ou cônica (figuras a seguir).
Arruelas cônicas
São arruelas elásticas de forma cônica, podem ser lisas ou estriadas, conforme figuras a seguir.
w
PR
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Elementos de Máquinas – Elementos de Fixação
SENAI-RJ – 4545454545
Anéis elásticos
Seu objetivo é fazer a imobilização em translação de peças fixas ou rotativas.
Os anéis elásticos podem ser montados alojados em um rasgo na árvore, anel elástico externo; ou no
interior do furo da peça rotativa, anel elástico interno (figuras a seguir).
Pinos
Um pino é um tarugo de metal destinado a tornar duas peças solidárias uma à outra, em rotação ou
em translação, atravessando-as. Ele realiza, portanto, uma ligação por obstáculo (figura a seguir).
O pino deve se manter no alojamento e suportar o esforço transmitido de A para B, porém, sendo
sua seção frágil, ele não pode suportar um esforço excessivo.
A
A A B
C
A
AB
C
A B
PR
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DA
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Elementos de Máquinas – Elementos de Fixação
4646464646 – SENAI-RJ
Pinos normalizados
Pino cônico (I)
É aquele que, introduzido em um furo do mesmo formato (conicidade 2%), se mantém no lugar por
aperto (figura anterior).
Contrapino (V)
Trata-se de pino feito de um arame semicircular curvado sobre si próprio, formando um olhal em
uma das extremidades (figura a seguir).
Pinos especiais
Pinos ranhurados
São pinos cilíndricos com três ranhuras longitudinais obtidas pelo entalhamento do metal (figura a
seguir). Introduzido em um furo cilíndrico, este pino se mantém no lugar por deformação elástica.
Após a montagem do pino em um furo cilíndrico, as pontas são afastadas
para mantê-lo no lugar.
seção
PR
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Elementos de Máquinas – Elementos de Fixação
SENAI-RJ – 4747474747
Estes pinos podem ter inúmeras variações: ranhura em uma ou nas duas extremidades, ou ainda
uma ranhura central, como mostram as figuras a seguir.
 Pinos elásticos
Estes são obtidos pela calandragem de uma chapa metálica de grande resistência, tendo um chanfro
em uma das extremidades para facilitar a montagem (figura a seguir).
Esses pinos são alojados em um furo cilíndrico, de diâmetro ligeiramente inferior, e se mantêm no
lugar por deformação elástica, sendo de baixo custo e bastante resistentes ao cisalhamento.
Chavetas
Uma chaveta é uma pequena peça em forma de cunha, forçada entre dois órgãos com o objetivo de
torná-los solidários um ao outro (figura a seguir).
A
B
A
B C
A B C
F
F1
F2
F3
PR
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Elementos de Máquinas – Elementos de Fixação
4848484848 – SENAI-RJ
De acordo com a função, elas são classificadas como: chavetas transversais, colocadas
perpendicularmente ao eixo das peças montadas, e transpassando-as (figura anterior); chavetas longitudinais,
colocadas paralelamente ao eixo central das peças, e forçada entre elas; e chavetas tangenciais, colocadas
perpendicularmente ao eixo central das peças e forçada entre elas (figuras a seguir).
Chavetas transversais
Como mostra a ilustração da chaveta (primeira figura apresentada neste tópico), as duas peças a
montar A e B são encaixadas uma na outra
Utilizando a montagem cônica ou cilíndrica, a chaveta atravessa as duas peças, fixa-se apoiada em
uma peça e força a outra em um sentido contrário ao de desmontagem. Esta é uma ligação por obstáculo,
e a chaveta suporta um esforço de cisalhamento se a montagem transmite um esforço axial ou radial.
Chavetas longitudinais
As chavetas longitudinais têm por objetivo assegurar a ligação em rotação derodas, polias, volantes
etc., com as árvores sobre as quais estão montadas, determinando assim a transmissão de um movimento
radial (segunda figura apresentada).
Este é um enchavetamento livre, no qual as peças montadas são solidárias somente em rotação. Elas
podem deslizar uma sobre a outra, ou também solidárias em translação por outro meio.
Enchavetamento forçado
Utilizam-se as chavetas inclinadas, onde a face superior apresenta uma inclinação de 1% em relação
à face inferior.
Chavetas inclinadas normalizadas
Chaveta com cabeça (figura a seguir)
A chaveta é forçada em seu alojamento através de sua cabeça.
F1
F2
F2
F1
F1
F
A B
C
C
A
B
PR
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Elementos de Máquinas – Elementos de Fixação
SENAI-RJ – 4949494949
O intervalo existente entre a cabeça e a peça B permite a desmontagem da chaveta
Para a transmissão de pequenos esforços, pode-se utilizar uma chaveta com cabeça de dimensões
reduzidas, que se aloja em um rebaixamento feito na árvore (figura a seguir).
Chavetas sem cabeça (figura a seguir)
Suas extremidades são arredondadas. A chaveta é prensada em um rasgo na árvore. A roda deslizará
sobre a árvore e o furo da roda é forçado sobre a chaveta.
Essa chaveta permite uma ligação maior das peças a montar, mas apresenta o inconveniente de
descentrar ligeiramente a árvore em relação ao furo da roda (figura a seguir).
A B
C
A
A corte AA
A B
C
A
A corte AA
A B
d1
d2
o1
o2
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Elementos de Máquinas – Elementos de Fixação
5050505050 – SENAI-RJ
Enchavetamento livre
Utilizam-se as chavetas paralelas, ou seja, sua face superior é paralela à face inferior.
O fundo do rasgo na árvore é paralelo ao eixo central, assim como o rasgo do furo da roda.
Este tipo de enchavetamento é feito somente para ligações em rotação, por obstáculo, e a chaveta é
submetida a um esforço de cisalhamento, ao qual sua forte seção resiste bem.
A transmissão da rotação se efetua através das faces laterais da chaveta, que são ajustadas lateralmente
com os rasgos. Porém, é recomendável que haja uma folga grande entre a chaveta e o rasgo da roda,
para facilitar a montagem.
Chavetas paralelas normalizadas
Chavetas ordinárias (duas primeiras figuras a seguir)
Podem ser de extremidades arredondadas ou planas. No primeiro caso o rasgo da árvore é feito com
uma fresa de topo (terceira figura a seguir), e a chaveta é prensada neste rasgo.
No segundo caso, o rasgo da árvore é usinado com uma fresa circular (figura a seguir), e a chaveta
desliza sobre o rasgo.
A BC BA
D D
a
PR
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Elementos de Máquinas – Elementos de Fixação
SENAI-RJ – 5151515151
Chavetas fixadas por parafusos (figura a seguir)
São chavetas de extremidades arredondadas, fixadas na árvore por parafusos. Há ainda, no centro,
um furo roscado com o mesmo diâmetro do parafuso (Seção AA) para a desmontagem.
Chaveta meia-lua (figura a seguir)
É um segmento de círculo alojado em um rasgo fresado na árvore.
É de fácil montagem e desmontagem, tratando-se de chaveta simples e econômica, mas de uso
limitado a transmissões de baixos esforços.
Enchavetamento tangencial
A chaveta utilizada neste caso é cilíndrica, e após sua execução é feita uma fresagem oblíqua (figura
a seguir). A árvore é igualmente usinada e a roda tem um furo cilíndrico ortogonal ao furo central, e de
mesmo diâmetro que a chaveta.
A chaveta é forçada e posicionada entre a árvore e a roda, fazendo assim uma ligação completa
entre as duas peças, ou seja, por obstáculo e por aderência.
A chaveta tem sua extremidade roscada, o que permite a fixação através de uma porca.
Seção AA
curso
A
A
elipse
seção A
AA
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Elementos de Máquinas – Elementos de Fixação
5252525252 – SENAI-RJ
Rebites
Um rebite é uma haste cilíndrica com uma cabeça, cuja extremidade é comprimida, após sua
colocação, formando uma segunda cabeça. Temos, assim, a rebitagem.
Neste caso os rebites não podem ser desmontados. Para facilitar a rebitagem, o metal deverá ser
bastante maleável: utiliza-se comumente o aço doce, o aço extra-doce, o cobre, o latão, o alumínio e o
duralumínio.
Diferentes tipos de rebites
As formas mais comuns de rebites são descritas abaixo.
Rebites com cabeça redonda ( R )
São os mais usados, mas existem ainda os rebites de cabeça redonda com dimensões ampliadas
(Ra), com um anel sob a cabeça (Rb), e com dimensões reduzidas (Rm).
Rebites de cabeça escareada, plana ou abaulada
Neste rebites, o ângulo pode ser 90º, 60º ou 120º (F/90, F/60, F/120).
d
1
5
d
s contra
batedor
RbR
PR
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Elementos de Máquinas – Elementos de Fixação
SENAI-RJ – 5353535353
Rebites de cabeça cilíndrica plana (Css)
Estes são aplicados para pequenos diâmetros.
Rebites de cabeça abaulada (G)
Estes rebites são pouco utilizados.
A rebitagem pode assumir a mesma forma que as cabeças, ou então ser diferente desta.
Todos os rebites vistos anteriormente podem ter igualmente um furo em seu corpo, o que facilita a
formação da rebitagem.
0
,5
d
C
G
PR
OI
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DA
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Elementos de Máquinas – Elementos de Fixação
5454545454 – SENAI-RJ
Encontram-se também no comércio inúmeros outros tipos de rebites, assim como os rebites ocos,
facilmente rebitados a frio ou ainda os rebites que permitem a formação de rebitagem em uma face
inacessível (figuras a seguir).
Os rebites são comumente utilizados para montagem de vigas em estruturas metálicas e de chapas
em calderaria.
Soldagem
A soldagem consiste na ligação direta entre duas peças, seja por fusão local e interpenetração dos
elementos ligados, seja por meio de um metal ou liga que faça a união entre as duas peças.
Soldabilidade
A facilidade de soldar depende de inúmeros fatores, tais como os descritos a seguir.
Condições físicas
Estão relacionados à temperatura de fusão, dilatação e condutibilidade térmica e elétrica dos materiais
a soldar.
Condições químicas
Dizem respeito à existência ou não de camada de óxido refratário, oxidação maior ou menor segundo
a temperatura de soldagem etc.
Condições metalúrgicas
Referem-se ao recozimento dos materiais à temperatura de soldagem etc.
local
inacessível
rebite POP
rebite LGC
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Elementos de Máquinas – Elementos de Fixação
SENAI-RJ – 5555555555
Classificação
A soldagem pode ser classificada segundo critérios a seguir descritos.
Quanto à natureza da solda
A solda pode ser homogênea ou heterogênea
Quanto à procedência da soldagem
A solda pode ser realizada por pressão, por fusão etc.
Quanto ao modo de aquecimento
A solda pode ser aquecida à chama, a arco, por resistência etc.
Materiais soldáveis
A seguir, estão listados os materiais soldáveis e suas características.
Materiais ferrosos
A soldabilidade é tanto melhor quanto menor o teor de carbono. A presença de enxofre e de fósforo
deve ser evitada.
Cobre e suas ligas
Soldar o cobre é difícil devido à sua grande condutividade térmica, à presença de óxidos livres sobre
o cobre e à oxidação rápida do cobre a altas temperaturas. É possível soldar somente o cobre isento de
oxigênio, latão e bronze.
Alumínio e suas ligas
Esta é uma soldagem difícil devido à camada de alumina que recobre o metal, a qual é necessário eliminar.
Processos de soldagem
Os processos de soldagem utilizados são inúmeros e bastante complexos. Veremos adiante algumas
noções rápidas destes processos.
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Elementos de Máquinas – Elementos de Fixação
5656565656 – SENAI-RJ
Soldagem por pressãoAs peças a montar, de aço doce, são aquecidas e em seguida pressionadas uma contra a outra, por
choque ou por pressão. Trata-se de procedimento lento e pouco utilizado.
Soldagem por passagem de corrente elétrica
Soldagem por pontos
As chapas a montar são pressionadas uma contra a outra entre dois eletrodos cilíndricos, nos quais
se faz passar uma corrente. Há aí o aquecimento e a ligação, pois as peças estão pressionadas uma
contra a outra para assegurar a interpenetração (figura a seguir).
Soldagem a maçarico
A fusão das bordas das peças a montar e da vareta de metal de deposição é obtida através do calor
produzido pela combustão de um gás (acetileno, hidrogênio, butano) com o oxigênio, na saída de um
maçarico (figura a seguir).
Soldagem contínua
O processo anterior só permite uma soldagem ponto a ponto, porém utilizando-se roletes obtém-se
uma linha contínua de soldagem (figura a seguir).
eletrodo ponto de
 solda
recartilha
Soldagem por fusão – com deposição do metal
PR
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Elementos de Máquinas – Elementos de Fixação
SENAI-RJ – 5757575757
Esta técnica se aplica a todos os metais e ligas soldáveis, com metal de deposição de mesma
natureza que as peças a unir.
Soldagem a arco elétrico
O calor necessário à fusão das bordas das peças a montar e da vareta de metal de deposição é
fornecido através de um arco elétrico. Este é formado entre a vareta (um eletrodo) e as peças (o outro
eletrodo), conforme pode ser visto na figura a seguir.
Esta soldagem pode se efetuar sobre uma atmosfera neutra (argônio, hélio), a fim de evitar a
oxidação do metal devido à alta temperatura. Por outro lado, o argônio facilita a formação do arco
elétrico (figura a seguir).
Brasagem
Ligação realizada por um metal ou uma liga de deposição diferente dos materiais a montar. A
temperatura de fusão da solda é inferior àquela dos metais a soldar.
argônio
eletrodo
2 a 3mm
arco
ar
bico
acetileno
pinça
eletrodo revestido
PR
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Elementos de Máquinas – Elementos de Fixação
5858585858 – SENAI-RJ
Brasagens utilizadas
• brasagem ao cobre ( cobre puro ou Cu + Zn ou Cu + Ag);
• brasagem à prata ( Ag + Cu ou Ag + Cu + Zn );
• brasagem ao alumínio etc.
Vantagens
Possibilita a montagem de metais de materiais diferentes, ou difíceis de soldar, temperatura de solda
moderada, o que resulta em tensões e deformações reduzidas.
Montagens com solda
São descritas, a seguir, as várias modalidades de montagens com solda
Posição das peças
Montagem ponta a ponta
Refere-se à montagem usada como recobrimento, estando as bordas planas ou rebatidas (figuras A e
B), para recobrimento de chapas (figura C), para cobre-junta simples (figura D) ou dupla (figura E).
A solda pode ser obtida por fusão, a arco ou a chama, ou ponto a ponto, por passagem de corrente
elétrica. Nesses casos, a montagem será sempre um recobrimento ou ainda um cobre-junta.
Os pontos de solda podem estar dispostos sobre uma só linha (figura A), ou sobre duas linhas em
carreira (figura B) ou defasados (figura C). A última figura (D) indica as várias disposições das chapas.
A
B
EDCPR
OI
BI
DA
 R
EP
RO
DU
ÇÃ
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Elementos de Máquinas – Elementos de Fixação
SENAI-RJ – 5959595959
Montagens em ângulos
De acordo com as figuras a seguir a solda pode ser exterior, inferior ou dupla. O cordão de solda
pode ser contínuo, descontínuo com elementos em oposição ou alternados.
Preparação das bordas e forma da solda
Solda borda a borda
Solda sobre bordas retas, para chapas finas, com chanfro simples ou em U para chapas médias, e
com chanfro duplo ou duplo U para chapas espessas, como mostra a figura a seguir.
BA C
D
∅ d
p
l l p1
l
∅ d
B C D E FA
A B C D
A
B
A
B C
D
α
α
α ≥ 60°
α
α ≥ 60° α α α α
PR
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Elementos de Máquinas – Elementos de Fixação
6060606060 – SENAI-RJ
Solda com um só lado (figuras anteriores A, C e F), ou com repetição no lado oposto (figuras
anteriores B, D e E).
Solda em ângulo: cordão de solda com seção triangular, côncava ou convexa (figura a seguir).
