Elementos de-máquinas

Elementos de Máquinas
2014
Santa Maria - RS
Alessandro de Franceschi
Miguel Guilherme Antonello

Presidência da República Federativa do Brasil
Ministério da Educação
Secretaria de Educação Profissional e Tecnológica
Equipe de Acompanhamento e Validação
Colégio Técnico Industrial de Santa Maria – CTISM
Coordenação Institucional
Paulo Roberto Colusso/CTISM
Professor-autor
Alessandro de Franceschi/CTISM
Miguel Guilherme Antonello/CTISM
Coordenação de Design
Erika Goellner/CTISM
Revisão Pedagógica
Elisiane Bortoluzzi Scrimini/CTISM
Jaqueline Müller/CTISM
Revisão Textual
Milene Vania Kloss/CTISM
Revisão Técnica
Alexsandra Matos Romio/CTISM
Ilustração
Marcel Santos Jacques/CTISM
Rafael Cavalli Viapiana/CTISM
Ricardo Antunes Machado/CTISM
Diagramação
Cássio Fernandes Lemos/CTISM
Leandro Felipe Aguilar Freitas/CTISM
© Colégio Técnico Industrial de Santa Maria
Este caderno foi elaborado pelo Colégio Técnico Industrial da Universidade Federal
de Santa Maria para a Rede e-Tec Brasil.
F815e Franceschi, Alessandro de
Elementos de máquinas / Alessandro de Franceschi,
Miguel Guilherme Antonello. – Santa Maria, RS : Universidade
Federal de Santa Maria, Colégio Técnico Industrial de Santa
Maria : Rede e-Tec Brasil, 2014.
152 p. : il. ; 28 cm
ISBN 978-85-63573-61-2
1. Engenharia mecânica 2. Elementos de máquinas
3. Máquinas, Engrenagens e roscas I. Antonello, Miguel
Guilherme I. Título.
CDU 621.81
Ficha catalográfica elaborada por Alenir I. Goularte – CRB 10/990
Biblioteca Central da UFSM

e-Tec Brasil
3
Apresentação e-Tec Brasil
Prezado estudante,
Bem-vindo a Rede e-Tec Brasil!
Você faz parte de uma rede nacional de ensino, que por sua vez constitui uma
das ações do Pronatec – Programa Nacional de Acesso ao Ensino Técnico e
Emprego. O Pronatec, instituído pela Lei nº 12.513/2011, tem como objetivo
principal expandir, interiorizar e democratizar a oferta de cursos de Educação
Profissional e Tecnológica (EPT) para a população brasileira propiciando cami-
nho de o acesso mais rápido ao emprego.
É neste âmbito que as ações da Rede e-Tec Brasil promovem a parceria entre
a Secretaria de Educação Profissional e Tecnológica (SETEC) e as instâncias
promotoras de ensino técnico como os Institutos Federais, as Secretarias de
Educação dos Estados, as Universidades, as Escolas e Colégios Tecnológicos
e o Sistema S.
A educação a distância no nosso país, de dimensões continentais e grande
diversidade regional e cultural, longe de distanciar, aproxima as pessoas ao
garantir acesso à educação de qualidade, e promover o fortalecimento da
formação de jovens moradores de regiões distantes, geograficamente ou
economicamente, dos grandes centros.
A Rede e-Tec Brasil leva diversos cursos técnicos a todas as regiões do país,
incentivando os estudantes a concluir o ensino médio e realizar uma formação
e atualização contínuas. Os cursos são ofertados pelas instituições de educação
profissional e o atendimento ao estudante é realizado tanto nas sedes das
instituições quanto em suas unidades remotas, os polos.
Os parceiros da Rede e-Tec Brasil acreditam em uma educação profissional
qualificada – integradora do ensino médio e educação técnica, – é capaz
de promover o cidadão com capacidades para produzir, mas também com
autonomia diante das diferentes dimensões da realidade: cultural, social,
familiar, esportiva, política e ética.
Nós acreditamos em você!
Desejamos sucesso na sua formação profissional!
Ministério da Educação
Agosto de 2014
Nosso contato
etecbrasil@mec.gov.br

