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Montagem mecânica por pressão de contato.

  1. 1. FACULDADE PITÁGORAS DE IPATINGA RESENHA CRÍTICA DO ARTIGO Montagem à quente por pressão de contato Para obtenção do título de bacharel em Engenharia Mecânica. Autores: •João Paulo Teixeira •Lorena Reis •Saulo Magalhães
  2. 2. TTEEMMAA DDAA PPEESSQQUUIISSAA Observa-se em quase tudo que se vê, que existe algum tipo de união ou fixação de componentes, sejam eles feitos através de soldas, parafusos, rebites ou colagem. Em todos os tipos de projetos, sempre há a necessidade de unir elementos para formar conjuntos. A união de elementos e suas diversidades são eventos muito observados por várias áreas da engenharia, mas principalmente na área da mecânica que estuda todas as variáveis incluídas nestes processos. O objetivo desta pesquisa União a quente por pressão de contato é verificar: O que significa a fixação por pressão de contato? Quais os parâmetros usados para que ela ocorra? Como ela é dimensionada e a quais procedimentos devem ser submetidos os elementos que serão unidos, e suas aplicações? JP
  3. 3. RREESSUUMMOO DDOO AARRTTIIGGOO DEFINIÇÃO DE PARÂMETROS PARA PROCEDIMENTO DE MONTAGEM POR INTERFERÊNCIA DE EIXO FLANGE POR DOUGLAS GERMANO NETO. Definições de parâmetros e procedimentos de montagem dos conjuntos. Definição da forma de fixação. Dimensionamento(cálculos). Conhecimento profundo das propriedades mecânicas dos materiais envolvidos. Análise da geometria das peças. Rugosidade superficial das peças. JP
  4. 4. AVALIAÇÃO DOS SISTEMAS DE FIXAÇÃO HIDRÁULICO E TÉRMICO DE BROCA DE METAL DURO EM FURAÇÃO DO CABEÇOTE DO MOTOR FIRE. Na busca de um sistema de fixação que garanta maior rigidez na técnica de furação Paulo Sérgio Martins (2008), comparou o funcionamento de dois sistemas de fixação de brocas o hidráulico e o térmico. O sistema de fixação de brocas hidráulico:  É composto de uma bucha cilíndrica deformável que, se dilata, ao ser injetado óleo entre da bucha e a ferramenta.  Essa dilatação ocorre de forma centralizada em direção a haste da ferramenta, mas pode apresentar erro de concentricidade de fixação de até 5μm. LO
  5. 5. AVALIAÇÃO DOS SISTEMAS DE FIXAÇÃO HIDRÁULICO E TÉRMICO DE BROCA DE METAL DURO EM FURAÇÃO DO CABEÇOTE DO MOTOR FIRE. Figura1 : Sistema de fixação hidráulico, mostrando o parafuso acionador e o êmbolo de pressão do óleo. Fonte: Citado por MARTINS(2008, p.32). LO
  6. 6. AVALIAÇÃO DOS SISTEMAS DE FIXAÇÃO HIDRÁULICO E TÉRMICO DE BROCA DE METAL DURO EM FURAÇÃO DO CABEÇOTE DO MOTOR FIRE. O sistema de fixação por contração térmica:  O mandril é aquecido com maçarico a aproximadamente 600ºC, ocasionando sua dilatação e possibilitando seu encaixe no cilindro com interferência de (0,025mm a 0,050mm)  A centralização da ferramenta fica garantida após o resfriamento do mandril  Este sistema possui excelente concentricidade e rigidez.  Não são necessários parafusos para acionar os cilindros hidráulicos ou fixar a ferramenta.  Permite uma transmissão de torque máxima. LO