Aplicações
Para a fabricação de peças brutas, a soldagem se aplica a dois casos:
• fabricação de um pequeno número de peças, que não justifique a utilização de modelos (moldagem)
ou de matrizes (forjamento); e
• fabricação de peças de grandes dimensões: estruturas, carcaças etc.
Mas, também se aplica a:
• obtenção de peças brutas de todas as dimensões e em todas as indústrias: estruturas carters etc.
• montagem de chapas e perfis, em substituição à rebitagem, em todas as indústrias: serralharia,
caldeiraria, carroceria de automóveis, construção marítima e aeronáutica etc.
Vantagens e inconvenientes da soldagem
Com a soldagem, criam-se peças simples, econômicas, resistentes e de fabricação rápida. Porém,
deve-se ressaltar não só que a viabilidade da solda depende da escolha da forma e dos materiais a serem
utilizados, mas também que as montagens obtidas não são desmontáveis.
e 01 51 02 52 03 04 05
a 3 4 5 5,5 6 7 5,7
A B C
e
a
PR
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 R
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Elementos de Máquinas – Elementos de Fixação
SENAI-RJ – 6161616161
Escolha das formas
Determinar a forma e a preparação dos elementos a soldar, a ordem de execução das soldas e seus
acessos, a redução das deformações e dos contornos, é essencial para uma boa soldagem.
Elementos a montar
Deve-se reduzir seu número e sua preparação, procurar formas simples, fáceis de trabalhar, utilizando,
de preferência, os perfis, tubos e chapas comerciais, eventualmente os elementos forjados e usinados
(figuras a seguir).
Soldas
Elas devem estar acessíveis, não estar sujeitas a grandes esforços ou a choques e devem ser em
número e comprimento reduzidos.
Deformações e contrações
O aquecimento brutal e local das peças a montar determina uma forte dilatação e uma diminuição da
resistência mecânica da zona aquecida.
O restante das peças está frio e rígido e dificulta a dilatação e a contração da parte aquecida. Isto
gera os acúmulos de tensão, as deformações permanentes, as fissuras e por vezes a ruptura.
Para reduzir estes inconvenientes, utilizam-se as soldas simétricas (em X ou duplo U ), fazendo as
linhas de solda sobre os eixos de simetria.
Molas
Conceito e classificação
As molas são dispositivos utilizados para impulsionar ou amortecer peças num conjunto mecânico.
Existem diversos tipos, porém as helicoidais são as mais empregadas. Essas classificam-se em: de
tração e de compressão.
estojo soldado parafuso
F
PR
OI
BI
DA
 R
EP
RO
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O
Elementos de Máquinas – Elementos de Fixação
6262626262 – SENAI-RJ
Quanto à seção, a mola pode ser circular, quadrada e retangular.
Nas molas de tração como nas de compressão, são especificados no desenho os seguintes elementos:
• diâmetro do fio (d);
• diâmetro interno da espira (Di);
• comprimento livre da mola (Lo); e
• número de espiras.
Outros tipos de molas
Torção
Normalmente utilizada em suspensão de automóveis.
m d
D
e
Lo
d
D
m D
i
D
e
L o
ep
δ
Hélice cilíndrica de
seção retangular
A
α
l M
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Elementos de Máquinas – Elementos de Fixação
SENAI-RJ – 6363636363
As informações anteriores supõem, em cada caso, que a carga seja axial, induzindo uma tensão
torcinal nas molas. A mola de torção é aquela que oferece resistência a um momento tendente a
enrolá-la mais ainda. Um exemplo é o da mola do sistema Bendix do motor de partida dos automóveis.
Flexão
As mais usadas são as espirais e normalmente são utilizadas em portas de enrolar, recuo da máquina
de furar etc.
Prato
Éformada por uma pilha de arruelas denominadas Belleville e montadas com concavidades
convenientemente dispostas.
Normalmente são aplicadas para amortecimento de choques ou compensar folgas axiais.
Características e aplicações
As molas, elementos de máquinas comuns e de grande importância, são empregadas para diversos
objetivos:
• absorver energia de cargas subitamente aplicadas, como no caso das molas de suspensão de
automóveis e do material rodante ferroviário;
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Elementos de Máquinas – Elementos de Fixação
6464646464 – SENAI-RJ
• atuar como reservatório de energia, como nos relógios;
• assegur uma pressão ou força, como nos casos de pressão entre superfícies de atrito das embreagens
e da manutenção do contato entre um tucho e o ressalto, came ou excêntrico em que se apóia; e
• amortecer vibrações.
Apresentaremos inicialmente, as molas helicoidais de compressão, as quais podem ser constituídas
de arame com seção circular, quadrada ou retangular.
Nas figuras são mostrados alguns tipos de molas helicoidais de compressão, ilustrando quatro métodos
de acabamento das extremidades.
Dimensões nominais de materiais para molas
Nos países de sistema métrico, o diâmetro do arame varia, em geral de 0,1mm em 0,1mm até 1mm,
em seguida de 0,2mm em 0,2mm até 2mm, depois de 0,5mm em 0,5mm até 10mm e daí por diante,
em valores inteiros de milímetro.
Altura da mola fechada e comprimento da mola livre
A altura da mola fechada é seu comprimento total quando a mola é comprimida até que se toquem
entre si todas as espiras adjacentes.
O comprimento da mola quando livre é seu comprimento quando nenhuma carga atua sobre ela.
Cálculo de molas helicoidais
O cálculo de molas envolve, normalmente, um processo de tentativas e aproximações sucessivas.
Algumas vezes, infelizmente, as limitações de espaço estabelecem restrições a certas dimensões,
como é o caso, por exemplo, da montagem de molas do interior de furos de diâmetro fixado.
sadamroF
sedadimertxe
A
satrebasedadimertxE
sadahliremseoãn
B
sadahcefsedadimertxE
sadahliremseoãn
C
satrebasedadimertxE
sadahliremse
D
sadahcefsedadimertxE
sadahliremse
oãçatneserpeR
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Elementos de Máquinas – Elementos de Fixação
SENAI-RJ – 6565656565
Em qualquer caso, quando uma ou mais variáveis devem ter seus valores arbitrados, o projetista
deverá fazer várias tentativas e, então, escolher a solução que lhe parecer melhor.
Materiais usados nas molas helicoidais
Em geral, os aços de mola são de alto teor de carbono (usualmente mais do que 0,5%C), tratados
termicamente e trabalhados a frio para um alto limite elástico. Um grande limite elástico é importante
para as molas a fim de permitir uma grande deflexão obedecendo à lei de Hooke. As molas helicoidais
são enroladas a frio, até o diâmetro de arame de, aproximadamente, 1/2 pol. (12,7mm), e a quente
quando o diâmetro do arame ultrapassar o valor acima citado. O material pode ser tratado termicamente
antes de enrolar (nos pequenos diâmetros) ou depois da mola enrolada. Quando o arame tratado
termicamente é enrolado a frio, devem ser aliviadas as tensões depois do enrolamento mediante
aquecimento à temperatura aproximada de 260 graus centígrados (500 graus Fahrenheit) durante 15 a
60 minutos, conforme as dimensões da mola.
Arame estirado para mola
(ASTM A227-47) – é um material de baixo custo, que pode ser obtido em tamanhos de 0,035 pol. a
9/16 pol., indicado quando as tensões são baixas e as condições de serviço não são severas. É enrolado
a frio e não é temperado ou revenido. Seu teor de carbono varia de 0,60 a 0,71. Os defeitos de
superfície são mais prováveis neste material do que nos de melhor qualidade.
Arame corda de piano
(ASTM A228-48) – é estirado a frio (80% de redução) e feito de aço de alto teor de carbono,
apresentando uma excelente superfície, com teor de carbono variando de 0,7% a 1%. É enrolado a frio.
Comercialmente pode ser obtido em tamanhos variando de 0,004pol. a 0,156pol. É o melhor material
existente para tamanhos inferiores a 1/8 pol.
Arame para mola temperado em óleo
(ASTM A229-51) – é estirado a frio para o diâmetro desejado (redução de 50% a 70%) e, então,
temperado e revenido. Esse material é usualmente enrolado a frio e, depois, aliviado de tensões. Sua
superfície poderá não ser a melhor.
Arame de mola de válvula
(ASTM A230-47) – é um arame de alta qualidade, temperado em óleo e com excelente estado de
superfície. É usado para condições de serviço severas.
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Elementos de Máquinas – Elementos de Fixação
6666666666 – SENAI-RJ
Molas enroladas a quente
Usualmente em arames de diâmetro acima de 3/8 a 1/2 pol., as molas são fabricadas seja em aço-
carbono seja em aço especial, temperadas e revenidas depois de enroladas. Se o material original for
estirado a quente, a superfície ficará descarbonetada até certa profundidade e o módulo aparente de
elasticidade será um pouco mais baixo. Se o custo puder ser coberto, a superfície descarbonetada pode
ser removida por meio de esmerilhamento sem centro.
Arame recozido
É algumas vezes usado por motivos particulares e a mola é tratada termicamente depois de enrolada.
Fatores que afetam a resistência à fadiga das molas
Para as molas submetidas a altas tensões de trabalho e cargas repetidas, o estado da superfície é
vitalmente importante. Qualquer ligeiro defeito, como fendas, picadas, marcas de ferramentas, fissuras
de têmpera, incisões ou arranhões acidentais, podem resultar em falha por fadiga.
A perda superficial de carbono é um sério fator de enfraquecimento à fadiga, especialmente em
barras estiradas a quente. Uma superfície com baixo carbono corresponde a um aço de baixa resistência.
Nela a tensão é máxima e, por ela, a falha por fadiga começará.(Quando a carga é estática, algumas
incidências de tensões superficiais acima da resistência ao escoamento não prejudicarão, pois o
escoamento é localizado). A proteção da superfície, em ambientes corrosivos, pode ser obtida com
revestimentos de cádmio ou de outros elementos. Entretanto, sendo o material utilizado no revestimento
mais fraco do que o aço, atuará como uma fonte de falha por fadiga.
Molas de tração
Estas molas são, em geral, enroladas com as espiras tocando-se entre si e a tensão inicial é criada
pela força a aplicar na mola quando as espiras estão a ponto de se separarem.
A lei de Hooke só é aplicável depois que a tensão inicial é atingida.
O ponto fraco das molas de tração é, em geral, o ponto em que a espira é dobrada para fazer a alça.
No caso de a carga ser de fadiga, o raio de curvatura das extremidades dobradas deve ser tão grande
quanto possível. Além do efeito de concentração de tensões, o ponto de dobramento fica sujeito a
esforços de torção e flexão, sendo o momento fletor aproximadamente igual ao de torção.
P d
D
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Elementos de Máquinas – Elementos de Fixação
SENAI-RJ – 6767676767
Molas em lâminas
As molas em lâmina podem apresentar-se como vigas em balanço.
Feixe de molas
Se as molas planas de resistência uniforme forem divididas, como está indicado pelas linhas pontilhadas
da figura acima, obtêm-se os mesmos esforços de tensão e deflexão, considerando-se que os efeitos
do atrito sejam desprezados.
Obtêm-se, assim, um feixe de molas em lâminas, com todas as lâminas da mesma espessura.
Os materiais usados são praticamente os mesmos utilizados nas molas helicoidais de arames
laminados a quente, principalmente os SAE 1095, 6150-60, 9 250-60.
Mola anelar
Tem a forma de um anel e é usada em vedadores de óleo etc.
Mola motriz
Lâmina fina, enrolada em espiral fixa na extremidade interna, usada como fonte de energia para
movimentarbrinquedos, relógios, porta-escova de motores elétricos etc.
Outros tipos de molas
l
f1
f2
F1
F
l
h
b
f
F
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Elementos de Máquinas – Elementos de Fixação
6868686868 – SENAI-RJ
Mola tipo cabelo, arame
Lâmina enrolada em espiral sem nenhum contato entre as espiras; constitui mecanismo delicado e
sensível, usado em instrumento de precisão, relógios de pulso etc.
Mola Belleville
É um disco cônico com um furo central, usada para grandes cargas, em condições de espaço e
deflexão limitadas, e quando uma curva carga-deflexões não retilínea for vantajosa.
Mola voluta
Formada de uma lâmina relativamente larga, enrolada segundo uma hélice cônica (tronco de cone)
com superposição das espiras. É usada quando são exigidas peças muito compactas e características de
amortecimento, pelo atrito entre as espiras, e de valor crescente da constante da mola.
Mola espiral de extremidades livres
É formada por uma lâmina delgada em espiral com extremidade interna livre. Usada quando for
necessária uma força praticamente constante para todas as deflexões. Pode suportar grandes deflexões.
Mola de borracha
Apresentam-se em variadas formas. Comumente usadas em montagens para isolar vibrações,
possuem alta capacidade de armazenar energia por unidade de volume e trabalham bem à compressão
e ao cisalhamento. Outros materiais são empregados com a mesma finalidade, inclusive o ar.
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Elementos de Máquinas – Elementos de Fixação
SENAI-RJ – 6969696969
Concluindo, em muitos casos, como no projeto de molas delicadas para instrumentos de precisão,
os problemas incomuns que surgem exigirão conhecimento especializado. Se um certo tipo de mola
deve ser produzido em quantidade, protótipos devem ser construídos e testados para se ter a certeza
de que as características desejadas foram, de fato, alcançadas.
Para as molas sujeitas à fadiga, o fator mais importante a considerar é o estado da superfície. Deve-
se notar que uma contusão acidental, em uma mola tensionada, será certamente causa de uma falha
depois.
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Elementos de Máquinas – Elementos de Fixação
7070707070 – SENAI-RJ
Vamos praticar?
1. Indique com C as alternativas corretas, e com I as incorretas.
( ) Todo mecanismo comporta um certo número de peças montadas umas sobre as outras,
algumas são fixas e outras são móveis.
( ) Dois fatores que influem nas montagens em construções mecânicas são a natureza da ligação e
a forma das peças.
( ) A natureza da ligação pode ser: ligação completa, ligação incompleta e ligação elástica.
( ) As montagens podem ser diretas ou por intermédio do órgão de ligação, e as ligações podem ser
permanentes ou desmontáveis.
( ) A forma das peças pode ser: plana, cilíndrica, cônica, esférica, prismática e helicoidal.
2. Complete as alternativas abaixo corretamente.
a) Uma superfície ____________________ é de difícil obtenção, mas em compensação, se as
peças são bem __________________ a centragem é perfeita.
b) Em uma superfície _____________________ o ajuste deve ser sensível e de grande precisão,
além das duas peças serem bem centradas.
c) Em uma superfície helicoidal, a usinagem é fácil, mas o ajuste é ________________ e a
____________________ ruim.
3. Assinale com X as alternativas corretas abaixo.
( ) A direção e o sentido dos esforços a transmitir influenciam na escolha da montagem, permitindo
a determinação da natureza da deformação suportada pelas peças.
( ) A intensidade das forças aplicadas influencia na escolha da montagem, permitindo o cálculo da
seção do órgão a montar.
( ) A influência do meio de ligação utilizado é dividida em duas categorias: ligação por obstáculo e
ligação por aderência.
( ) A ligação por obstáculo não é uma ligação positiva.
( ) A ligação por aderência é uma ligação positiva.
( ) A ligação é dita positiva quando há desmontagem ou destruição do elemento de montagem para
separar as duas peças.
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Elementos de Máquinas – Elementos de Fixação
SENAI-RJ – 7171717171
4. Complete as afirmativas abaixo corretamente.
a) Uma superfície cilíndrica, na qual entalham-se ranhuras ______________________ que fazem
aparecer saliências chamadas de _______________, é uma ________________________.
b) Uma haste cilíndrica roscada é chamada de ___________________ e um furo cilíndrico
roscado é chamado de ________________________.
c) Uma rosca é definida por cinco elementos, a saber: __________________ nominal,
__________________, _______________ de _________________, ________________ do
___________________, ____________________ de ___________________.
d) Rosca ___________________ é uma rosca cujas formas de ______________ obedecem a
uma ___________________ internacional, o que permite a intercambialidade entre peças de
construção.