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Indicação de ícones
Os ícones são elementos gráficos utilizados para ampliar as formas de
linguagem e facilitar a organização e a leitura hipertextual.
Atenção: indica pontos de maior relevância no texto.
Saiba mais: oferece novas informações que enriquecem o
assunto ou “curiosidades” e notícias recentes relacionadas ao
tema estudado.
Glossário: indica a definição de um termo, palavra ou expressão
utilizada no texto.
Mídias integradas: sempre que se desejar que os estudantes
desenvolvam atividades empregando diferentes mídias: vídeos,
filmes, jornais, ambiente AVEA e outras.
Atividades de aprendizagem: apresenta atividades em diferentes
níveis de aprendizagem para que o estudante possa realizá-las e
conferir o seu domínio do tema estudado.

e-Tec Brasil
Sumário
Palavra do professor-autor 9
Apresentação da disciplina 11
Projeto instrucional 13
Aula 1 – Elementos de fixação 15
1.1 Elementos de fixação móveis e permanentes 15
1.2 Roscas 24
Aula 2 – Elementos de apoio de fixação 43
2.1 Elementos de apoio – mancais, buchas e guias 43
2.2 Mancal 43
2.3 Buchas 47
2.4 Guias 50
Aula 3 – Elementos flexíveis elásticos – molas 57
3.1 Elementos flexíveis elásticos 57
3.2 Tipos de molas 59
Aula 4 – Elementos de transmissão flexíveis 67
4.1 Elementos de transmissão 67
4.2 Transmissão por correias 67
4.3 Transmissão por polias 72
4.4 Transmissão por correntes 78
4.5 Transmissão por cabos 79
4.6 Transmissão por eixos 85
Aula 5 – Elementos de transmissão – engrenagens 91
5.1 Engrenagens 91
5.2 Classificação das engrenagens 92
5.3 Obtenção de engrenagens 98
5.4 Cálculo de engrenagens de dentes retos ou frontais 99
5.5 Engrenagens helicoidais 105
5.6 Engrenagens cônicas 107
5.7 Parafuso com rosca sem-fim 108

Aula 6 – Elementos de acoplamento 113
6.1 Acoplamento 113
6.2 Classificação e tipos de acoplamentos 114
Aula 7 – Elementos de vedação 123
7.1 Vedação 123
7.2 Materiais de vedação 123
7.3 Juntas e anéis 124
7.4 Retentores 126
7.5 Gaxetas 129
7.6 Selo mecânico 130
Aula 8 – Máquinas de elevação e transporte 135
8.1 Movimentação de cargas 135
8.2 Dispositivos destinados a manuseio de carga 137
8.3 Elevadores e guindastes 138
8.4 Pontes rolantes 140
8.5 Correias transportadoras 141
8.6 Transportadores pneumáticos 142
8.7 Empilhadeiras 143
Referências 150
Currículo do professor-autor 151
e-Tec Brasil

e-Tec Brasil
9
Palavra do professor-autor
A disciplina de Elementos de Máquinas trata de diversos componentes mecâ-
nicos empregados em máquinas e equipamentos, sendo que de acordo com
as suas funções ou aplicações, podem ser denominados de elementos de
fixação, apoio, transmissão, acoplamentos, vedação, flexíveis, etc.
Nesse sentido, é muito importante que o conhecimento destes componentes
mecânicos, seja adquirido em cada aula, pois posteriormente podem ser
utilizados de forma sistemática nas mais variadas situações de trabalho,
envolvendo como, por exemplo, montagens e desmontagens de máquinas
e equipamentos.
A cada aula você deverá aprimorar seu conhecimento a respeito do tema
abordado, através das atividades de aprendizagem, por meio da resolução
de questões teóricas e práticas.
Portanto, bom estudo e que o conhecimento seja uma constante em suas
metas.
Alessandro de Franceschi
Miguel Guilherme Antonello

e-Tec Brasil
11
Apresentação da disciplina
A disciplina de Elementos de Máquinas tem como objetivo apresentar os
diferentes conjuntos mecânicos e seus componentes, permitindo a execução
e a interpretação de desenhos técnicos e seus respectivos dimensionamentos.
Da mesma forma, possibilitará conhecer os diversos elementos de apoio
empregados sob as mais variadas formas, assim como os vários tipos de ele-
mentos flexíveis. O mesmo será realizado com aos diversos tipos de elementos
de acoplamento e vedação.
Também, serão abordados os elementos de transmissão, ou seja, as molas e
os elementos de transmissão flexíveis, denominados de correias, correntes,
cabos e eixos. Por fim, serão estudadas as máquinas de elevação e trans-
porte, envolvendo guindastes, correias transportadoras, guinchos, elevadores
e pontes rolantes.
Seja bem-vindo!
Bons estudos!

