Tolerâncias, Ajustes e Elementos Essenciais de Máquinas

Tolerâncias Mecânicas e Suas Definições

É impossível obter uma medida perfeitamente precisa devido à imprecisão inevitável das máquinas. Para que uma medida cumpra sua finalidade, é suficiente que ela se situe entre dois limites permitidos.

Tolerância:

A diferença entre a medida máxima e a medida mínima permitidas para uma dimensão.

Tamanho Nominal:

É o tamanho atribuído a uma peça, servindo como referência. Geralmente são valores inteiros.

Linha Zero:

Corresponde à linha que representa o valor nominal da dimensão.

Desvio Superior (DS):

A diferença entre o tamanho máximo permitido e o tamanho nominal.

Desvio Inferior (DI):

A diferença entre o tamanho mínimo permitido e o tamanho nominal.

Zona de Tolerância:

É a área entre as duas linhas que representam os limites de tolerância, definindo a variação permitida para a dimensão e sua posição.

Medida Efetiva:

É o valor obtido como resultado de uma medição real da peça.

Limites de Tolerância:

As duas medidas extremas (máxima e mínima) que uma peça pode ter para ser considerada conforme, entre as quais a medida efetiva deve se situar.

Definições de Ajustes e Folgas

Quando duas peças devem ser montadas em conjunto, o ajuste resultante é a relação entre suas dimensões.

Eixo:

Termo usado para descrever qualquer dimensão externa de uma peça, mesmo que não seja cilíndrica.

Furo:

Termo usado para descrever qualquer dimensão interna de uma peça, mesmo que não seja cilíndrica.

Tolerância de Ajuste:

A soma das tolerâncias de duas peças que serão montadas.

Folga (Jogo):

Ocorre quando a diferença entre a medida do furo e a medida do eixo é positiva, permitindo movimento relativo entre as peças.

Aperto:

Ocorre quando a diferença entre a medida do furo e a medida do eixo é negativa, resultando em uma montagem com interferência.

Jogo Mínimo (Jmin):

A menor folga possível, calculada pela diferença entre o diâmetro mínimo do furo e o diâmetro máximo do eixo.

Aperto Mínimo (Amin):

O menor aperto possível, calculado pela diferença negativa entre o diâmetro máximo do furo e o diâmetro mínimo do eixo.

Jogo Máximo (Jmax):

A maior folga possível, calculada pela diferença entre o diâmetro máximo do furo e o diâmetro mínimo do eixo.

Aperto Máximo (Amax):

O maior aperto possível, calculado pela diferença negativa entre o diâmetro mínimo do furo e o diâmetro máximo do eixo.

Elementos de Máquinas

Eixos (Fixos):

Elementos de máquina que servem de suporte para rolamentos ou outras peças, mas que não giram.

Árvores (Rotativas):

Elementos de máquina que giram e servem de suporte para outras peças rotativas, ou são movidos por elas.

Rolamentos e Mancais:

Tanto eixos quanto árvores precisam de pontos de apoio para suportar seu peso e as cargas. Estes pontos são chamados de rolamentos ou mancais. Os rolamentos são classificados por sua estrutura em buchas (deslizamento) e rolamentos de elementos rolantes (esferas, rolos). Os esforços que suportam são classificados como axiais (impedem deslocamento na direção do eixo), radiais (impedem movimento na direção do raio) e mistos (suportam ambos os efeitos simultaneamente).

Seleção de Rolamentos:

• Para montagens pequenas, normalmente empregam-se rolamentos de esferas.
• Para grandes cargas e operações sobrecarregadas, rolamentos de rolos devem ser utilizados.
• Rolamentos de esferas de contato angular, rolamentos de rolos cônicos e rolamentos de rolos esféricos são adequados para cargas radiais e, ao mesmo tempo, podem suportar carga axial significativa.
• Rolamentos de rolos cilíndricos suportam grandes tensões radiais, mas geralmente não suportam forças axiais.
• Rolamentos de esferas de pressão (axiais) suportam apenas forças axiais.
• Os rolamentos de rolos autocompensadores podem suportar cargas axiais e radiais significativas.

Acoplamentos:

São elementos projetados para transmitir movimento entre árvores coaxiais ou desalinhadas.

Classificação de Acoplamentos:

• Acoplamentos Fixos
• Acoplamentos Flexíveis
• Acoplamentos Móveis

Acoplamentos Fixos:

Servem para unir, de forma permanente, duas árvores, formando uma única unidade. Para isso, é essencial que os eixos geométricos das árvores coincidam exatamente. Se os eixos não coincidirem, este tipo de acoplamento não deve ser utilizado.

Tipos de Acoplamentos Fixos:

• Acoplamento de Luva
• Acoplamento de Cone de Atrito Elástico
• Acoplamento de Flanges
• Acoplamento de Placas Rígidas

Acoplamentos Flexíveis:

Utilizados para unir árvores cujos eixos não estão perfeitamente alinhados. Permitem um início de movimento mais suave e progressivo. Geralmente utilizam elementos elásticos como couro, borracha, algodão ou molas metálicas.

Tipos de Acoplamentos Flexíveis:

• Acoplamento de Buchas de Borracha
• Acoplamento Estrela (com elemento elástico macio, transmite pequenas potências)
• Acoplamento com Pacote de Couro (permite deslocamento axial, transmite pequenas potências)
• Acoplamento Periflex (união feita por pneu de borracha com presilhas, fácil desmontagem)
• Acoplamento de Mola (muito elástico, usado em casos de desalinhamento considerável, as molas cedem e se ajustam perfeitamente, proporciona um início de movimento muito suave)
• Acoplamento de Segurança (possui um elemento fixo entre as placas que suporta o atrito, com alto coeficiente de atrito em rotação)

Acoplamentos Móveis:

Permitem algum movimento relativo entre os eixos durante sua operação.

Tipos de Acoplamentos Móveis:

• Acoplamento de Garras (adequado para compensar variações de comprimento)
• Junta de Oldham (usada para conectar eixos paralelos ligeiramente desalinhados, permite pequenos movimentos transversais)
• Junta Universal (permite o acoplamento de eixos com ângulos incluídos, com possibilidade de deslocamentos angulares)

Embreagens:

São componentes que permitem conectar ou desconectar um eixo de acionamento (motor) a um eixo acionado (receptor de movimento).

Classificação das Embreagens:

• Acionamento Imediato
• Acionamento Progressivo
• Automáticas

Embreagens de Acionamento Imediato:

Permitem o engate e desengate em repouso, e o desengate pode ser feito mesmo em movimento.

Tipos de Embreagens de Acionamento Imediato:

• Embreagem de Dentes Periféricos (movimento em ambos os sentidos)
• Embreagem de Dentes Periféricos (movimento em uma direção)
• Embreagem de Dentes Periféricos (movimento em ambos os sentidos, mas com um ponto de referência)
• Embreagem de Dentes Frontais (pode ser engatada se a velocidade for reduzida)
• Embreagem de Engrenagens (interna e externa)

Catracas (Linguetas):

São mecanismos que impedem a rotação de uma árvore em um sentido, permitindo-a em outro. Uma catraca é geralmente constituída por um pinhão com dentes oblíquos e uma roda com uma lingueta (unha). A rotação é possível em apenas um sentido.

Aplicações das Catracas:

Catracas são normalmente utilizadas em diversos mecanismos para proporcionar avanço automático ou impedir o retrocesso.