5. Complete as afirmativas abaixo corretamente.
a) Um _______________________________ é uma haste roscada com uma cabeça cuja
forma permite o _______________________________ do parafuso.
b) Há quatro maneiras de se classificar os parafusos. Quanto ao modo de atuação, eles são de
______________________ ou de ______________________. E quanto à natureza dos materiais das
peças a fixar, são eles de ______________ e de _________________________.
c) Os parafusos de montagem fazem uma ligação por ______________________ entre as peças.
d) No caso dos parafusos de ____________________________, não se faz um aperto enérgico,
mas sim __________________________ a fim de que o limite elástico não seja ultrapassado.
6. Faça a relação entre as siglas, na coluna à esquerda, e as designações, na coluna à direita.
a) Q ( ) parafuso de cabeça escareada com fenda
b) CHc ( ) indicação de rosca à esquerda
c) FB/90 ( ) parafuso de cabeça sextavada com rosca métrica ISO de diâmetro nominal
8mm e comprimento útil 60mm
d) M8 ( ) parafuso de cabeça cilíndrica
e) C ( ) parafuso de cabeça cilíndrica com sextavado interno
f) F/90 ( ) parafuso de cabeça quadrada
g) H ( ) rosca métrica ISO com diâmetro 8mm
h) CB ( ) parafuso de cabeça cilíndrica com fenda, rosca métrica ISO de diâmetro nominal
6mm, passo fino 0,15mm e comprimento útil 30mm
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Elementos de Máquinas – Elementos de Fixação
7272727272 – SENAI-RJ
i) FHc/90 ( ) parafuso de cabeça sextavada
j) Re ( ) parafuso de cabeça escareada com sextavado interno
l) H M8 x 60 ( ) parafuso de cabeça escareada com fenda, rosca métrica ISO à esquerda,
diâmetro nominal 5mm e comprimento útil 25mm.
m) C M6 x 0,75 x 30
n) F/90 M5Re x 25
7. Faça a correlação entre as simbologias, na coluna à esquerda, e a designação, à direita.
a) Cm ( ) Parafuso de cabeça quadrada ordinária
b) Hc ( ) Parafuso de cabeça sextavada reduzida
c) M8 x 15 ponta cônica ( ) Parafuso de cabeça cilíndrica reduzida
d) Qm ( ) Parafuso de cabeça quadrada reduzida
e) Qp ( ) Parafuso sem cabeça com sextavado interno
f) Hm ( ) Parafuso sem cabeça com fenda, rosca ISO de diâmetro nominal
8mm, comprimento útil 15mm e ponta cônica.
8. Complete as afirmativas abaixo corretamente.
a) Os parafusos de pressão são solicitados por um esforço de _______________________ e não de
____________________________.
b) Quando se deseja obter uma ligação por aderência entre duas peças utilizando parafusos de
pressão, pode ser utilizada ponta _____________________ ou ponta ______________.
c) Quando se deseja imobilizar uma das peças em rotação, o tipo de ponta utilizada será
__________________.
9. Complete as afirmativas abaixo corretamente.
a) Utilizando parafusos para construções mecânicas, é feita uma ligação por ______________ entre
as duas peças.
b) Nas montagens que utilizam os parafusos para______________________ mecânica, é
aconselhável que o alojamento da _______________ do parafuso tenha uma construção que facilite o
aperto final do parafuso.
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Elementos de Máquinas – Elementos de Fixação
SENAI-RJ – 7373737373
c) A cabeça dos parafusos para construção mecânica deve ter sua forma _______________
ou de ________________ com uma unha sob a cabeça, para facilitar o aperto final.
d) Os estojos podem ser _________________________, aparafusados ou
__________________, conforme sua aplicação.
e) Para distinguir as duas extremidades de um estojo, normalmente os comprimentos
____________________ são diferentes, a extremidade _______________________ termina em uma
ponta_____________________________ e a extremidade ______________________________, em
ponta________________________ e chanfrada.
f) O estojo com extremidade ____________________________ é comumente usado em casos de
desmontagem freqüente.
g) Os ____________________________ são comumente utilizados para fixar uma máquina sobre
uma fundação maciça.
h) O _______________________ e a _______________________ dos chumbadores são imersos
no concreto, e por isso eles não são _________________________.
10. Complete as afirmativas abaixo corretamente.
a) As ________________________________ são elementos de fixação que são aparafusados e se
apóiam sobre uma das peças a fixar, e sua superfície de apoio é geralmente ____________________,
podendo ser eventualmente ______________________.
b) Para peças metálicas, o mais comum é utilizar as porcas ________________________ que têm
o símbolo _____________________________.
11. Faça a correlação entre os símbolos, da coluna à direita, e suas descrições, na coluna à esquerda.
a) Hm ( ) porca quadrada
b) Q ( ) porca hexagonal
c) C ( ) porca hexagonal com altura reduzida
d) H ( ) porca hexagonal com altura maior
e) Hh ( ) porca cilíndrica com fenda
12. Leia as afirmativas abaixo e entre os parênteses coloque um C para as corretas e um I para as
incorretas.
( ) Uma arruela é um disco plano que se interpõe entre a porca e a peça a fixar, aumentando a
superfície de apoio e reduzindo a pressão de contato.
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Elementos de Máquinas – Elementos de Fixação
7474747474 – SENAI-RJ
( ) Uma arruela também faz com que haja um maior atrito entre a porca e a superfície da
peça.
( ) As arruelas planas podem ter cinco diâmetros diferentes para um mesmo parafuso.
( ) As arruelas elásticas têm como objetivo evitar a separação dos filetes do parafuso em relação
à porca.
( ) A arruela de pressão é uma mola com somente uma espira e seção retangular.
( ) As arruelas com serrilhado podem ter o serrilhado externo, interno ou ainda duplo.
( ) As arruelas cônicas podem ser lisas ou estriadas.
( ) Os anéis elásticos têm como objetivo fazer a imobilização em translação de uma peça.
( ) Os anéis elásticos podem ser internos ou externos.
13. Complete corretamente as afirmativas abaixo.
a) O objetivo de um pino é o de tornar duas peças _______________________ uma a outra, seja
em _____________________ ou em translação.
b) Os pinos realizam uma ligação por _________________________________.
c) Os pinos devem se manter no _______________________ e suportar os esforços transmitidos
de uma peça à outra.
d) Por ter sua seção frágil, os pinos não podem suportar mais que um esforço ______________.
e) Dois exemplos de pinos normalizados são os pinos _____________________ com o símbolo I,
e os _________________________ com o símbolo V.
14. Nas afirmativas abaixo, coloque um X entre parênteses das que forem corretas.
( ) Um pino cônico deve ser introduzido em um furo também cônico, e se mantém no lugar por
deformação elástica.
( ) Um contrapino deve ser introduzido em um furo cilíndrico, e se mantém no lugar por
aperto.
( ) Os pinos ranhurados devem ser introduzidos em um furo cilíndrico, e se mantém no lugar por
deformação plástica.
( ) Um pino elástico deve ser introduzido em um furo cilíndrico de diâmetro ligeiramente inferior,
e se mantém no lugar por deformação elástica.
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Elementos de Máquinas – Elementos de Fixação
SENAI-RJ – 7575757575
15. Nas afirmativas abaixo, indique com um C as corretas e com um I as incorretas.
( ) Chaveta é uma pequena peça em forma de cunha, forçada entre dois órgãos, com o objetivo
de torná-los solidários.
( ) As chavetas transversais são colocadas perpendicularmente ao eixo central das peças,
transpassando-as.
( ) As chavetas longitudinais são montadas paralelamente ao eixo central das peças, e forçada entre elas.
( ) As chavetas tangenciais são colocadas transversalmente ao eixo central das peças.
( ) As chavetas transversais suportam um esforço de cisalhamento e fazem uma ligação por aderência.
( ) Um enchavetamento forçado utiliza chavetas cuja face superior tem uma inclinação de 1% em
relação à face inferior.
16. Complete as afirmativas abaixo corretamente.
a) No enchavetamento livre são utilizadas as chavetas __________________________.
b) O enchavetamento _______________________ é feito somente para ligações em rotação
e por obstáculo.
c) As chavetas paralelas são submetidas a um esforço de ________________________.
d) A transmissão da rotação é feita através das faces ______________________da chaveta.
e) É recomendável que haja uma folga_____________________ entre a chaveta e o rasgo do
furo da roda, para facilitar a ________________________.
f) As chavetas paralelas podem ser: chavetas ordinárias com suas extremidades
______________, ou _________________, chavetas ____________________ por
___________________ ; e chavetas ______________________
g) As chavetas tangenciais têm uma forma____________________________ com uma
fresagem ____________________________.
h) No enchavetamento tangencial, há uma ligação ____________________ entre as duas
peças, ou seja, por obstáculo e por __________________________.
i) As chavetas tangenciais são fixadas por meio de uma ___________________________ ,
que se atarracha em sua extremidade roscada.
17. Indique entre os parênteses um C quando a afirmativa for correta e um I quando for incorreta.
( ) Um rebite é uma haste cilíndrica com uma cabeça, e cuja extremidade é comprimida,
formando uma nova cabeça rebitada.
PR
OI
BI
DA
 R
EP
RO
DU
ÇÃ
O
Elementos de Máquinas – Elementos de Fixação
7676767676 – SENAI-RJ
( ) Os rebites, assim como os parafusos, podem ser desmontados e remontados inúmeras vezes.
( ) Para facilitar a rebitagem, o material do rebite deverá ser um metal bastante maleável.
( ) A cabeça rebitada só é feita na forma redonda.
( ) As formas mais comuns de rebites são os de cabeça redonda, cabeça sextavada, cabeça
escareada e cabeça cilíndrica com fenda.
18. Complete corretamente as afirmativas abaixo.
a) O objetivo da soldagem é fazer uma ________________direta entre ________________
peças através de fusão.
b) Os fatores que influenciam na soldabilidade são as condições
__________________________, _______________________ e
________________________.
c) A soldagem pode ser classificada quanto à ___________________________ da solda,
quanto à ___________________ da soldagem e quanto ao modo de _________________.
d) Os materiais ferrosos têm uma melhor soldabilidade à medida que o ___________________ é
menor.
e) As ligas de cobre possíveis de soldar são o __________________ e o
________________, pois são isentas de oxigênio.
f) As ligas de alumínio são de difícil soldagem porque é necessário eliminar a camada de
___________________ que recobre o material.
19. Complete o texto com as palavras listadas no quadro abaixo.
MAÇARICO
OPOSTO
PRESSÃO
CORRENTE
BRASAGEM
CHANFRO
LENTO
ARCO-ELÉTRICO
PONTOS
PASSAGEMREPETIÇÃO
PONTA
CONTÍNUA
PONTA
RETAS
UM
ESPESSAS
ÂNGULO
ÂNGULOS
FUSÃO
PR
OI
BI
DA
 R
EP
RO
DU
ÇÃ
O
Elementos de Máquinas – Elementos de Fixação
SENAI-RJ – 7777777777
Vimos anteriormente vários processos de soldagem: a soldagem por __________________, que é
um processo ______________________ e muito pouco utilizado; soldagem por _________________
de _______________________ elétrica, que utiliza dois procedimentos diferentes – a soldagem por
_____________________ que utiliza eletrodos cilíndricos ou a soldagem ______________________
que utiliza eletrodos em forma de roletes; soldagem por _____________________ com deposição do
metal, que pode também ter dois procedimentos – a soldagem a________________________ que se
aplica a todos os metais e ligas soldáveis e a soldagem a __________________________, e por fim
a ____________________________ que pode ser ao cobre, à prata, ao alumínio etc.
Em montagens com solda, os principais pontos a serem observados são: a posição das peças, podendo
ser uma montagem ________________________ a _________________________ ou uma mon-
tagem em __________________; a preparação das bordas, que podem ser _________________
para chapas finas, com ____________________ simples ou em U para chapas médias, ou ainda com
chanfro duplo ou em duplo U para chapas ____________________; e por fim a forma da solda, que
pode ser com __________________________ só lado ou com ________________________ no
lado ____________________ e solda em _________________________.
20. Nas afirmativas abaixo, indique com um C as corretas e com um I as incorretas.
( ) A soldagem permite a obtenção de peças simples, econômicas, resistentes e de fabricação
rápida.
( ) É ponto crítico no processo de soldagem, a escolha da forma e dos materiais.
( ) É essencial para uma boa soldagem: determinar a forma, a preparação dos elementos, a ordem
de execução, os acessos, a redução das deformações e dos contornos.
( ) As soldas devem ser em número e comprimento reduzidos, além de estar acessíveis, e não
estar sujeitas a grandes esforços ou a choques.
( ) Para se reduzir os problemas das deformações e contrações é conveniente utilizar as soldas
simétricas.
PR
OI
BI
DA
 R
EP
RO
DU
ÇÃ
O
PR
OI
BI
DA
 R
EP
RO
DU
ÇÃ
O
Mancais de
deslizamento e de
rolamento
2
Nesta Seção...
Guias
Descrição
Condições de funcionamento
Classificação das guias
Guias de deslizamento
Mancais de deslizamento
Mancais de rolamento
Vamos praticar?
PR
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Elementos de Máquinas – Mancais de Deslizamento e de Rolamento
SENAI-RJ – 8181818181
Guias
Descrição
A guia do movimento relativo de duas peças móveis, montadas em certa posição e sujeitas a
esforços, consiste na manutenção desta posição durante o movimento.
Estes são elementos dos mais comuns em todas as máquinas, e sua importância é fundamental
para o bom funcionamento mecânico.
 Analise, a seguir, os exemplos apresentados.
Guia de translação
A figura que segue representa o esquema de uma bomba de pistão. A manivela AO entra em
rotação através de um motor e comanda a haste BC do pistão. Por intermédio da biela AB, o esforço
motor é transmitido para a biela no sentido de rotação anti-horário, segundo a direção AB, portanto em
uma direção oblíqua em relação a BC. Isto resulta em um esforço F2, dirigido para baixo que tende a
fletir a haste AB do pistão. Para evitar esta flexão, coloca-se uma articulação B de maneira que seu
movimento seja retilíneo na direção BC, através da inclusão das corrediças D e E.
C
D E
F1
F
F2
B
A
PR
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BI
DA
 R
EP
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Elementos de Máquinas – Mancais de Deslizamento e de Rolamento
8282828282 – SENAI-RJ
A corrediça será simples se a manivela girar sempre no mesmo sentido (figura seguinte).
A corrediça será dupla se a manivela estiver sujeita a girar nos dois sentidos, pois a força F2 muda
de sentido quando o movimento de rotação inverte.
A corrediça assegura o movimento de translação, guiando a articulação B.
Guia de rotação
As figuras a seguir representam o esquema de um eixo 00', sobre o qual está fixa uma manivela em
rotação através de um motor, sendo que a manivela recebe em A a reação do esforço F’ da haste.
Para equilibrar os esforços e manter o eixo em rotação será necessário prever guias ou mancais
conforme M e N para que absorvam estes esforços.
Os mancais serão dispostos do mesmo lado, no caso da manivela (primeira figura ), ou dispostos de
dois lados, no caso de um virabrequim (segunda figura).
As duas guias ou mancais asseguram o movimento de rotação do eixo, guiando-o.
Condições de funcionamento
Nas condições de funcionamento, três aspectos são relevantes.
• O movimento deve ser possível
A escolha da forma e das dimensões da peça móvel e de suas guias deve ser feita de forma a
permitir o movimento considerado, segundo uma trajetória e uma amplitude bem definida.
D
E
D
E
motor
N M
A F’
o’
Cm
motor
NM
AF’
o’
Cm
o
PR
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Elementos de Máquinas – Mancais de Deslizamento e de Rolamento
SENAI-RJ – 8383838383
• O movimento deve ser fácil
O movimento deve ser previsto de forma que as resistências do movimento absorvam pequena
parte da energia do sistema motriz, cuja redução do atrito poderá ser feita através de lubrificação.