e-Tec Brasil
Disciplina: Elementos de Máquinas (carga horária: 60h).
Ementa: Conhecer os componentes de máquinas utilizados para fixação, apoio
e transmissão de potência. Identificar os diferentes elementos de fixação e
apoio. Identificar e classificar os elementos flexíveis. Identificar e classificar os
elementos de transmissão. Conhecer os componentes de máquinas utilizados
na transmissão e na vedação. Conhecer os tipos de acoplamentos e suas aplica-
ções. Conhecer e classificar os tipos de máquinas de elevação e de transportes
e suas respectivas aplicações.
AULA
OBJETIVOS DE
APRENDIZAGEM
MATERIAIS
CARGA
HORÁRIA
(horas)
1. Elementos de
fixação
Conhecer os diversos elementos de fixação.
Definir o elemento de fixação adequado para
as diferentes formas de união.
Aprender a calcular as diferentes dimensões
de rosca.
Identificar a necessidade de se utilizar união
fixa ou permanente.
Ambiente virtual:
plataforma Moodle.
Apostila didática.
Recursos de apoio: links,
exercícios.
10
2. Elementos de
apoio
Identificar os diferentes elementos de apoio.
Conhecer os tipos de mancais.
Reconhecer suas características e aplicações.
Ambiente virtual:
plataforma Moodle.
Apostila didática.
exercícios.
08
3. Elementos
flexíveis elásticos
– molas
Conhecer os elementos flexíveis elásticos.
Definir os tipos e suas aplicações.
Identificar as várias medidas na dimensão
de molas.
Ambiente virtual:
plataforma Moodle.
Apostila didática.
exercícios.
08
4. Elementos
de transmissão
flexíveis
Conhecer os diferentes tipos e aplicações na
transmissão por correias, polias e correntes.
Identificar as formas de calcular o
comprimento de correias.
Conhecer os diferentes tipos e aplicações na
transmissão por cabos e eixos.
Ambiente virtual:
plataforma Moodle.
Apostila didática.
exercícios.
08
5. Elementos de
transmissão –
engrenagens
Conhecer e classificar os diferentes tipos de
engrenagens.
Definir as diferentes formas de obtenção de
engrenagens.
Realizar cálculos referentes às engrenagens
de dentes retos e helicoidais.
Ambiente virtual:
plataforma Moodle.
Apostila didática.
exercícios.
10
Projeto instrucional
e-Tec Brasil
13

AULA
OBJETIVOS DE
APRENDIZAGEM
MATERIAIS
CARGA
HORÁRIA
(horas)
6. Elementos
de acoplamento
Definir os principais elementos de
acoplamento.
Identificar os tipos e as diversas aplicações
dos acoplamentos.
Conhecer as formas de desalinhamento dos
acoplamentos.
Ambiente virtual:
plataforma Moodle.
Apostila didática.
exercícios.
05
7. Elementos
de vedação
Definir os diferentes tipos de elementos de
vedação.
Classificar os elementos de vedação
conforme suas aplicações.
Conhecer as vantagens, modos de falhas,
seleção e armazenagem de determinados
elementos de vedação.
Ambiente virtual:
plataforma Moodle.
Apostila didática.
exercícios.
05
8. Máquinas
de elevação
e transporte
Conhecer os diferentes tipos de máquinas de
elevação de transporte.
Definir o tipo de equipamento a ser utilizado
na elevação ou transporte.
Identificar os tipos de aplicações e respectivas
capacidades de carga.
Ambiente virtual:
plataforma Moodle.
Apostila didática.
exercícios.
06
e-Tec Brasil 14