  7. 7. AVALIAÇÃO DOS SISTEMAS DE FIXAÇÃO HIDRÁULICO E TÉRMICO DE BROCA DE METAL DURO EM FURAÇÃO DO CABEÇOTE DO MOTOR FIRE. Sistema de fixação por contração térmica Figura 2: Sistema de fixação térmico com o cilindro interno e a face HSK intercambiável Fonte: Citado por MARTINS (2008, p.33). LO
  8. 8. AVALIAÇÃO DOS SISTEMAS DE FIXAÇÃO HIDRÁULICO E TÉRMICO DE BROCA DE METAL DURO EM FURAÇÃO DO CABEÇOTE DO MOTOR FIRE. Após aferidos parâmetros geométricos de cilindricidade, circularidade, rugosidade, diâmetro do furo e erro de batimento e o desgaste da ferramenta de corte para os sistemas hidráulico e térmico. O autor pode concluir que o sistema de fixação térmico produziu peças com qualidade melhor que o sistema de fixação hidráulico na maioria dos parâmetros. LO
  9. 9. UM EXPERIMENTO SOBRE DILATAÇÃO TÉRMICA E A LEI DO RESFRIAMENTO.  Definição de dilatação térmica por SOUZA(2007) .  Coeficiente de dilatação.  Dilatação térmica na sala de aula.  Fórmula para calcular a variação de comprimento, área e volume.  Lei de Newton para o resfriamento. SA
  10. 10. PRESUSPOSTOS TEÓRICOS EE CCOONNCCEEIITTUUAAIISS  Luiz Fernando de Souza, realizou um TCC pela Universidade Federal do rio de Janeiro, com o título “ Um experimento sobre a dilatação térmica e a lei do resfriamento”, visando descrever de forma sucinta os fenômenos de dilatação e contração térmica dos corpos. Seu trabalho descreve situações e experimentos no qual aumentou-se a temperatura de um corpo, aumentando a agitação de suas partículas que o constituem, resultando num aumento de suas dimensões. Do mesmo modo se diminuirmos a temperatura desse corpo acarretará na redução de suas dimensões. Esse aumento ou diminuição de dimensões dos corpos é conhecido como dilatação e contração térmica. O objetivo principal do seu trabalho foi o foco na dilatação térmica e resfriamento de um corpo, observando todas as suas variações.  Douglas Germano Neto, realizou um TCC pela Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul, com o título “ Definição de parâmetros para procedimento de montagem por interferência de eixo e flange”, descrevendo os passos para todo dimensionamento e determinação de fatores de grande importância a serem considerados, para que se garanta sua durabilidade e rendimento com eficiência. Douglas, destaca que a determinação errada de tais procedimentos podem levar todo projeto à ruína, com ênfase na forma de fixação correta e considerando com rigor todas as propriedades mecânicas dos materiais.
  11. 11. PRESUSPOSTOS TEÓRICOS EE CCOONNCCEEIITTUUAAIISS  Paulo Sérgio Martins, realizou uma dissertação de Pós-Graduação com o título “ Avaliação dos sistemas de fixação hidráulico e térmico de broca de metal duro em furação do cabeçote do motor fire”,(2008) onde descrevendo sobre a usinagem dos cabeçotes, ele destaca a vantagem de se utilizar os sistemas práticos de fixação das brocas através da pressão de contato, sugerindo formas de fixação hidráulica ou até mesmo térmica, a fim de que sejam realizados com maior precisão os variados furos existentes nos cabeçotes dos automóveis, ressaltando ainda que as brocas de metal duro e o tipo de fixação são de suma importância na execução de furos com máxima precisão e com melhor remoção de cavacos gerados durante a usinagem.