• O movimento deve ser um só
A peça móvel e suas guias devem ser previstas de modo que impeçam o movimento em outras
direções que não sejam a do deslocamento considerado, e impeçam outros esforços sobre a peça
móvel que não sejam os considerados para o movimento da peça.
Classificação das guias
Considerando-se não só a definição de guias como suportes de partes móveis das máquinas, mas
também o tipo de partes móveis, podemos classificar as guias em:
• guias de deslizamento;
• mancais de deslizamento; e
• mancais de rolamento.
Vejamos, a seguir, alguns exemplos de aplicação dessas guias.
Guias de deslizamento
Quando uma superfície plana desliza sobre outra em translação, temos as guias que passaremos a
classificar basicamente de guias de deslizamento. É o caso, por exemplo, da mesa de uma fresa que
desliza sobre as guias.
Nas figuras que seguem são mostrados alguns exemplos de aplicação das guias de deslizamento.
A A A
BBB
C D
F1
F2F3
R1 R2 R3
PR
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Elementos de Máquinas – Mancais de Deslizamento e de Rolamento
8484848484 – SENAI-RJ
Mancais de deslizamento
Quando a parte móvel é um eixo que desliza sobre outra em rotação, e o deslizamento representa
o movimento relativo principal entre o eixo e o mancal, temos as guias que passaremos a classificar
basicamente de mancais de deslizamento.
É o caso, por exemplo, do pino do êmbolo do cilindro do motor de combustão interna, fixado à biela.
Nas figuras a seguir são mostrados alguns exemplos de aplicação dos mancais de deslizamento.
Mancais de rolamento
Quando a parte móvel é um eixo que desliza sobre outra em rotação, e a principal forma de
movimento relativo entre o eixo e o mancal é rolante, temos as guias que passaremos a classificar
A A A
A A B
B
B
B
B
C
C
B
C DBAA
C B1
B2
fenda
A
L
l l
∅
d
A B
A B
F2
C2
z’
z
x
x’
F3
C3
C1
F1
y’ y
PR
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Elementos de Máquinas – Mancais de Deslizamento e de Rolamento
SENAI-RJ – 8585858585
basicamente de mancais de rolamento. É o caso, por exemplo, do rotor do alternador utilizado nos
veículos modernos, que está apoiado em dois mancais de rolamento.
Nas figuras a seguir são mostrados alguns exemplosde aplicação dos mancais de rolamento.
Guias de deslizamento
Condições para um bom funcionamento
Suponhamos que a corrediça móvel A se desloca por translação retilínea sobre uma corrediça fixa
B (figura a seguir), e se submete a solicitações das forças F1, F2, F3 e aos torques C1, C2, C3.
Temos portanto que prever, para as duas peças, dispositivos construtivos tais que o movimento de
A sobre B seja possível, fácil e que o movimento de translação desejado seja o único possível.
B
B
A C
D D
D D
D
D
E
C C
Cinterferência
interferência
fixo
fixo
deslizante
rotativa rotativo
rotativo
deslizante
deslizante fixo
jogo axial 0,1 a 0,2 Montagem Direta Montagem Indireta
calço de regulagem
e
peça rotativaárvore rotativa
e
A
B
C3 F3
F2
C2
y
z’C1
F1
x
x’
y’
E F
interferência
porca de regulagem
z
PR
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Elementos de Máquinas – Mancais de Deslizamento e de Rolamento
8686868686 – SENAI-RJ
Para que o movimento seja possível, a escolha das formas construtivas das corrediças deve ser
feita de modo que:
• permita o movimento de translação desejado e possibilite a trajetória livre da corrediça móvel;
• permita um movimento fácil, sem absorver muita energia do sistema. A redução das perdas por
atrito poderá ser obtida pela escolha adequada do conjunto de corrediça, empregando-se materiais
construtivos de baixo coeficiente de atrito com bom acabamento superficial e utilizando lubrificação
adequada;
 • oponha-se a todos os movimentos de deslizamento que não seja o previsto, prevendo superfícies
de contato que impeçam os movimentos de translação sob a ação das forças F2 e F3 e os movimentos
de rotação solicitados pelos torques C1, C2 e C3; e
• mantenha a precisão de deslocamento da corrediça móvel sobre a fixa, prevendo usinagem
precisa para as corrediças, com tolerâncias dimensionais e geométricas adequadas e sistemas para a
regulagem de folgas para compensar o aumento do jogo de funcionamento, devido ao desgaste natural
das corrediças.
Formas de superfícies de guias
 As formas construtivas das corrediças devem permitir um movimento relativo de translação.
As formas construtivas que respondem a esta condição são: o conjunto de plano sobre plano, o
conjunto cilíndrico e o conjunto prismático.
É necessário que a translação seja o único movimento possível. Apenas a seção prismática responde
completamente a esta condição; o conjunto plano sobre plano deverá ser completado por obstáculos
que restrinjam o movimento da corrediça a uma trajetória retilínea; e o conjunto cilíndrico deverá ser
completado por obstáculos que se oponham a toda rotação da corrediça.
A usinagem deve ser fácil e precisa. Sob este aspecto, o conjunto cilíndrico é o mais fácil de ser
realizado e o conjunto prismático é o mais difícil.
A fabricação deve ser econômica, sendo necessário, portanto, procurar o mínimo de superfícies de
apoio. Em particular, se uma das forças F2 e F3 ou se um dos torques C1, C2 e C3 não existir,
podemos eliminar algumas superfícies de apoio.
Guias com dois graus de liberdade
Quando a força F3 (figura anterior) está sempre dirigida para baixo, podemos utilizar uma guia
incompleta, deixando a corrediça com duas direções possíveis de movimento. Além da possibilidade
de deslizamento segundo a direção XX’, que é a desejada, existe também a liberdade de deslocamento
segundo a trajetória ZZ’, para cima, deixando-a assim com dois graus de liberdade.
É o caso da mesa de uma plaina limadora.
PR
OI
BI
DA
 R
EP
RO
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ÇÃ
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Elementos de Máquinas – Mancais de Deslizamento e de Rolamento
SENAI-RJ – 8787878787
A seguir, apresentamos alguns exemplos de realização.
Guias com réguas laterais
Para manter a guia móvel A sobre a sua trajetória retilínea, coloca-se lateralmente um par de
réguas, C e D (figura a seguir), removíveis e reguláveis. A utilização destas réguas permite não só
uma usinagem mais fácil, mas também a regulagem da folga lateral das guias.
Estas réguas impedem a ação da força F2 e do torque C3. O peso da corrediça impede a rotação
da guia pela ação dos torques C1 e C2.
A usinagem das guias é fácil, o posicionamento plano sobre plano é correto porque as duas guias se
apóiam uma sobre a outra somente por duas superfícies estreitas.
O aumento das folgas devido ao desgaste natural é recuperado automaticamente no sentido vertical
e é corrigido pelo ajuste das réguas no sentido horizontal.
Guias com um plano e uma ranhura em V
Já vimos que o posicionamento plano sobre plano, para girar duas peças segundo a direção de seus
planos comuns, é possível. Então o posicionamento de um plano e uma ranhura em V (primeira figura)
é funcional. O equilíbrio das forças F2 e F3 e dos torques C1, C2 e C3 é possível graças ao peso da
guia móvel A.
Este conjunto é fácil de ser fabricado porque apresenta apenas três superfícies a serem usinadas e
ajustadas. A dilatação térmica ocorre livremente, e o aumento de folgas devido ao desgaste natural é
recuperado automaticamente. Um exemplo é o barramento de um torno (segunda figura).
C A D
B
A A
BB
R2 R3
F4F3
R1
F1
PR
OI
BI
DA
 R
EP
RO
DU
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Elementos de Máquinas – Mancais de Deslizamento e de Rolamento
8888888888 – SENAI-RJ
Guia com duas ranhuras em V
A direção do deslocamento é definida pelas duas ranhuras em V (figura a seguir), porém há excesso
de superfícies em contato.
O equilíbrio das forças F2 e F3 e dos torques C1, C2 e C3 é possível graças ao peso da guia móvel A.
Este conjunto é muito mais difícil de ser fabricado que os conjuntos apresentados anteriormente,
pois as ranhuras em V têm que estar perfeitamente paralelas e as distâncias entre as ranhuras, tanto
na guia móvel A como na guia móvel B, têm que ser exatamente iguais. Este conjunto permite a
recuperação automática das folgas em função do desgaste natural, porém a dilatação térmica lateral
não ocorre livremente.
 A forma em V das guias pode ser substituída por uma forma cilíndrica (figura a seguir), constituída
de uma barra redonda ou de um tubo fixo por parafuso ao guia fixo B ou ao guia móvel A. A superfície
de atrito é bastante reduzida.
Guias com um grau de liberdade
A guia móvel só tem uma possibilidade de deslocamento segundo a direção XX’, que é a desejada.
A guia fixa equilibra portanto os esforços F1 e F3, e os torques C1, C2 e C3. Para realizar esta
condição, utilizam-se guias com seção poligonal ou circular.
Esta solução é mais completa que a precedente, mas a fabricação e a ajustagem são bem mais
difíceis.
 A seguir, apresentamos alguns exemplos de realização.
A
B
F2 F1
R1 R2 R3 R4
F4
B
A
PR
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DA
 R
EP
RO
DU
ÇÃ
O
Elementos de Máquinas – Mancais de Deslizamento e de Rolamento
SENAI-RJ – 8989898989
Guia com seção retangular
A guia de seção retangular pode ser simples ou duplo, horizontal ou vertical (observe as figuras).
A usinagem das guias é relativamente fácil, mas a ajustagem é difícil, sendo necessário ajustar as
quatro faces da guia.
O conjunto de guias em T (figura a seguir), que deriva do conjunto retangular, também de difícil
ajustagem, é utilizado em morsas paralelas.
Guias com seção trapezoidal
A guia de seção trapezoidal, chamada de guia rabo de andorinha (figuras a seguir), tem uma forma
aparentemente simples, mas na realidade é muito difícil de ser ajustada. O calço C facilita a ajustagem
e permite regular a folga das guias e recuperá-la quando há o desgaste normal de operação, sendo
empregado normalmente para guiar a mesa de máquinas operatrizes.
A B
A
A
B1
B2C B1 B2
calços
B
C
A
B
A
B
CAPR
OI
BI
DA
 R
EP
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Elementos de Máquinas – Mancais de Deslizamento e de Rolamento
9090909090 – SENAI-RJ
Guiade seção circular
A guia de seção circular permite normalmente dois graus de liberdade, sendo necessário prever
algum obstáculo à rotação da guia em função do torque C1. Pode ser uma chaveta paralela (figura a
seguir), ou um eixo estriado.
A guia de seção circular pode ser usada em alguns casos incompletos, isto é, sem obstáculo à
rotação, como num pistão de automóvel (primeira figura a seguir). A guia circular pode ser dupla, pois
deixa a guia com um só grau de liberdade (figuras a seguir).
A seção circular é de fácil usinagem e de fácil ajustagem.
Mancais de deslizamento
Condições necessárias ao bom funcionamento
Consideremos um eixo que gira em duas guias A e B (figura a seguir) e é submetido às solicitações
das forças F1, F2 e F3, dirigidas nos sentidos XX’, YY’ e ZZ’, e os torques C1, C2 e C3.
O propósito dos apoios A e B é de guiar o movimento de rotação do eixo, isto é, tornar o movimento
de rotação do eixo possível e fácil.
cilindro
pistão
BA
A A
AB1 B2 B2 B1
B2 B1
C1
PR
OI
BI
DA
 R
EP
RO
DU
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Elementos de Máquinas – Mancais de Deslizamento e de Rolamento
SENAI-RJ – 9191919191
Para que o movimento seja possível, a escolha da forma construtiva do mancal de deslizamento
deve ser feita de modo que:
• permita o movimento de rotação desejado e possibilite a parte girante de descrever sua trajetória
(circunferência completa ou parcial) sem encontrar obstáculo;
• permita um movimento fácil, sem absorver muita energia do sistema, e a redução, ao mínimo
possível, das forças de atrito;
• oponha-se a todos os movimentos que não sejam os de rotação em torno de XX’, prevendo
ligações particulares que se oponham a todos os movimentos que não sejam o de rotação desejado; e
• mantenha a precisão de rotação do eixo nos mancais durante o funcionamento do conjunto,
escolhendo a forma adequada para as peças, que devem ser de fácil usinagem, ajustagem e manutenção.
Formas de mancais de deslizamento
A forma construtiva deve permitir um movimento relativo de rotação. As formas construtivas que
respondem a esta condição são: o cilindro, o cone, a esfera e o plano perpendicular a outro em rotação.
A usinagem deve ser fácil e precisa. Deste ponto de vista, o conjunto cilíndrico é mais fácil de ser
fabricado que o conjunto plano sobre plano; o conjunto cônico é de difícil fabricação; e o conjunto
esférico é dificílimo, devendo, portanto, ser excluído.
Como a fabricação deve ser econômica, deve ser previsto o mínimo necessário de superfície de
apoio.
Uma vez que a rotação deve ser o único movimento possível, devem ser previstas ligações que
impeçam o movimento de translação do eixo.
A B
F2
C2
z’
z
x
y
F3
C3
C1
F1
x’
y’
PR
OI
BI
DA
 R
EP
RO
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Elementos de Máquinas – Mancais de Deslizamento e de Rolamento
9292929292 – SENAI-RJ
Mancal cilíndrico
O mancal cilíndrico permite dois graus de liberdade, o movimento de rotação desejado e um
movimento de translação. Portanto, deve ser complementado por obstáculos que se oponham ao
movimento de translação do eixo dentro dos mancais, equilibrando a força axial F1.
Utiliza-se um encosto simples se a força axial for sempre em um mesmo sentido (primeira figura),
e um encosto duplo, se a força axial for nos dois sentidos (figuras seguintes).
Mancal cônico
O mancal cônico impede o movimento de translação em um sentido da força axial F1 (primeira
figura).
Se a força axial for nos dois sentidos, será necessário o uso de dois mancais cônicos em oposição
um ao outro. Porém, o mancal cônico gera forças tangenciais de atrito que freiam o movimento de
rotação, podendo até mesmo causar o travamento do mancal. O emprego deste conjunto é restrito a
casos especiais, como a usinagem entre pontos em um torno (segunda figura).
Mancal esférico
O mancal esférico tem características bastante interessantes, porém a sua fabricação é muito difícil.
Mancal plano sobre plano
O mancal plano sobre plano impede o movimento de translação em um sentido da força axial F1.
Ele permite o deslizamento de um plano sobre outro, porém deve ser sempre completado por um
sistema que mantenha o eixo centrado e no mesmo lugar, centragem por encaixe.
2 parafusos CHc
A A
A B
B
B
C
C D
C
A B
B A
PR
OI
BI
DA
 R
EP
RO
DU
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Elementos de Máquinas – Mancais de Deslizamento e de Rolamento
SENAI-RJ – 9393939393
Fatores para um bom mancal
Precisão de usinagem
 As tolerâncias dimensionais do eixo e do mancal devem ter precisão média. Além disso, o ajuste do
conjunto deve deixar uma folga mínima de funcionamento, porém suficiente para permitir a rotação do
eixo e para obter uma boa lubrificação (um valor médio de folga de 0,0015d a 0,0020d, sendo d o
diâmetro do eixo).
A tolerância de retidão e de cilindricidade do conjunto deve ter boa precisão.
Comprimento do mancal
Quanto maior o comprimento L do mancal, menor será a pressão média no mancal, e melhor será
a estabilidade do eixo. Porém, muitas vezes não há muito espaço para a colocação do mancal.
Análises feitas anteriormente sugerem a adoção de L = 1,0d a 1,5d, sendo d o diâmetro do eixo
(primeira figura), equilibrando assim vários prós e contras.
É interessante que o comprimento das peças permita a divisão do mancal em duas partes iguais
(figura seguinte).