e-Tec Brasil
Aula 1 – Elementos de fixação
Objetivos
Conhecer os diversos elementos de fixação.
Definir o elemento de fixação adequado para as diferentes formas
de união.
Aprender a calcular as diferentes dimensões de rosca.
Identificar a necessidade de se utilizar união fixa ou permanente.
1.1 Elementos de fixação móveis e permanentes
São considerados como meios de união possíveis de serem empregados nos
mais diversos tipos de equipamentos, máquinas e construções mecânicas,
unindo peças produzidas com diferentes materiais por meio de uma fixação
que pode ser móvel ou permanente. Estas diferentes formas de fixação são
comprovadas por meio dos diversos elementos empregados, ou seja, em
fixações permanentes, através da utilização de diversos tipos de rebites e
soldas, assim como dos parafusos, porcas e arruelas usadas em fixações móveis.
Nesse sentido, os distintos tipos de fixação, também podem ser identificados
quando há a necessidade de desmontagem devido a manutenção, ou para
a troca de peças.
Os elementos de fixação móveis podem ser colocados ou retirados do con-
junto sem causar qualquer dano às peças que foram unidas, ao contrário dos
elementos de fixação permanente. Normalmente estes elementos exigem
muita habilidade e cuidado por serem os componentes mais frágeis e sensíveis
em uma união mecânica. Dessa forma, ao projetar um conjunto mecânico, é
importante que seja definido o elemento de fixação apropriado em relação
às peças que devem ser unidas ou fixadas.
Este procedimento minimizará possíveis problemas relacionados à concentração
de tensões que podem causar rupturas nas peças por fadiga do material.
fadiga de material
Queda da resistência ou
enfraquecimento do material
devido a tensões e constantes
esforços.
e-Tec Brasil
Aula 1 - Elementos de fixação 15

Observe que o material referente a Figura 1.1 (a) apresenta suas extremidades
fixas, com uma área inicial S0 em todo o comprimento inicial L0.
Após uma determinada solicitação do material e devido às tensões e cons-
tantes esforços (material está submetido a tração) conforme verificado pelas
forças (F), aplicadas em sentidos opostos. Dessa forma, o material começa a
apresentar uma variação na sua área inicial com consequente aumento de seu
comprimento inicial, conforme verificado em delta L (Figura 1.1 (b)).
Devido às tensões aplicadas e aos esforços constantes inicia-se o enfraque-
cimento da resistência do material, motivando a sua ruptura conforme a
Figura 1.1 (c).
Figura 1.1: Peça com extremidades fixas não sujeita a tensões (a), aumento do com-
primento inicial devido à diminuição da sua área inicial (b) e ruptura do material
devido à tensões e constantes esforços
Fonte: CTISM
1.1.1 Anéis elásticos
Este tipo de elemento de fixação é utilizado, principalmente como trava,
sendo empregado na retenção e segurança em eixos ou furos, impedindo o
deslocamento axial de peças ou componentes e posicionando ou limitando
o curso de uma peça deslizante sobre um eixo. São fabricados de aço mola
sob forma de anéis incompletos, apresentando assim uma determinada elas-
ticidade. O anel pode ser alojado em um canal circular ou ranhura. Quando
o anel é instalado sobre um eixo, é denominado de anel externo, e quando
é instalado dentro de um furo, é denominado de anel interno, como pode
ser visualizado na Figura 1.2.
eixo
A peça de uma máquina
ou mecanismo que é capaz
de desenvolver, ao redor
de si própria e durante o
movimento de rotação,
seções de um processo ou
mecanismo, fazendo com que
a estrutura gire, transmitindo
energia ou potência, ou
sustentando a estrutura.
e-Tec Brasil 16

Figura 1.2: Anéis elásticos
Fonte: CTISM
O anel elástico é um elemento de fixação que apresenta as seguintes funções:
• Impedir os deslocamentos axiais de peças ou componentes.
• Posicionar ou limitar o curso de uma peça ou conjunto deslizante sobre
um eixo.
1.1.2 Arruelas
São peças geralmente cilíndricas, de pouca espessura apresentando um furo
central, pelo qual cruza o corpo do parafuso, sendo utilizadas principalmente para:
• Proteger a superfície das peças.
• Evitar deformações nas superfícies de contato.
• Evitar que a porca afrouxe.
• Suprimir folgas axiais (isto é, no sentido do eixo) na montagem das peças.
• Evitar desgaste da cabeça do parafuso ou da porca.
• Distribuir a carga sobre a superfície das peças unidas.
As arruelas, na sua grande maioria, são fabricadas em aço, sendo que o latão
também pode ser empregado. Já as arruelas de cobre, fibra, couro e alumínio,
em particular são extensivamente utilizadas na vedação de fluidos.
e-Tec Brasil