  12. 12. MMEETTOODDOOLLOOGGIIAA  A metodologia utilizada para realização da resenha crítica descritiva, foi a pesquisa bibliográfica com base em artigos que abordassem profundamente o tema escolhido para o trabalho. SA
  13. 13. AANNÁÁLLIISSEE CCRRÍÍTTIICCAA Mas afinal o que é uma montagem por interferência ? Ocorre uma montagem com interferência quando o diâmetro mínimo do veio é maior que o diâmetro máximo do furo. Ao se montar o veio será gerado no cubo um esforço significativo que manterá as peças unidas. Figura 3: Interferência máxima e mínima num ajustamento com aperto. Fonte: Citado por barros (2011, p.16). JP
  14. 14. AANNÁÁLLIISSEE CCRRÍÍTTIICCAA O que é necessário para se dimensionar uma união por pressão de contato?  Conhecimento prévio do material;  Dimensões;  Posicionamento;  Tipo de solicitação;  Coeficiente de atrito entre as peças;  Rugosidade superficial;  Potência;  Velocidade de rotação; Estes são parâmetros indispensáveis para dimensionar corretamente a interferência necessária para suportar o momento de rotação pretendido para um dado conjunto mecânico. JP
  15. 15. AANNÁÁLLIISSEE CCRRÍÍTTIICCAA Quais os parâmetros usados para que ela ocorra? Recorre-se ao fenômeno da dilatação térmica que é a dilatação ocasionada pelo efeito do aumento da temperatura, e da contração térmica ocasionada pelo efeito da diminuição da temperatura, possibilitando a realização da montagem. Realiza-se cálculos para dimensionamento da interferência necessária para manter o conjunto unido mesmo ao ser solicitado mecanicamente. LO
  16. 16. AANNÁÁLLIISSEE CCRRÍÍTTIICCAA Como ela é dimensionada ? É necessário obter em tabelas:  o módulo de elasticidade ou módulo de Young dos materiais;  o coeficiente de Poisson; De posse desses dados calcular:  a pressão de aperto e tensões atingidas para a interferência considerada;  As temperaturas de aquecimento/ arrefecimento que deverão levar os componentes a uma dilatação/contração térmica que anule a interferência existente a temperatura ambiente possibilitando o encaixe das peças sem adição de força e sem comprometer as propriedades mecânicas dos materiais das peças. A quais procedimentos devem ser submetidos os elementos que serão unidos ?  Limpeza;  Aquecimento do cubo;  Arrefecimento do eixo; LO
  17. 17. AANNÁÁLLIISSEE CCRRÍÍTTIICCAA  Aplicações A união a quente por pressão de contato é aconselhável para situações em que:  A velocidade de rotação e/ou o momento de rotação transmitidos sejam elevados.  Se deseja uma maior rigidez no sistema de fixação. Como em:  montagem de engrenagens eixos.  montagem de rodas e eixos;  montagens de brocas em mandris; SA
  18. 18. CCOONNCCLLUUSSÃÃOO Para a realização de uma união por interferência, sem comprometer as propriedades mecânicas do material da peças a serem unidas é preciso: Realizar cálculos necessários para que se possa dimensionar a interferência de montagem; Realizar cálculos de temperatura necessária para a dilatação do cubo para a montagem no veio; Realizar limpeza dos componentes; Submeter o cubo a aumento de temperatura que proporcionará sua dilatação; Submeter o veio a diminuição de temperatura que proporcionara sua contração; Montar o veio no cubo; Deixar o conjunto a temperatura ambiente para que ocorra a união que ocorrerá quando veio e cubo atingirem equilíbrio térmico. SA
  19. 19. REFERÊNCIAS BBIIBBLLIIOOGGRRÁÁFFIICCAASS  MARTINS, Paulo Sérgio. Avaliação dos sistemas de fixação hidráulico e térmico de broca de metal duro em furação do cabeçote do motor fire. 2008. Dissertação (Pós Graduação em Engenharia Mecânica) – Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais, Belo Horizonte, 2008.  NETO, Douglas Germano. Definição de parâmetros para procedimento de montagem por interferência de eixo e flange. 2011. Trabalho de conclusão de curso (Graduação em Engenharia Mecânica) – Departamento de Ciências Exatas e Engenharias, Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul, Panami, 2011.  SOUZA, Luiz Fernando. Um experimento sobre dilatação térmica e a lei do resfriamento. 2007. Monografia (Licenciatura em Física) – Instituto de Física, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2007.  BARROS, Pedro Lacerda Correia de. Montagem por Interferência de Rodas Dentadas nos Veios de Redutores Industriais. 2011. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica ) – Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade Nova de Lisboa, Lisboa, Portugal, 2011.

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