B
A
A A
B
B
PR
OI
BI
DA
 R
EP
RO
DU
ÇÃ
O
Elementos de Máquinas – Mancais de Deslizamento e de Rolamento
9494949494 – SENAI-RJ
Dilatação térmica
Sob o efeito do calor, o eixo se dilata, diminuindo um pouco a folga radial entre o eixo e o mancal,
o que deve ser previsto no projeto. A dilatação se apresenta, principalmente, aumentando o comprimento
do eixo, não sendo necessário se opor a esta deformação, sob pena de ocorrência de forças de
compressão e risco de flambagem. O apoio do eixo para impedir o movimento em translação deve ser
feito em apenas um mancal, ficando o outro livre, o que permitirá a livre dilatação do eixo. Na figura
a seguir, o mancal A está fixo e o mancal B livre.
Flexão
Sob o efeito dos esforços, o eixo tende a fletir (primeira figura), o que resulta em um mau alinhamento
do eixo em relação ao mancal, desgastando a superfície do mancal de uma forma desigual (figura
seguinte).
Para diminuir a flexão do eixo podemos:
• aproximar os mancais a fim de diminuir o comprimento do eixo;
• aumentar a rigidez, aumentando o diâmetro do eixo ou utilizando material de maior resistência; e
• adotar mancais autocompensadores, que permitem absorver a deformação quando o eixo é longo
e fortemente carregado (figura a seguir).
BA
A B
d
∅ a
l
L
P
Fa
PR
OI
BI
DA
 R
EP
RO
DU
ÇÃ
O
Elementos de Máquinas – Mancais de Deslizamento e de Rolamento
SENAI-RJ – 9595959595
Desgaste
Devem-se utilizar, para a confecção dos mancais, materiais duros e resistentes ao desgaste, adotando
uma lubrificação hidrodinâmica, e evitando o atrito direto dos materiais.
Materiais para mancais de deslizamento
Os mancais de deslizamento são fabricados de modo que as superfícies de contato do mancal
estejam sujeitas a maior desgaste que as superfícies de contato do eixo.
Os mancais são passíveis de substituição, total ou parcial, quando apresentam desgaste excessivo.
Tal procedimento visa proteger o eixo, a peça mais cara.
As propriedades que devem ser consideradas vantajosas nos materiais que se destinam à construção
de mancais são:
• baixo módulo de elasticidade, o que redundará em facilidade de o material tomar a forma desejada;
• baixa resistência ao cisalhamento, o que proporcionará facilidade de alisamento da superfície;
• baixa soldabilidade ao aço, o que dificultará o aparecimento de defeitos ou cortes na superfície;
• capacidade de absorção de corpos estranhos ou “incrustabilidade”,permitindo que, pela penetração
em sua massa, sejam os mesmos removidos da película de lubrificante;
• resistência à compressão e à fadiga;
• resistência às temperaturas;
• resistência à corrosão;
• boa condutibilidade térmica;
• coeficiente de expansão térmica semelhante ao do aço; e
• baixo custo, como sempre.
A B2
C B1
d
∅
1,5 a 3d
PR
OI
BI
DA
 R
EP
RO
DU
ÇÃ
O
Elementos de Máquinas – Mancais de Deslizamento e de Rolamento
9696969696 – SENAI-RJ
Os principais materiais, com que são fabricados os mancais de deslizamento, estão relacionados a
seguir.
Metal patente
Em 1839, o norte-americano Issac Babbit obteve a patente de um metal constituído por 89% de
estanho, 9% de antimônio e 2% de cobre. A característica do chamado metal patente é possuir pequeninas
esferas duras incrustadas em metal mole.
As esferas conferem ao material uma boa resistência ao desgaste, enquanto que o metal mole se
adapta facilmente, oferecendo uma boa superfície de trabalho. O metal patente apresenta ótimas
características como material para mancais, exceto sua capacidade de carga e sua resistência à fadiga,
que são relativamente baixas, podendo ainda diminuir consideravelmente com aumento de temperatura.
Empregam-se, com sucesso, revestimentos de metal patente com espessura superior a 0,4mm para
cargas constantes até 35 kgf/cm2 e velocidades até 150 m/min, com temperatura máxima de 100°C. As
cargas podem atingir, momentaneamente, até 80 kgf/cm2, sem problemas.
Nos metais patentes à base de estanho, de composição similar ao patenteado por Babbit, não deve
haver chumbo em proporção superior a 0,5%. O chumbo em proporção superior a 3,5% ocasiona o
desgaste quase imediato do mancal ao entrar em serviço.
Existem, entretanto, metais patentes à base de chumbo, no qual este aparece em proporção de 71%
a 85%, sendo de 10% a 18% a percentagem de antimônio, e de 5% a 11%, a de estanho. Neste caso, o
estanho não deve ultrapassar os 11% sob pena de trazer o mesmo inconveniente que o excesso de
chumbo nos “babbits” de estanho.
Podem-se empregar também ligas de chumbo endurecidas com álcalis, ou seja, 95% a 98% de
chumbo e pequenas proporções de cálcio, alumínio e outros metais. O principal inconveniente dos metais
à base de chumbo é sua pouca resistência à corrosão.
Os revestimentos delgados, com espessura inferior a 0,4mm, comprovaram resistir muito mais à
fadiga. Empregam-se revestimentos com espessura de 0,025 a 0,127mm em motores de combustão
interna, sobre outros metais para mancais ou diretamente sobre os casquilhos de aço.
Ligas cobre-níquel
O emprego destas ligas sob a forma de matriz esponjosa impregnada com o metal patente permite
superar o inconveniente de baixa resistência à fadiga dos metais patentes comuns.
Alumínio
Ligas formadas de 90% de alumínio, 6% de estanho, 2% de cobre e 2% de níquel possuem grande
resistência à fadiga e à corrosão. São apropriadas para cargas contínuas até 140 kgf/cm2 e cargas
momentâneas até 250 kgf/cm2, com velocidades entre 240 e 360 m/min. A dureza do munhão deve ser
300 Brinell.
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Elementos de Máquinas – Mancais de Deslizamento e de Rolamento
SENAI-RJ – 9797979797
Prata
 A prata é excelente metal para mancais, apresentando apenas como inconveniente sua tendência
a soldar-se com o eixo, caso haja película lubrificante. A dureza superficial do munhão deve ser de 300
Brinell, e as cargas momentâneas podem atingir até 280 kgf/cm2 com velocidade de 60 m/min.
Liga de chumbo-bronze
Emprega-se na fabricação de casquilhos uma liga de 80% de cobre, 10% de estanho e 10% de
chumbo. A capacidade de suporte de carga é da ordem de 105 kgf/cm2 com velocidade de 600 m/min,
sendo de 300 Brinell a dureza do munhão.
Bronze
Diversos tipos de bronze, constituídos por 79% a 89% de cobre, 6% a 11% de estanho, além de,
eventualmente, chumbo e zinco, em menores proporções, são bastante usados em mancais.
Liga de cobre-chumbo
Sua composição é de 60% a 65% de cobre e 35% a 40% de chumbo, sendo muito usada na
fabricação de mancais que trabalham em condições severas.
Aço
Podem ser empregados mancais de aço para elevadas pressões com muito pouca velocidade,
sendo necessária uma folga bem grande e óleo em muita quantidade.
Ferro fundido
Suas condições como material para mancais são similares às do aço, apresentando o mesmo grande
inconveniente: falta, praticamente total, de capacidade de ajustar sua superfície à do eixo.
Mancais porosos
Feitos de material esponjoso obtido por sinterização capaz de absorver óleo em cerca de 25% de
seu volume, podem ser de chumbo, bronze, ferro, aço inoxidável ou alumínio. São empregados em
casos de alimentação de lubrificantes, de forma que o próprio calor do movimento e a pressão oriunda
da carga extraem o lubrificante do mancal. De tempos em tempos, deve-se encharcar o mancal com
óleo. A velocidade de deslizamento pode atingir 600 m/min para cargas de ordem de 7 kgf/cm2. Estes
materiais porosos são usados na fabricação de mancais semicirculares.
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Elementos de Máquinas – Mancais de Deslizamento e de Rolamento
9898989898 – SENAI-RJ
Grafita
Fabricam-se mancais dotados de lubrificação própria com casquilhos de grafita, capazes de suportar
temperaturas até 455°C. Não podem, entretanto, suportar choque, nem pressões superiores a 42 kgf/cm2.
Teflon, nylon e resinas fenílicas
Costumam ser empregados para pequenas cargas e baixas velocidades, sem lubrificação.
Podem ser utilizados para mancais com cargas reduzidas a velocidades elevadas, sendo lubrificados
com água. Em alguns casos, necessitam de lubrificação a óleo ou graxa.
Importante, em mancais revestidos com estes tipos de materiais, é manter a temperatura abaixo
de 65°C.
Borracha
É empregada em mancais lubrificados com água, para velocidade até 300 m/min, submetidos a
pressão de carga até 7 kgf/cm2. As borrachas comuns se deterioram ao contato com óleo ou graxas.
Lignum vitae
É uma madeira com elevado teor de óleo, que não suporta temperaturas maiores que 99°C, sob
pena de carbonizar-se. Os mancais de Lignum vitae podem suportar cargas até 7 kgf/cm2, sendo
lubrificados com água. Seu desgaste, entretanto, é rápido. Para garantir longa duração em serviço é
preciso que as pressões de cargas sejam inferiores a 2 kgf/cm2.
Buchas de fricção
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Elementos de Máquinas – Mancais de Deslizamento e de Rolamento
SENAI-RJ – 9999999999
O exemplo anterior nos mostra uma bucha fixada por molas prato e buchas metálicas roscadas
fixas, utilizadas no sistema de corte de câmaras de ar após a extrusão.
Buchas são peças mecânicas que têm o objetivo de suportar um movimento radial ou axial sobre
um eixo, permitindo que haja um deslizamento suave e com o mínimo de atrito possível entre componentes
de apoio e giratório de uma máquina.
Buchas de bronze
Uma árvore com polias, pinhões etc. é presa em posição e guiada por suportes chamados mancais.
 O movimento longitudinal é controlado por limitadores tais como anéis de encosto.
Respeitadas as dimensões, é também necessário: o alinhamento dos alojamentos, assentos
concêntricos, superfícieis de fricção polidas e cilíndricas, além da quantidade apropriada de folga, uma
vez em repouso, de tal modo que o conjunto funcione satisfatoriamente.
Classificação
a) Mancais num só bloco (ajustamento forçado duro)
A árvore tem vários mancais, todos num só bloco, e as buchas são presas nas caixas dos mancais.
As buchas têm ajuste forçado duro.
tampas
árvore
buchas bipartidas
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Elementos de Máquinas – Mancais de Deslizamento e de Rolamento
100100100100100 – SENAI-RJ
 A diminuição do diâmetro interno que resulta em um ajuste forçado duro pode sercompensada
com as seguintes operações:
• após prensar as buchas nas caixas de mancal, alargue-as até a dimensão desejada; e
• alargue as buchas até um diâmetro ligeiramente maior, antes de montá-las forçadas duro.
A principal desvantagem neste tipo de conjunto é a impossibilidade de
eliminar excesso de folga quando se empreenderem eventualmente
trabalhos de reparos ou revisão.
b) Buchas bipartidas
Montagem com tampas de mancais
 A árvore é sustentada por vários mancais, cada um tendo dentro dele uma bucha bipartida.
Com as tampas dos mancais retiradas:
1. verifique as dimensões de cada meia-bucha, pois deformação é possível quando as buchas são
separadas ( sendo as buchas estanhadas e depois usinadas até as dimensões finais);
2. faça os retoques com uma lima ou um raspador para eliminar a maioria das deformações
sobrecitadas, se for possível. Senão, instale as meias-buchas em seus mancais respectivos, utilizando
com cautela um balancim ou uma prensa hidráulica.
Observação
a - mancal
b - flange
c - assento da tampa
d - superfícies de fricção
e - copos e canais de
lubrificação
f - chanfros
g - assento para os casquilhos
das buchas bipartidas
h - rebaixo
h
g
f
g
g
h
b
e
c
d
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Elementos de Máquinas – Mancais de Deslizamento e de Rolamento
SENAI-RJ – 101101101101101
As duas buchas devem estar perfeitamente assentadas em seus alojamentos;
3. marque o corpo, a tampa e as duas meias-buchas para que não haja uma montagem invertida,
em relação às buchas;
4. insira um pino de posição para imobilizar a bucha dentro do seu alojamento;
5. execute a montagem da tampa e do corpo do mancal com os dois casquilhos;
6. aperte energicamente as porcas mas a pressão exercida por estas últimas não deve deformar os
dois casquilhos; e
7. assegure-se do bom alinhamento das buchas e retoque segundo as necessidades.
Este tipo de montagem possibilita trabalhos de revisão ou de manutenção,
visto ser necessário apenas limar ou usinar os assentos interiores nos
casquilhos e depois alargar ou broquear a bucha de novo.
Todos os componentes podem ser montados na árvore antes de instalá-la
em seu alojamento.
a c - ½ casquilho
b - árvore
d - tampa
e - porcas e arruelas
f - corpo do mancal
i - distância a ser verificada
g - pino de posição
e
d
c
b
a
i
f
g
f - corpo do mancal
a - casquilho inferior
b - árvore completa
g - correia para transporte
h - limitadores
g g
b
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f
h
a
f
h
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Elementos de Máquinas – Mancais de Deslizamento e de Rolamento
102102102102102 – SENAI-RJ
Rasgos ou canais de lubrificação
Servem para a lubrificação da bucha.
• furo para lubrificar - permite ao lubrificante um movimento normal. Por isso, assegure-se,
sempre que for possível, de colocar a orientação do furo na parte superior da peça.
• canal de abastecimento - é a seção intermediária entre o furo para lubrificar e o canal de
lubrificação.
• canal de lubrificação - proporciona diretamente a lubrificação, constituindo um reservatório
de óleo.
Fabricação de buchas
Ordem de execução
• Usine a bucha num torno, deixando um sobremetal de usinagem
• Corte a peça pelo eixo horizontal
furo para lubrificar
abastecimento
devolução do
óleo
dev
oluç
ão 
do 
óleo
devolução do óleo
área de pressão máxima
resultante de carga
canal de lubrificação
sentido de rotação furo para lubrificar
abastecimento
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Elementos de Máquinas – Mancais de Deslizamento e de Rolamento
SENAI-RJ – 103103103103103
• Estanhe as duas metades
• Volte para o torno e usine as dimensões finais. Para centrar, utilize uma placa de quatro castanhas.
Canais ou ranhuras de devolução de óleo
Estes canais servem para transportar o óleo desde as arestas da bucha até a saída da área de
pressão máxima, distribuindo-o no centro e depois na direção da ranhura de abastecimento.
Canais de lubrificação
Perfil
• O perfil das ranhuras deve ser semi-circular e o diâmetro varia de acordo com o diâmetro da
bucha.
• O centro arredondado encontra-se em um só lado da ranhura se houver um só sentido de rotação,
mas, em ambos os lados, se a árvore tiver dois sentidos de rotação.
• A ranhura deve ter uma profundidade constante se a camada de óleo tiver uma espessura constante.
sentido de rotação da árvore
sentido de rotação da árvore
cantos arredondados
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Elementos de Máquinas – Mancais de Deslizamento e de Rolamento
104104104104104 – SENAI-RJ
Como executar um canal de lubrificação no torno
Os cantos arrendondados são feitos com uma ferramenta de forma especial.
Esta operação pode ser empreendida de duas maneiras diferentes:
1. Avanço automático
- árvore principal desengatada; e
- ferramenta montada no carro superior.
2. Avanço manual
- árvore principal engatada; e
- ferramenta presa no mangote do cabeçote móvel.
Como executar um canal de lubrificação na bancada
Uma vez que as superfícies estão quase completamente raspadas e o furo de lubrificação executado,
trace a posição do canal de lubrificação (tem que ser localizado pelo comprimento da bucha).