1.1.2.1 Tipos de arruelas
De uma forma geral os três tipos de arruela mais empregados são:
a) Arruela lisa – este tipo de arruela geralmente é feita de aço sendo em-
pregada sob uma porca para impedir que haja danos à superfície e distri-
buir a força do aperto.
b) Arruela de pressão – consiste em uma espira de mola helicoidal, pro-
duzida a partir de aço de mola com seção retangular. O funcionamento
é evidenciado quando a porca é apertada conforme visualizado na Figura
1.3, fazendo com que a arruela se comprima, gerando uma força de
atrito entre a porca e a superfície de contato. Essa força é auxiliada por
pontas aguçadas na arruela que penetram nas superfícies, gerando uma
trava de forma positiva.
Figura 1.3: Arruela de pressão
Fonte: CTISM e autor
c) Arruela estrelada – as arruelas estreladas têm como função principal
proporcionar o travamento da porca ou parafuso. Possuem dentes na
sua extremidade externa ou interna que dão ao conjunto unido maior
aderência na superfície aplicada. Este tipo de arruela (Figura 1.4) pode
ser produzido a partir de dentes de aço de molas.
Figura 1.4: Tipos de arruelas estreladas
Fonte: CTISM
Assista a um vídeo sobre os
tipos de arruelas em:
http://www.youtube.com/
watch?v=toWvWLbXalk
e-Tec Brasil 18

1.1.3 Chavetas
Estes elementos de máquinas apresentam um corpo de forma prismática ou
cilíndrica, sendo utilizados para unir elementos mecânicos, tais como: eixo/
polia. É considerado um tipo de união desmontável, permitindo a transmissão
de movimentos a outros órgãos, tais como engrenagens e polias. Podem
apresentar faces paralelas ou inclinadas (Figura 1.5), variando de acordo
com a grandeza do esforço solicitado e do tipo de movimento que deve ser
transmitido. São colocadas em rasgos ou cavidades de peças, por isso também
são consideradas elementos de transmissão.
Podem ser classificadas como elementos de transmissão móvel, pois ao serem
desmontadas do conjunto, não são danificadas.
Figura 1.5: Chavetas
Fonte: CTISM
1.1.3.1 Tipos e características
a) Chaveta de cunha – este tipo de chaveta é utilizada para unir elemen-
tos de máquinas que devem girar. O princípio da transmissão é realizado
através da força de atrito entre as faces da chaveta e o fundo do rasgo dos
elementos, sendo importante que haja uma pequena folga nas laterais.
Como pode ocorrer folga entre os diâmetros da árvore e do elemento
movido, a inclinação da chaveta poderá gerar certa excentricidade na
montagem, não sendo comum a sua utilização em montagens que neces-
sitem precisão ou alta rotação.
b) Chaveta encaixada – é considerado o tipo mais comum e sua forma
refere-se a mais simples chaveta de cunha. Apresenta o rasgo da árvore
sempre mais comprido que a chaveta para facilitar o seu uso.
e-Tec Brasil

c) Chaveta meia-cana – apresenta a base côncava (mesmo raio do eixo).
Não necessitando de rasgo na árvore, pois transmite o movimento por
efeito do atrito, de forma que o deslizamento da chaveta ocorre sobre a
árvore, caso o esforço no elemento que é conduzido seja elevado.
d) Chaveta plana – é idêntica à chaveta encaixada, apresentando entre-
tanto um rebaixo plano no lugar de um rasgo na árvore. Sua utilização é
reduzida, pois é utilizada somente para a transmissão de forças reduzidas.
e) Chaveta tangencial – devido ao seu posicionamento em relação ao eixo re-
cebe a denominação tangencial, sendo seu emprego muito comum na trans-
missão de forças elevadas e, em casos de alternância, no sentido de rotação.
f) Chaveta transversal – empregada em uniões de órgãos que imprimem
movimentos rotativos e retilíneos alternativos.
g) Chaveta paralela – este tipo de chaveta normalmente é embutida, sendo
suas faces paralelas, não apresentando conexidade. Uma particularidade das
chavetas paralelas é que elas não apresentam cabeça, a precisão de ajuste
ocorre nas laterais. A forma destas chavetas varia de acordo com seus extre-
mos e de acordo com a quantidade de elementos de fixação na árvore.
h) Chaveta de disco ou meia-lua tipo woodruff – é semelhante à chave-
ta paralela, recebendo esta denominação devido à sua forma, correspon-
dente a um segmento circular. Normalmente utilizada em eixos cônicos
pela facilidade de montagem e facilidade de adaptação à conicidade no
fundo do rasgo do elemento externo.
1.1.4 Contrapino ou cupilhas
Os contrapinos ou cupilhas (Figura 1.6) são fabricados com um arame semi
circular que, ao ser dobrado, deixa-se as extremidades com diferentes compri-
mentos possibilitando sua dobra. É um elemento de fácil manuseio que pode
ser inserido em um furo na ponta de eixos ou em furos na ponta de parafusos,
principalmente quando se usa porcas castelo. Possibilita o travamento da
porca sobre o parafuso ou o travamento de pinos em orifícios.
e-Tec Brasil 20

Figura 1.6: Contrapino ou cupilha
Fonte: CTISM
1.1.5 Parafusos
Dentre os elementos de fixação, pode-se dizer que os parafusos são os mais
utilizados. São elementos de corpo cilíndrico e comprimento de corpo variável,
onde, sobre este corpo, há filetes de roscas. Estas roscas podem ser de dife-
rentes especificações e trabalham em conjunto com porcas, com as mesmas
características de roscas.
Os parafusos diferenciam-se por seu tipo de cabeça, corpo, rosca, diâmetro
e comprimento da área roscada. Com relação à cabeça os parafusos podem
ter cabeça sextavada, quadrada, abaulada, cilíndrica, cônica, com fenda,
fenda cruzada, etc.
O corpo do parafuso pode ser com rosca inteira ou rosca parcial, sendo que
as roscas podem ser do tipo whitworth, métrica e americana. Os parafusos
podem ser utilizados pra diversas aplicações, como unir ou fixar aços, madeira,
borracha, alvenaria e polímeros. O graus ou classe do parafuso indicam o
quanto este suporta de carga antes de seu rompimento, por isso quanto
maior o grau, maior a tensão suportada.
1.1.6 Pinos
Pinos são elementos de fixação móveis de corpo cilíndrico que servem para
unir duas ou mais peças e alinhar furos concêntricos. Podem ter cabeça ou
não, serem cônicos, fixos com rosca ou fixos com contra pinos e podem ser
colocados com ajuste por interferência ou ajuste com folga, dependendo do
tipo de aplicação.
Existe um tipo diferenciado de pino que não são utilizados para ajuste com
interferência, os chamados pinos elásticos, os quais são feitos em aço mola
com uma ranhura na lateral e são ocos. Este tipo de pino, ao ser colocado
no furo, exerce uma pressão em sua própria parede.
e-Tec Brasil

1.1.7 Porcas
A porca é uma peça cuja forma pode ser hexagonal, sextavada, quadrada
ou cilíndrica, geralmente metálica, com um furo roscado, no qual pode ser
encaixado um parafuso, ou uma barra roscada. Em conjunto com o parafuso,
a porca é um acessório amplamente utilizado na união de peças, ou, em
alguns casos, para auxiliar na regulagem. A sua parte externa apresenta vários
formatos, visando atender aos inúmeros tipos de emprego, fazendo com que
porcas sejam utilizadas como elementos de fixação e/ou como de transmissão.
1.1.7.1 Tipos de porcas
Existem diversos e variados tipos de porcas, conforme citados a seguir:
a) Porca castelo – é a uma porca hexagonal com seis entalhes radiais, coin-
cidentes dois a dois, os quais se alinham com um furo no parafuso, pos-
sibilitando a passagem de uma cupilha para travar a porca.
b) Porca cega (ou remate) – esse tipo de porca apresenta uma das extre-
midades do furo rosqueado encoberta, ocultando a ponta do parafuso,
pode ser feita de aço ou latão, geralmente é cromada, possibilitando um
acabamento de boa aparência.
c) Porca borboleta – a porca borboleta apresenta saliências que proporcionam
o aperto manual. Geralmente fabricada em aço ou latão, é utilizada quando
são necessárias e frequentes a montagem e a desmontagem das peças.
d) Contraporcas – de uma forma geral, as porcas sujeitas a cargas de im-
pacto e vibração apresentam tendência a afrouxar, o que pode originar
agravos às máquinas e equipamentos. Dessa forma, utiliza-se como for-
ma de travamento, outra porca, denominada contraporca. Para a opera-
ção de travamento utilizam-se duas chaves de boca.
1.1.8 Rebite
É um elemento de fixação empregado em uniões permanentes, sendo formado
por um corpo cilíndrico e uma cabeça, fabricado em alumínio, cobre ou latão.
Usado para fixação permanente de duas ou mais peças com larga escala de
emprego na fabricação de aviões, união de chapas, navios e fabricação de
utensílios de alumínio.
Em relação aos tipos de cabeças, os rebites podem ser classificados como:
e-Tec Brasil 22