Selecione a ferramenta de acordo com o diâmetro; utilize um bedame meia-cana.
Prenda a bucha na morsa, não se esquecendo de colocar mordentes de proteção (de chumbo ou de
cobre).
Coloque a ferramenta na bucha para assegurar-se que seja possível executar uma ranhura de
profundidade e comprimento correto e constante de C até D. Em seguida, execute o canal de lubrificação.
Os cantos arredondados podem ser realizados com uma pequena talhadeira chata. Não se esqueça
de guardar a mesma inclinação de corte por todo o canal.
 Retire todas as rebarbas e asperezas que possam impedir a circulação de óleo (utilize um raspador
chato ou um raspador especialmente afiado).
placa do torno
bucha
ferramenta
seção AA
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Elementos de Máquinas – Mancais de Deslizamento e de Rolamento
SENAI-RJ – 105105105105105
A fim de obter um movimento liso e assim evitar todo desgaste anormal, precisa-se eliminar tanto
as marcas de ferramenta como os defeitos de concentricidade e alinhamento, raspando as buchas.
Raspadores de superfícies côncavas
a) material
Aço fundido especialmente tratado.
b) forma
• Triangular - utilizado mais freqüentemente para raspar buchas de diâmetro reduzido e para retirar
rebarbas das arestas num furo alargado ou broqueado.
• Normal - pode ser fabricado de uma lima triangular usada.
• Rebaixado - a área que trabalha é rebaixada para aumentar a eficiência das arestas de corte e
para facilitar a afiação.
seção CC
seção BB
C
C
B
B
A
A
PR
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Elementos de Máquinas – Mancais de Deslizamento e de Rolamento
106106106106106 – SENAI-RJ
c) afiação
A afiação executa-se em dois passos sucessivos:
• esmerilhamento-arenito; e
• pedra de afiar a óleo
Raspagem
A função do eixo é auxiliar a operação de ajuste, sendo realizada conforme as seguintes etapas:
• cubra as áreas apropriadas do eixo com uma fina camada de zarcão;
• insira o eixo na bucha;
• faça girar o eixo que, em rotação, vai depositar zarcão em volta dos pontos brilhantes;
• efetue passes helicoidais com raspador (para a direita e para a esquerda) nos pontos brilhantes; e
• volte a realizar a operação até a obtenção de um ajuste satisfatório .
a - ângulo de incidência
b - ângulo de cunha
g - ângulo de saída
rebaixo
ra
io
 d
o 
re
bo
lo
b
a
g
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SENAI-RJ – 107107107107107
Como usar bedame meia-cana para executar um canal de lubrificação
 Nos mancais bipartidos, o interior das arestas deve ser chanfrado em forma de cunha.
Buchas de bronze pré-lubrificadas e sinterizadas
tampa
árvore
casquilhoA
B casquilho
casquilho B
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Elementos de Máquinas – Mancais de Deslizamento e de Rolamento
108108108108108 – SENAI-RJ
A - Definição
• Esta bucha é manufaturada com as técnicas de uso do pó metálico, a fim de produzir uma matéria
porosa.
• Assume a forma de uma esponja metálica, cujos poros se comunicam uns com os outros e com
a superfície. Esta porosidade constitui 30% do volume da peça, que está impregnada de um óleo de
base de hidrocarboneto.
B - Etapas de confecção
• Aglomeração do pó
Os pós são comprimidos a frio em um molde (pós de cobre, de estanho, de ferro etc).
• Sinterização
As peças são “cozidas”.
• Calibragem
Esta operação serve para compensar a deformação ocorrida durante a sinterização.
• Impregnação
O óleo é forçado nos poros em vácuo.
C - Buchas de utilização comum
bucha cilíndrica
bucha com flange
bucha esféricaPR
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Elementos de Máquinas – Mancais de Deslizamento e de Rolamento
SENAI-RJ – 109109109109109
D - Ajuste
• Tolerância no alojamento - H7
• Tolerância no eixo - f7 ou g6
E - Instalação das buchas
Utilize um mandril perfeitamente cilíndrico e polido (uma vez a operação completada, restitua as
ferramentas ao depósito depois que as untar com graxa).
1. Como montar uma bucha com uma prensa;
• coloque a arruela 1 no mandril;
• introduza o mandril na bucha;
• empurre esta última para dentro da peça; e
• quanto aos ajustes, veja o tópico apropriado sobre os ajuste forçados sobre pressão.
bucha arruela mandril extrator
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Elementos de Máquinas – Mancais de Deslizamento e de Rolamento
110110110110110 – SENAI-RJ
2. Desmontagem de um mandril
• monte o extrator 3 no conjunto;
• aparafuse até que o mandril esteja completamente retirado;
• velocidade rotativa elevada;
• pequenas cargas;
• nenhum movimento axial; e
• nenhum movimento alternativo.
Estas buchas devem ser montadas só com mandril e depois não devem ser
calibradas com alargador, visto que as navalhas do alargador cisalharão
as esferas de bronze sinterizado e as rebarbas entupirão os orifícios de
lubrificação.
Buchas de bronze impregnadas de teflon (chamadas buchas DU na França)
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Elementos de Máquinas – Mancais de Deslizamento e de Rolamento
SENAI-RJ – 111111111111111
A - Definição
Em sua fabricação, utilizam-se diferentes plásticos, sendo o politetrafluoretileno (PTFE) o mais
largamente usado.
Este tipo de bucha apresenta a vantagem da excelente combinação das propriedades de fricção
ofertadas pelo PTFE. Não é uma matéria de fricção auto-lubrificadora, pois funciona sem lubrificante.
De qualquer modo, não há dificuldade nenhuma quanto à presença de um lubrificante que muitas
vezes possa ser um aditivo positivo.
B - Composição
Esta bucha é composta de três camadas:
• um suporte de uma folha de aço estanhada para protegê-la contra a corrosão;
• uma camada intermediária de bronze sinterizado misturado com PTFE e um fino pó de chumbo; e
• uma camada superficial que é uma mistura de teflon e um fino pó de chumbo, com espessura de
25m aproximadamente.
C - Peças diferentes
Esta combinação de matérias pode servir para fabricar as peças seguintes:
• buchas curvadas ou enroladas a partir de uma chapa de aço;
• arruelas de empuxo; e
• tiras de fricção.
D - Ajustes
1. Ajuste forçado sob pressão
 Por causa da elasticidade de metais, duas peças podem ser montadas a frio.
camada superficial
camada intermediária de bronze impregnado
suporte de aço
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Elementos de Máquinas – Mancais de Deslizamento e de Rolamento
112112112112112 – SENAI-RJ
A montagem de duas peças deve seguir os procedimentos abaixo:
• as superfícies devem estar polidas e ter chanfros para facilitar a montagem;
• lubrificar as duas superfícies de contato;
• assegurar-se de que as linhas de eixo das duas peças estejam concêntricas;
 • logo no início da operação a peça a ser montada deve ser corretamente alinhada;
• a força requerida para realizar o ajuste deve ser exercida paralelamente ao eixo, evitando assim
flambagem; e
• a velocidade de penetração deve ser reduzida a fim de não danificar as superfícies de contato.
Detalhes da operação
Afim de efetuar um ajuste correto, tome em consideração os aspectos seguintes:
• o valor da força necessária para efetuar o ajuste;
• especificações dimensionais e possibilidades de manipulação das peças; e
• peças cujas dimensões sejam relativamente reduzidas e fáceis de manejar montam-se num balancim
(Q = 1500daN).
Buchas Especiais
O avanço da tecnologia nos apresenta novos tipos de buchas como o rolamento roto-linear RRL,
por exemplo, que está melhor apresentado no item “ Rolamento”, visto que a designação dada por
fabricantes é Rolamentos Roto-Lineares.
F = peça fêmea M = peça macho
M
a
b
c
M
90o
M
P
T T T
F F F
ca
b
90o
M
M
P
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Elementos de Máquinas – Mancais de Deslizamento e de Rolamento
SENAI-RJ – 113113113113113
Projeto de Mancal
Qual é a finalidade da árvore? O que é que causa as forças externas? A árvore está dentro de uma
caixa? Os mancais são auto-alimentados ou o lubrificante vem de um reservatório que também é usado
para outros fins? Depois que se conhecem as respostas a estas perguntas, o projeto pode começar.
O diâmetro e o comprimento do mancal dependem da grandeza da carga unitária. A relação
comprimento-diâmetro I/d depende de se esperar ou não que o mancal trabalhe em condições de película
espessa. Um mancal longo (grande relação I/d) reduz o coeficiente de atrito e o fluxo de óleo pelas
extremidades e, portanto, é desejável onde existir película delgada ou lubrificação limite. Por outro lado,
quando ocorrer lubrificação forçada ou positiva, a relação I/d será relativamente pequena. Esses mancais
têm maior fluxo de óleo pelas extremidades e, por isso, trabalham mais frios. Em geral, a prática corrente
é usar uma relação I/d próxima da unidade e então aumentar esta relação, se for provável ocorrer
lubrificação com película delgada ou decrescê-la para lubrificação com filme espesso ou altas temperaturas.
Se a deflexão da árvore for grande, deve-se usar mancais curtos, para evitar o contato metal nas
extremidades dos mancais.
Mancais de rolamento
Constituição
Para deslocar um bloco de pedra, podemos, em lugar de deslizá-lo sobre o solo, montá-lo sobre rolos.
Durante o movimento, temos simultaneamente o rolamento do bloco A sobre os rolos C e o rolamento
dos rolos C sobre o solo. O bloco avança portanto duas vezes mais rápido que os rolos, que saem atrás
do bloco e são recolocados na frente. O atrito de deslizamento é trocado pelo atrito de rolamento, que é
bem menor.
Da mesma forma, para fazer girar um eixo A dentro de um mancal fixo B (figura a seguir),
podemos, em lugar de deslizar o eixo A sobre o mancal B, montá-lo sobre rolos C. Ocorrerá,
simultaneamente, o rolamento do eixo A sobre os rolos C e o rolamento dos rolos C sobre o mancal B.
A
B C
P
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Elementos de Máquinas – Mancais de Deslizamento e de Rolamento
114114114114114 – SENAI-RJ
Para evitar a recolocação dos rolos da frente para trás, colocam-se rolos em toda a circunferência
do mancal (figura a seguir).
Só os rolos inferiores suportam as cargasP do conjunto.
Evitamos assim o atrito de deslizamento, trocando-o pelo atrito de rolamento, que é muito menor.
O funcionamento é o mesmo se o eixo A é fixo e o mancal B é giratório.
É difícil montar com precisão os rolos entre o eixo e o mancal, e freqüentemente os materiais
usados na fabricação do eixo e do mancal são de dureza insuficiente, sofrendo rápido desgaste. É
portanto preferível fabricar, em um mesmo conjunto, os rolos e os caminhos, pistas de rolamento,
montando os rolos entre as pistas interna e externa. Este conjunto constitui um rolamento (figura a
seguir).
Pode-se observar, na figura seguinte, um rolamento e seus elementos constituivos.
C A
B
P
w
fixo
w
A
B
P
R1
R2
R3
R4
PR
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Elementos de Máquinas – Mancais de Deslizamento e de Rolamento
SENAI-RJ – 115115115115115
Elementos rolantes
Os elementos rolantes de um rolamento podem ser esferas ou rolos; os rolos podem ser cilíndricos,
cônicos ou abaulados. Um caso particular de rolos são os rolos tipo agulha, que vêm a ser constituídos
por rolos cilíndricos de diâmetro extremamente pequeno em relação ao seu comprimento.
Espaçadores
Os espaçadores destinam-se a manter os elementos rolantes em sua posição e evitar o atrito entre eles.
Dois anéis concêntricos
Os anéis concêntricos contêm as pistas de rolamento, sendo um anel com a pista externa e um anel
com a pista interna .
anel externo
anel interno
pista interna
espaçador
esfera
pista externa
gorne do anel externo
canal ou gorne do anel interno
anel interno
anel externo
porta-esferas ou separador
esfera
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Elementos de Máquinas – Mancais de Deslizamento e de Rolamento
116116116116116 – SENAI-RJ
Materiais e acabamento dos rolamentos
Os elementos rolantes e os anéis são fabricados, geralmente, com aço de alto teor de carbono e de
cromo, endurecido para 58 a 65 Rockwell C, por exemplo, um aço da série 52100 que tem, normalmente,
1% de carbono e, aproximadamente, 1,5% de cromo. A dureza típica varia, na prática, de 58 a 62
Rockwell C, o que dá uma resistência à tração de, aproximadamente, 140 kg/mm2. O níquel e o
molibidênio também são usados como elementos de liga. Algumas vezes, emprega-se aço de superfície
carbonetada. A dureza é importante, do ponto de vista de desgaste (logo, de fadiga). Assim, uma
dureza de 50 Rockwell C proporciona apenas cerca de metade da vida em relação à dureza de 60
Rockwell C.
Os diâmetros dos corpos rolantes em um determinado rolamento devem ser muito aproximadamente
os mesmos, admitindo-se uma diferença máxima de 0,00127mm a 0,00254mm, uma vez que, do contrário,
a carga não será uniformemente distribuída entre os vários elementos, induzindo, portanto tensões
excessivas nos mesmos.
Os separadores são feitos, em geral, com aços de baixo carbono, mais maleáveis. Existem , entretanto,
rolamentos que exigem outros materiais para fabricação dos separadores. Neste casos, são empregados
o bronze, ferro-bronze silicoso, bronze fosforoso, “monel S” e materiais fenólicos.
Condições de emprego dos mancais de rolamento
Provavelmente, a vantagem mais importante dos mancais de rolamento é a de que o atrito na
partida não é superior ao de operação, em contraste com o atrito inicial de metal com metal que se
observa nos mancais de deslizamento. Isto significa que o “coeficiente de atrito” varia pouco com a
carga e a velocidade, exceto nos casos extremos. Esta propriedade torna os mancais de rolamentos
particularmente indicados para elementos de máquinas que devem sofrer paradas e partidas freqüentes
e que partem sob cargas, como os eixos de carros ferroviários.
Uma outra característica de diversos tipos de mancais de rolamentos é a de que eles são capazes
de suportar esforços radiais e axiais. Os mancais de rolamentos requerem pouco lubrificante e pequena
manutenção; ocupam um espaço axial menor que os mancais lisos, mas um maior espaço radial; são
mais ruidosos e mais caros que estes últimos e têm vida limitada como decorrência das altas tensões
(repetidas) em suas pistas, o que resulta em eventual falha por fadiga.
Os mancais de deslizamento e os de rolamento apresentam, um com o outro, vantagens relativas
que tornam um ou outro tipo mais indicado para determinada aplicação.
Assim, não se pode dizer que um é melhor que o outro, exceto em relação a um determinado
problema. Mesmo assim, ainda ocorrem discordâncias de pontos de vista entre engenheiros sobre qual
dos mancais é melhor.
Os mancais de rolamentos são elementos de máquinas especializados e padronizados, que o projetista
não projeta mas apenas escolhe de um catálogo. Contudo, examinaremos, resumidamente, as
considerações básicas de emprego dos rolamentos.
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Elementos de Máquinas – Mancais de Deslizamento e de Rolamento
SENAI-RJ – 117117117117117
Capacidade de carga
A intensidade de carga que pode ser suportada com segurança por um mancal de rolamento varia
de acordo com o tipo de rolamento. Por exemplo, os rolamentos de rolos têm capacidade de carga
superior à dos rolamentos de esferas, pois a superfície teórica de contato de um rolo é um segmento de
reta, e a superfície teórica de contato de uma esfera é um ponto.
Porém, em função da deformação elástica das peças e da forma da pista dos rolamentos, o contato
efetua-se, no primeiro caso, segundo um retângulo, e no segundo caso, segundo uma elipse.
A capacidade de carga varia igualmente com as dimensões dos rolamentos, diâmetro dos elementos
girantes, espessura dos anéis, número de esferas ou de rolos que suportam a carga etc.