• Rebite de cabeça redonda larga.
• Rebite de cabeça redonda estreita.
• Rebite de cabeça escareada chata.
• Rebite de cabeça escareada estreita.
• Rebite de cabeça cilíndrica escareada – geralmente utilizado em superfícies
de chapas de até 7 mm.
Em relação às especificações, os rebites podem ser determinados conforme o:
• Tipo de material.
• Tipo de cabeça.
• Diâmetro do corpo em mm.
• Comprimento útil do rebite.
1.1.8.1 Formas de rebitagem
A rebitagem pode ser realizada de três formas distintas. Em função da largura
e do esforço das chapas, às quais são submetidas podendo ser assim descritas.
a) Rebitagem de recobrimento – exemplo: utilizadas em vigas e estruturas
metálicas.
Figura 1.7: Rebitagem de recobrimento
Fonte: CTISM
e-Tec Brasil

b) Rebitagem de recobrimento simples – exemplo: empregadas em caldeiras.
c) Rebitagem de recobrimento duplo – exemplo: usadas para vedação perfeita.
Já, em relação ao número de rebites que devem ser empregados, existe uma
relação que depende da largura das chapas ou do número de chapas que
recobrem a junta, sendo que, às vezes, é necessário colocar uma, duas ou
mais fileiras de rebites.
Figura 1.8: Rebitagem de recobrimento duplo
Fonte: CTISM
Quanto à distribuição dos rebites, vários fatores devem ser avaliados, tais como,
comprimento da chapa, a distância entre a borda e o rebite mais próximo, o
diâmetro do rebite e o passo.
1.1.8.2 Processos de rebitagem
a) Processo manual – este processo é feito a mão, utilizando como auxílio
o martelo, estampo, contra estampo e repuxador.
b) Processo mecânico – realizado por meio de um martelo pneumático
ou de rebitadeiras pneumáticas e hidráulicas. Neste processo, o martelo
pneumático é ligado a um compressor de ar, por meio de tubos flexíveis,
e opera sob pressão que varia de 5 Pa a 7 Pa.
1.2 Roscas
Pode ser considerada como um conjunto de filetes, assim como uma saliência
helicoidal, de perfil constante, que se desenvolve uniformemente, externa
ou internamente, em volta de uma superfície cilíndrica ou cônica. O tipo de
rosca é definido em função do tipo de perfil (Figura 1.9).
passo
É a distância entre os eixos dos
rebites de uma mesma fileira,
devendo ser calculado para não
ocasionar o empenamento das
chapas.
Pa
É o símbolo do pascal, ou seja,
a unidade padrão de pressão e
tensão no SI. Equivale a força
de 1 N aplicada sobre uma
superfície de 1 m2
.
Assista a um vídeo sobre rebites
– rebitagem manual em:
https://www.youtube.com/
watch?v=xVcAwltKJ5I
e-Tec Brasil 24