Os fabricantes de rolamento prevêem cargas de choque típicas dos rolamentos de muitos valores
diferentes, e o utilizador escolhe o rolamento mais apropriado ao seu uso no catálogo do fabricante.
Direção da carga
As cargas que atuam em um eixo em rotação resumem-se em cargas radiais F1 e cargas axiais F2.
Os fabricantes prevêem rolamentos que suportam somente cargas radiais, somente cargas axiais ou
cargas radiais e axiais combinadas.
O utilizador precisa conhecer a direção dos esforços sobre o mancal e escolher o rolamento adequado.
rolo esferaA B
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R3
FF1
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Dilatação térmica
O material pode sofrer um alongamento sob o efeito do aumento de temperatura. A montagem dos
rolamentos deve permitir a dilatação do eixo.
Uma forma de permitir esta dilatação é montando um rolamento bloqueado e um livre. O rolamento
bloqueado serve de apoio radial e determina o posicionamento axial em ambos os sentidos. Deve,
portanto, estar fixado axialmente na sua posição tanto no eixo como no alongamento.
O rolamento livre serve unicamente de apoio radial e deve permitir o deslocamento axial provocado
pela dilatação.
Outra forma é compor um arranjo onde cada um dos rolamentos fixa o eixo axialmente em um
sentido somente. Conhecido como bloqueio bilateral, é utilizado principalmente em eixos curtos, porém
deverá ser observada uma folga axial mínima entre os rolamentos, a fim de permitir o deslocamento
axial provocado pela dilatação.
Flexão
O eixo pode sofrer uma flexão sob o efeito de forças às quais é submetido. Caso ocorra a flexão,
o anel interno do rolamento será solicitado em rotação, seguindo um eixo YY’, e o anel externo
seguindo o eixo normal de rotação XX’. Os dois anéis em rotação, seguindo eixos diferentes, terão um
funcionamento diferente. Os fabricantes prevêem rolamentos que permitam certo desalinhamento
entre os dois anéis: são os rolamentos à rótula, que devem ser usados quando a flexão for inevitável.
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Tipos de rolamentos
Os tipos básicos de rolamentos de esferas ou rolos, que se fabricam atualmente, já tinham sido
desenvolvidos na década de 1930. Não houve nenhuma grande mudança em sua construção básica.
Tem havido porém um grande número de melhorias no projeto interno, algumas recentemente, no
sentido de otimizar as dimensões dos corpos rolantes e pistas, a fim de se obter a máxima capacidade
de carga possível. Os projetos de desenvolvimento atuais visam principalmente a criação de unidade
ou conjuntos de rolamentos especiais para certas aplicações. A idéia é entregar uma unidade completa
e pronta para ser montada diretamente na máquina. Descreveremos a seguir os tipos mais comuns de
rolamentos, com suas aplicações e características particulares.
Rolamento rígido de uma carreira de esferas
O rolamento rígido de uma carreira de esferas é de construção simples, não separável. É sem
dúvida o tipo mais comum de rolamento. As esferas são relativamente grandes e correm em pistas em
forma de canal, possibilitando ao rolamento suportar cargas radiais e axiais em ambos os sentidos. O
rolamento pode trabalhar em altas rotações e é de lubrificação e supervisão relativamente simples,
possuindo capacidade muito limitada para absorver erros de alinhamento.
XX’
XX
Y’X’XYY’X’XY
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Elementos de Máquinas – Mancais de Deslizamento e de Rolamento
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Os rolamentos rígidos de esferas também são fabricados com uma placa de proteção ou de vedação
em um ou ambos os lados (figura a seguir). A placa é fixada em uma ranhura no anel externo e evita
a entrada de material estranho no rolamento. Os rolamentos com duas placas de proteção ou de
vedação são preenchidos com a quantidade correta de graxa quando são fabricados e,
conseqüentemente, não necessitam de uma relubrificação. Estes rolamentos são freqüentemente
chamados de rolamentos blindados, ou ainda, rolamentos lubrificados para a vida.
Os rolamentos blindados podem ser fornecidos com vários tipos de graxa, para atender a diferentes
faixas de temperatura.
Os rolamentos rígidos de esferas são também fornecidos com uma ranhura para anel de retenção.
Este pode ser encaixado na ranhura e com isto a fixação axial do rolamento torna-se mais simples.
Exemplo de aplicação - O eixo deste ventilador é suportado por dois rolamentos rígidos de uma
carreira de esferas com placas de vedação tipo Z.
Nesta aplicação as placas têm a função de evitar que a graxa, que é pressionada pela engraxadeira,
passe através do rolamento e se acumule dentro do alojamento entre os rolamentos, onde não seria de
nenhuma utilidade (figura a seguir).
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Características
Capacidade de carga radial: alta.
Axial: baixa, em ambos os sentidos.
Capacidade de rotação: alta, podem trabalhar em altas rotações.
Montagem: necessitam de bom alinhamento entre o eixo e o alojamento.
Rolamento rígido de duas carreiras de esferas
Os rolamentos rígidos de duas carreiras de esferas (figura a seguir) são similares, na construção,
aos rolamentos rígidos de uma carreira. O grande número de esferas dá a estes rolamentos uma alta
capacidade de carga radial. A construção mais recente, sem rasgos de entrada das esferas, faz com
que estes rolamentos, agora, possam suportar cargas axiais em ambos os sentidos. Não podem absorver
desalinhamentos angulares, pois estes fariam com que as esferas e as pistas fossem submetidas a
intensas e inaceitáveis cargas.
Características
Capacidade de carga radial: alta, maior que no rolamento rígido de uma carreira.
Axial: baixa, em ambos os sentidos.
Capacidade de rotação: média, não podem trabalhar com rotações altas.
Montagem: necessitam de um alinhamento rigoroso entre o eixo e o alojamento.
Rolamento de uma carreira de esferas de contato angular
Os rolamentos de uma carreira de esferas de contato angular (figura a seguir) mostram grandes
similaridades com os rolamentos rígidos de uma carreira de esferas. A diferença é que as pistas são
inclinadas entre si formando um ângulo de contato. Conseqüentemente, este rolamento pode suportar
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Elementos de Máquinas – Mancais de Deslizamento e de Rolamento
122122122122122 – SENAI-RJ
em um sentido cargas axiais mais altas que um rolamento rígido de esferas de igual tamanho. Entretanto,
não pode ser solicitado no sentido oposto, já que não há pistas desse lado para suportar as cargas. Isto
significa que um rolamento de esferas de contato angular não pode ser usado sozinho; sempre tem de
ser aplicado com um outro que suporte carga axial no sentido oposto.
Possuem apenas uma limitada capacidade de absorver erros de alinhamento.
Os rolamentos de uma carreira de esferas de contato angular são freqüentemente montados lado a
lado. Eles podem ser dispostos de modos diferentes em O (back-to-back), em X (face-to-face). A
fim de tornar possível o uso de algum destes arranjos, é necessário que os rolamentos tenham sido
fabricados para montagem em pares.
Isto significa que as faces laterais dos anéis devem ser retificadas de forma a haver uma correta
folga interna axial e uma distribuição de carga uniforme.
Os rolamentos de uma carreira de esferas de contato angular são fabricados normalmente com
ângulo de contato de 40%, mas existem rolamentos com ângulo de contato de 15% e de 25%.
Exemplo de aplicação - um rolamento de uma carreira de esferas de contato angular pode, por
exemplo, ser usado no fuso de uma furadeira manual elétrica. Devido à posição inclinada das pistas, o
rolamento de esferas de contato angular é capaz de suportar a carga axial que surge durante a operação
de furação (figura a seguir).
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Elementos de Máquinas – Mancais de Deslizamento e de Rolamento
SENAI-RJ – 123123123123123
Características
Capacidade de carga radial: alta.
Axial: alta, em apenas um sentido.
Capacidade de rotação: alta, podem trabalhar em altas rotações.
Montagem: necessitam de um bom alinhamento entre o eixo e o alojamento.
Rolamento de duas carreiras de esferas de contato angular
O rolamento de duas carreiras de esferas de contato angular (figura a seguir) tem características
similares a dois rolamentos de uma carreira de esferas de contato angular montados na posição O.
Certas aplicações consistem em apenas um desses rolamentos. O cubo de roda de um automóvel
pode ser citado como um exemplo deste tipo de aplicação. Os rolamentos de duas carreiras podem
suportar cargas axiais em ambos os sentidos. Porém, como possuem rasgo de entrada de esferas em
um dos lados, se for aplicada uma carga axial predominantemente maior num dos sentidos, o rolamento
deverá ser disposto de forma que esta carga axial não seja dirijida contra o rasgo de entrada. Este tipo
de rolamento possue apenas uma limitada capacidade de absorver erros de alinhamento.
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Elementos de Máquinas – Mancais de Deslizamento e de Rolamento
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Características
Capacidade de carga radial: alta.
Axial: alta, em ambos os sentidos.
Capacidade de rotação: média, não podem trabalhar em rotações muito altas.
Montagem: necessitam de um bom alinhamento entre o eixo e o alojamento.
Rolamento de rolos cilíndricos
Os rolamentos de rolos cilíndricos são fabricados predominantemente em tipos de uma carreira de
rolos, os quais diferem entre si pela disposição dos flanges de guia. Os rolos são guiados por flanges
incorporados ao anel interno ou externo.
O anel com flange e a gaiola retêm os rolos, formando um conjunto que pode ser separado do outro
anel. A característica separável destesrolamentos facilita a montagem e desmontagem em certos
casos. Os rolamentos de rolos cilíndricos podem suportar elevadas cargas radiais, mas nenhuma
capacidade de carga axial, pelo fato de que as faces dos rolos cilíndricos transmitem a carga axial
deslizando contra os flanges. Os rolamentos de rolos cilíndricos permitem um ligeiro desalinhamento
angular do eixo em relação ao alojamento do rolamento.
O rolamento de uma carreira de rolos cilíndricos é fabricado em vários tipos, possuindo várias
disposições diferentes dos flanges.
Os rolamentos do tipo NU possuem dois flanges integrados no anel externo e anel interno sem
flanges, enquanto que o tipo N possui dois flanges integrados no anel interno e anel externo sem
flanges. Eles permitem um deslocamento axial da caixa em relação ao eixo dentro de certos limites
(ver as tabelas de rolamentos), em ambos os sentidos, e também são utilizados como rolamentos
livres.
Os rolamentos de rolos cilíndricos do tipo NJ possuem dois flanges integrados no anel externo e um
no anel interno e pode ser utilizado para a fixação axial do eixo em um sentido.
Os rolamentos de rolos cilíndricos do tipo NUP também têm dois flanges integrados no anel externo.
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Elementos de Máquinas – Mancais de Deslizamento e de Rolamento
SENAI-RJ – 125125125125125
O anel interno possui um flange integrado e um anel-flange solto. Estes rolamentos podem ser utilizados,
portanto, para fixar o eixo em ambos os sentidos.
Em conjunto com o anel de encosto HJ, os rolamentos do tipo NJ podem efetuar uma fixação axial
do eixo em ambos os sentidos, e os rolamentos do tipo NU podem fixar o eixo axialmente em um
sentido. Não é aconselhável colocar um anel de encosto em ambos os lados do rolamento do tipo NU,
pois isto pode provocar uma compressão axial dos rolos.
Características
Capacidade de carga radial: alta.
Axial: nenhuma.
Capacidade de rotação: média, não podem trabalhar em rotações muito altas.
Montagem: necessitam de um bom alinhamento entre o eixo e o alojamento.
tipos de rolamento
séries mais comuns para cada tipo de rolamento
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Rolamento de agulhas
 Sob o ponto de vista construtivo, os rolamentos de agulhas (figura a seguir) se assemelham aos
rolamentos de rolos cilíndricos.
As dimensões dos rolos e o método de guiá-los são as características diferentes entre esses dois
tipos de rolamentos. O diâmetro dos rolos tipo agulha é pequeno, geralmente de 1,5 a 5mm e o
comprimento é normalmente 2,5 vezes o seu diâmetro. O diâmetro dos rolos nos rolamentos de rolos
cilíndricos é consideravelmente maior e o comprimento é aproximadamente de 1 a 1,6 vezes a medida
do diâmetro.
Os rolamentos de agulhas são fabricados em vários tipos diferentes e são indicados para aplicações
cujo espaço radial é reduzido. Se o espaço disponível é muito pequeno, os rolamentos de agulhas são
usados sem o anel interno ou sem os dois anéis, ou seja, apenas uma gaiola de agulhas. As gaiolas de
agulhas são constituídas de agulhas presas por uma gaiola, que trabalham em pistas usinadas no eixo
e na caixa.
Uma bucha de agulhas é obtida pela combinação de um conjunto de agulhas com um anel externo
feito de aço prensado. A gaiola geralmente é de aço prensado, mas gaiolas de plástico são também
utilizadas. A bucha de agulhas apresenta as mesmas vantagens do rolamento de agulhas, e, devido à
baixa altura da seção, é indicada para certas aplicações onde uma gaiola de agulhas não pode ser
empregada, devido à dificuldade de se temperar a pista externa na caixa.
Características
Capacidade de carga radial: alta.
Axial: nenhuma.
Capacidade de rotação: média, não podem trabalhar em altas rotações.
Montagem: necessitam de um rigoroso alinhamento entre o eixo e o alojamento.
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Rolamento de rolos cônicos
Os rolamentos de rolos cônicos (próxima figura) têm um grande número de aplicações na indústria
mecânica e, em particular, na área automobilística. Em um rolamento de rolos cônicos, a linha de ação de
carga sobre o rolo forma um ângulo com o eixo do rolamento. Estes rolamentos são particularmente
recomendados quando agem cargas combinadas ( radial e axial). Os rolamentos são do tipo separável,
isto é, o anel externo (capa) e o anel interno com a gaiola e os corpos rolantes (cone) podem ser
montados separadamente. Os rolamentos de rolos cônicos são sempre montados em pares, por suportarem
cargas axiais somente em um sentido. Devido ao fato de a pista ser de contato angular, surge uma carga
axial sempre que uma carga radial for aplicada neste rolamento ( carga axial induzida). Possuem apenas
uma limitada capacidade de absorver erros de alinhamento e necessitam de regulagem do jogo axial.
Características
Capacidade de carga radial: alta.
Axial: alta, em apenas um sentido.
Capacidade de rotação: média, não podem trabalhar em altas rotações.
Montagem: necessita de um bom alinhamento entre o eixo e o alojamento.
Rolamento axial de esferas de escora simples
Os rolamentos axiais de esferas de escora simples possuem uma carreira de esferas, mantida em
posição por uma gaiola e dois anéis com pistas circulares de pouca profundidade.
O anel de eixo tem um furo um tanto menor que o anel de caixa e é posicionado pelo eixo. O anel
de caixa tem um diâmetro externo um tanto maior que o anel de eixo. O rolamento pode suportar
carga axial em apenas um sentido e não resiste a cargas radiais. Os rolamentos axiais de esferas de
escora simples não podem ser empregados em conjunto com mancais de deslizamento, pois a folga
destes mancais pode aumentar em operação e então o rolamento axial ficaria sujeito à carga radial.
Isto conduziria a uma falha prematura da gaiola. Não podem absorver qualquer desalinhamento angular
que ocorra entre o eixo e o alojamento do rolamento.
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Exemplo de aplicação – As cargas do gancho de um guindaste são suportadas por um rolamento
axial de esferas de escora simples.
Características
Capacidade de carga radial: nenhuma.
Axial: alta, em apenas um sentido.
Capacidade de rotação: baixa, não podem trabalhar em rotações elevadas, em virtude da força
centrífuga exercida sobre as esferas.
Montagem: necessitam de um rigoroso alinhamento entre eixo e o alojamento.
Rolamento axial de esferas de escora dupla
Os rolamentos axiais de esferas deste tipo podem suportar cargas axiais em ambos os sentidos e,
portanto, podem ser utilizados para fixar o eixo em ambos os sentidos. Eles não devem ficar sujeitos a
cargas radiais.
Os rolamentos axiais de esferas de escora dupla são compostos de um anel de eixo, dois anéis de
caixa com superfície de assento plana ou esférica e duas gaiolas axiais de esferas. Eles são separáveis.
Os anéis de caixa e as gaiolas de esferas são idênticos aos rolamentos axiais de esferas de escora
simples correspondentes.
Características
Capacidade de carga radial: nenhuma.
Axial: alta, em ambos os sentidos.
Capacidade de rotação: baixa, não podem trabalhar em rotações elevadas, em virtude da força
centrífuga exercida sobre as esferas.
Montagem: necessitam de um rigoroso alinhamento entre eixo e o alojamento.
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 Rolamento autocompensador de esferas
Os rolamentos autocompensadores de esferas têm duas carreiras de esferas e uma pista esférica
comum no anel externo, que confere ao rolamento a propriedadede ser auto-alinhável, permitindo
pequenos desalinhamentos angulares do eixo em relação ao alojamento do rolamento. São, portanto,
especialmente indicados para aplicações nas quais podem produzir-se desalinhamentos por erros de
montagem ou por flexão do eixo. O desalinhamento angular permissível varia de 1,5% a 3% de acordo
com o tamanho de série dos rolamentos. O rolamento pode suportar cargas axiais leves como também
cargas radiais.
Os rolamentos autocompensadores são necessários em aplicações nas quais o eixo é suportado por
rolamentos em caixas separadas, uma vez que não é possível alinhar as caixas com suficiente precisão
para prevenir inclinação dos rolamentos. Os rolamentos autocompensadores de esferas são usados
largamente nas caixas padronizadas.
Estes rolamentos usualmente tem furos cônicos e são montados sobre buchas de fixação.
Características
Capacidade de carga radial: baixa.
Axial: baixa, em ambos os sentidos.
Capacidade de rotação: média, não podem trabalhar em altas rotações.
Montagem: são projetados para absorver ligeiros desalinhamentos entre o eixo e o alojamento.
Rolamento autocompensador de rolos
Os rolamentos autocompensadores de rolos possuem duas carreiras de rolos, que operam sobre
uma pista esférica comum no anel externo, e duas pistas no anel interno inclinadas, formando um
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Elementos de Máquinas – Mancais de Deslizamento e de Rolamento
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ângulo com o eixo do rolamento. Estes rolamentos são auto-alinhantes e não são afetados por pequenos
desalinhamentos angulares do eixo em relação ao alojamento do rolamento ou flexões do eixo. Além
das cargas radiais, os rolamentos podem suportar cargas axiais atuando em ambos os sentidos. O
desalinhamento angular permissível com os rolamentos autocompensadores de rolos varia de 1 a
2,5%, de acordo com a série do rolamento escolhido.
Exemplo de aplicações – O eixo de vagões ferroviários é suportado por dois rolamentos
autocompensadores de rolos (figura a seguir). O alojamento do eixo se inclina devido ao sistema de
suspensão utilizado. Quando um trem executa uma curva, a caixa foge do alinhamento com o eixo.
Uma grande quantidade de rolamentos autocompensadores de rolos é produzida com furo cônico,
o que facilita a montagem e desmontagem por meio de bucha de fixação, buchas de desmontagem ou
diretamente em assentos cônicos do eixo.
Características
Capacidade de carga radial: média.
Axial: média, em ambos os sentidos.
Capacidade de rotação: baixa, não podem trabalhar em alta rotações.
Montagem: são projetados para absorver ligeiros desalinhamentos entre o eixo e o alojamento do
rolamento.
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Elementos de Máquinas – Mancais de Deslizamento e de Rolamento
SENAI-RJ – 131131131131131
Rolamento axial autocompensador de rolos
Os rolamentos axiais autocompensadores de rolos são usados para altas cargas axiais. A pista
esférica dá a propriedade de autocompensação ao rolamento. O rolamento pode suportar elevadas
cargas radiais tão bem quanto as axiais.
É fabricado com dois tipos de gaiolas: usinada de latão ou prensada de aço.
Os rolamentos axiais autocompensadores de rolos são usados em muitas aplicações tais como:
pontes móveis, guindastes, eixos propulsores e turbinas.
Exemplos de aplicação – O eixo de um gerador vertical é suportado por um rolamento axial
autocompensador de rolos e por um rolamento autocompensador de rolos radial.
Neste caso, o rolamento axial também suporta cargas radiais.
Características
Capacidade de carga radial: alta.
Axial: alta, em apenas um sentido.
Capacidade de rotação: média, não podem trabalhar em altas rotações.
Montagem: são projetados para absorver ligeiros desalinhamentos entre o eixo e o alojamento.
Rolamento com furo cônico
Certos tipos de rolamentos, tais como os rolamentos autocompensadores de esferas, auto-
compensadores de rolos e rolamentos de duas carreiras de rolos cilíndricos, são fabricados numa
versão com furo cônico. No caso de rolamentos de tamanho médio e pequeno a conicidade é 1 por 12,
e para grandes rolamentos, 1 por 30. Os rolamentos com furo cônico podem ser montados sobre
buchas de fixação, buchas de desmontagem ou em eixos com assento cônico.
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Elementos de Máquinas – Mancais de Deslizamento e de Rolamento
132132132132132 – SENAI-RJ
Bucha de fixação
É a bucha de espessura fina, cuja fenda é posicionada sobre o eixo. Tem superfície externa cônica,
que serve de assento ao rolamento. A bucha possui uma seção rosqueada para receber a porca de
fixação. Esta porca é usada para deslocar o rolamento na bucha até que esta se prenda firmemente no
eixo. A porca é mantida em posição por uma arruela de trava. Quando a porca estiver apertada, uma
das pontas da arruela de trava é dobrada para dentro de um entalhe existente na porca. A lingüeta
interna da arruela de trava se encaixa numa ranhura de bucha e impede que a porca e a própria
arruela girem.
A bucha de fixação é geralmente empregada quando os rolamentos devem ser montados em eixos
lisos. É fácil a montagem e desmontagem dos rolamentos em buchas de fixação e, conseqüentemente,
estas são geralmente usadas em arranjos simples de rolamentos, empregando caixas padronizadas
com base.
Os tipos de rolamentos mais empregados com buchas de fixação são os rolamentos
autocompensadores de esferas e autocompensadores de rolos, mas outros tipos de rolamentos, como
os rígidos de esferas podem ser montados com buchas de fixação. Uma outra facilidade, além da
montagem e desmontagem obtida com as buchas de fixação, é que podem ser usados eixos usinados
com uma tolerância relativamente grande.
Contudo, os rolamentos montados sobre buchas de fixação não podem ser empregados para
aplicações que requerem grande precisão.
Buchas de desmontagem
A bucha de desmontagem, como a bucha de fixação, possui fenda mas não possui nenhuma porca
para empurrar o rolamento sobre ela. A bucha de desmontagem, ao contrário, é empurrada entre o
eixo e o rolamento por meio de uma porca posicionada no eixo. Uma porca KM do mesmo tipo de
porca usada com a arruela de trava MB na bucha de fixação pode ser usada para este propósito. Para
se retirar a bucha de desmontagem, uma porca apropriada é posicionada na seção rosqueada da
bucha e apertada contra o rolamento até que a bucha se solte. Em aplicações de rolamentos com
buchas de desmontagem, a tolerância exigida para o eixo não é tão rigorosa como nos casos dos
rolamentos com furo cilíndrico, diretamente no eixo.
Os eixos fabricados com assentos cônicos (figura a seguir) são uma solução onerosa. Em
conseqüência são raramente empregados, exceto em máquinas de alta precisão ou altíssimas solicitações
de carga.PR
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SENAI-RJ – 133133133133133
Mancais Y
Arranjos de rolamentos simples e econômicos podem ser conseguidos utilizando-se os mancais Y.
A sua construção especial os tornou populares em máquinas agrícolas e de construção, transportadores,
ventiladores e também em máquinas para produção de alimentos e embalagens, e hoje se utiliza na
indústria em geral.
O mancal Y é composto de um rolamento Y (um rolamento rígido de esferas especial) e uma caixa
adequada de ferro fundido cinzento ou de chapa de aço prensada.
Os mancais Y podem absorver pequenos erros iniciais de alinhamento, porém, não permitem
deslocamentos axiais e, assim sendo, não são adequados para trabalhar com rolamentos livres. A
distância entre os rolamentos, portanto, deve ser curta ou eles devem ser aplicados em estruturas
metálicas flexíveis, para evitar que fiquem sujeitos a sobrecargas axiais, por exemplo, como resultado
de uma dilatação térmica do eixo.
Rolamentos Y
Os rolamentosY são rolamentos rígidos de esferas, vedados em ambos os lados e que possuem
superfície externa esférica. Eles são facilmente fixados no eixo através de um anel de trava excêntrico,
dois parafusos de trava inseridos no anel interno largo ou uma bucha de fixação.
Os rolamentos Y são fornecidos contendo uma quantidade apropriada de graxa à base de lítio. Eles
geralmente não requerem manutenção, porém, se necessário, podem ser relubrificados através de um
ou dois furos no anel externo. A faixa de trabalho admissível é de -30 a +110 graus centígrados.
Caixas para rolamentos
As caixas, com os correspondentes rolamentos montados, constituem mancais econômicos e de
fácil manutenção.
São feitas em ferro fundido cinzento ou nodular. As tolerâncias de usinagem do assento do rolamento
na caixa são tais que fica assegurado um ajuste folgado do anel externo e, na maioria dos casos, a
largura do assento deixa os rolamentos livres axialmente. Desta forma, a dilatação do eixo e os pequenos
erros dimensionais e de posicionamento na montagem podem ser absorvidos na própria caixa.
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Elementos de Máquinas – Mancais de Deslizamento e de Rolamento
134134134134134 – SENAI-RJ
Mediante a introdução dos anéis de bloqueio pode-se conseguir a fixação axial do rolamento. Se o
rolamento é montado sobre bucha de fixação e se vai empregar só um anel, este deverá ser colocado
ao lado do rolamento em que está a porca de fixação. O rolamento então se desloca de sua posição
central de uma distância igual à metade da largura do anel de bloqueio.
As caixas são fornecidas com vedadores. Os vedadores de feltro, a menos que se indique o
contrário, consistem de tiras de feltro, que são empregadas normalmente para velocidades periféricas
de até 4m/s e +100 graus centígrados. Antes de montar, as tiras de feltro deverão ser mergulhadas
em óleo quente durante alguns minutos. Esta faixa de temperatura de funcionamento também é
aplicada aos novos vedadores de lábio duplo, de construção bipartida e feitos de poliuretano, com
periférica de até 8m/s.
Montagens de rolamentos
A montagem a seguir mostra rolamentos autocompensadores de dupla carreira de rolos, com fixação
dos dois anéis internos e um anel externo, visando compensar a dilatação do eixo.
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Elementos de Máquinas – Mancais de Deslizamento e de Rolamento
SENAI-RJ – 135135135135135
A montagem acima, mista com rolamento rígido de uma carreira de esferas e rolamento de rolos
tipo NU, mostra o rolamento rígido fixo no eixo através de porca Km e arruela MB e no alojamento
através de anel elástico e o batente da tampa, e o rolamento de rolo fixo tanto no eixo como no
alojamento através de anel elástico. Para prever a dilatação do eixo é utilizado este tipo de rolamento
de rolo, que permite esta dilatação através do anel interno do rolamento de rolo.
A montagem acima é de rolamentos de rolos cônicos em X. Observe que o X considera o sentido
de carga em cima dos rolos (não o eixo dos rolos). Este tipo de montagem é utilizado normalmente
quando o eixo gira, ficando o alojamento como apoio.
Note que a distância entre os anéis externos dos rolamentos é maior que a distância dos anéis
internos. Isto lhes dá maior estabilidade.
O ajuste da folga dos rolamentos é feito através do espaçador existente entre a tampa e o alojamento.
Aperta-se até travar o rolamento, tira-se a medida e adiciona-se a folga conforme tabela do fabricante,
obtendo a espessura do calço.
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Este tipo de montagem acima é normalmente utilizado quando o alojamento gira, o que faz com que
ele fique apoiado no eixo. Observe que a distância entre os anéis internos dos rolamentos é maior do
que a distância entre os anéis externos. Esta montagem em O assim é chamada porque o sentido das
cargas sobre os rolos do rolamento formam um O.
A folga existente entre o alojamento e as tampas serve para confirmar que os anéis externos dos
rolamentos estão fixos. O ajuste da folga deste tipo de montagem se faz apertando-se a porca Km até
que os rolamentos fiquem presos e depois afrouxando-os 1/4 de volta, ou utilizando a tabela de folgas
do fabricante.
Mancal de escora vertical mancal de dupla escora
PR
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A montagem acima é feita com dois rolamentos de rolos (NU) e um rolamento de contato angular
de uma carreira de esferas ( observe que o anel interno do rolamento de contato angular é composto
de dois anéis).
PR
OI
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O
Elementos de Máquinas – Mancais de Deslizamento e de Rolamento
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Vamos praticar?
1. O que são guias?
2. Quais são as condições necessárias ao funcionamento de uma guia?
3. Como são classificados as guias?
4. Como deve ser feita a escolha da forma construtiva de uma corrediça de uma guia de deslizamento,
para que o movimento seja possível?
5. O que são guias de deslizamento com dois graus de liberdade?PR
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6. O que são guias de deslizamento com um grau de liberdade?
7. Dê dois exemplos de guias de deslizamento com um grau de liberdade.
8. Dê dois exemplos de guia de deslizamento com dois graus de liberdade.
9. Como deve ser feita a escolha de forma construtiva de um mancal de deslizamento, para que o
movimento seja possível?
10. Quantos graus de liberdade permite o mancal cilíndrico?
11. O mancal cilíndrico necessita de comprimento? Qual?
PR
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12. Por que o mancal cônico só é usado em aplicações especiais?
13. Em que influi o comprimento de um mancal de deslizamento?
14. Qual a influência da dilatação térmica em um mancal de deslizamento?
15. Relacione sete materiais empregados na fabricação de rolamentos?
16. Na utilização de buchas em mancais, devemos ter atenção em relação ao alinhamento, para
não haver jogo com eixo.
( ) certo ( ) errado
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17. Podemos ter buchas em mancais em um só bloco ou buchas bipartidas. No primeiro caso a
principal desvantagem é:
a) a fabricação
b) retirada ou eliminação do excesso de jogo ao consertar
c) o fato de ser reutilizável
d) suas dimensões
e) os chanfros
18. As buchas são forçadas duro. Esta afirmação é relativa às buchas bipartidas.
( ) certo ( ) errado
19. As folgas radiais recomendadas para mancais de bronze fundido (bucha) são obtidas através de
gráficos e dependem do material das buchas e dos eixos utilizados.
( ) certo ( ) errado
20. O arredondamento do canto de um canal de lubrificação em buchas deve ser:
a) somente de um lado, se o eixo girar nos dois sentidos
b) sem arredondamento, se o eixo girar nos dois sentidos
c) nos dois lados, se o giro for nos dois sentidos
d) nos dois lados, se o giro for num sentido
e0 sem arredondamento, se o eixo girar só num sentido
21. 5% de cobre, 85% de estanho e 10% de antimônio era a liga original do
a) metal branco
b) metal Babbit
c) metal patente
d) metal anti-fricção
e) todas acima
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22. As buchas Alpo-calcar são utilizadas em tolerâncias apertadas
( ) certo ( ) errado
23. As buchas DU são utilizadas emvelocidades reduzidas, cargas elevadas, movimento longitudinal
e movimento alternativo.
( ) certo ( ) errado
24. Quais são os elementos que constituem um mancal de rolamento?
25. Qual o material mais indicado para a fabricação dos elementos rolantes e os anéis de um
mancal de rolamento?
26. Qual a principal vantagem do emprego de um mancal de rolamento?
PR
OI
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27. Classifique os rolamentos apresentados abaixo:
PR
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EP
RO
DU
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O
PR
OI
BI
DA
 R
EP
RO
DU
ÇÃ
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