Figura 1.9: Tipos de roscas
Fonte: CTISM
Quando há um cilindro que gira uniformemente, e um ponto que se move
também uniformemente, no sentido longitudinal, a cada volta completa do
cilindro, o avanço (distância percorrida pelo ponto) é chamado de passo e o
percurso descrito no cilindro por esse ponto é denominado de hélice (Figura 1.10).
O desenvolvimento da hélice forma um triângulo, onde se têm:
α – ângulo da hélice
P (passo) – cateto oposto
hélice – hipotenusa
D2 (diâmetro médio) – cateto adjacente
Figura 1.10: Trajetória do passo na rosca
Fonte: CTISM
Dessa forma, com estes dados, é possível aplicar as relações trigonométricas
em qualquer rosca, quando se deseja obter o passo, diâmetro médio ou
ângulo da hélice.
e-Tec Brasil

Em relação à aplicação do passo da rosca é necessário ter critérios, pois quanto
maior for o ângulo da hélice, menor será a força de atrito agindo entre a
porca e o parafuso.
1.2.1 Elementos constituintes de uma rosca
A seguir, de acordo com a Figura 1.11, são especificados os elementos cons-
tituintes de uma rosca:
Figura 1.11: Elementos constituintes de uma rosca
Fonte: CTISM
P – passo (em mm) i – ângulo da hélice
d – diâmetro externo c – crista
d1 – diâmetro interno D – diâmetro do fundo da porca
d2 – diâmetro do flanco D1 – diâmetro do furo da porca
α – ângulo do filete h1 – altura do filete da porca
f – fundo do filete h – altura do filete do parafuso
e-Tec Brasil 26

1.2.2 Tipos de perfis da rosca
O perfil da rosca ou secção do filete varia de acordo com o tipo de aplicação
desejada. Por exemplo, as porcas utilizadas para fixação geralmente apresentam
roscas com perfil triangular. Portanto, é importante saber que de acordo com
o perfil da rosca, se define o seu tipo.
a) Triangular – é o tipo de perfil considerado o mais comum, sendo utiliza-
do em parafusos e porcas de fixação, uniões e tubos.
b) Trapezoidal – roscas com este perfil são empregadas em instrumentos
de comando das máquinas operatrizes, na transmissão de movimento
suave e uniforme, fusos e prensas de estampar.
c) Redondo – o perfil redondo é empregado em parafusos com grandes
diâmetros, feito para suportar grandes esforços, geralmente em compo-
nentes ferroviários. Este tipo de perfil também é utilizado em lâmpadas e
fusíveis, pela facilidade na estampagem.
d) Dente de serra – este perfil de rosca é empregada quando a força de
solicitação é muito grande em um único sentido, é utilizada em morsas,
macacos, pinças para tornos e fresadoras.
e) Quadrado – praticamente em desuso, sendo ainda utilizado em para-
fusos e peças sujeitas a choques e grandes esforços, como é o caso das
morsas.
O sentido de direção do filete pode ser definido de dois modos: à direita ou
à esquerda, conforme definidos a seguir.
a) À direita – o sentido de direção do filete será a direita quando, ao avan-
çar, o giro no sentido dos ponteiros do relógio com sentido de aperto à
direita (Figura 1.12).
b) À esquerda – o sentido de direção do filete será a esquerda quando, ao
avançar, o giro ocorrerá em sentido contrário ao dos ponteiros do relógio
com sentido de aperto à esquerda (Figura 1.13).
e-Tec Brasil

Figura 1.12: Direção do filete a direita
Fonte: CTISM
Figura 1.13: Direção do filete a esquerda
Fonte: CTISM
A seguir, é apresentada a simbologia utilizada para a identificação dos principais
elementos de uma rosca.
D – diâmetro maior da rosca interna – corresponde a nominal
d – diâmetro maior da rosca externa – corresponde a nominal
D1 – diâmetro menor da rosca interna
d1 – diâmetro menor da rosca externa
D2 – diâmetro efetivo da rosca interna
e-Tec Brasil 28

d2 – diâmetro efetivo da rosca externa
P – passo – corresponde à distância entre uma crista e outra
A – avanço
N = número de voltas por polegada
n – número de filetes (fios por polegada)
H – altura do triângulo fundamental
he – altura do filete da rosca externa
hi – altura do filete da rosca interna
i – ângulo da hélice (α)
rre – arredondamento do fundo da rosca do parafuso
rri – arredondamento do fundo da rosca da porca
1.2.3 Sistemas de roscas
As roscas de perfil triangular são fabricadas segundo três sistemas normalizados:
o sistema métrico ou internacional (ISO), o sistema inglês, ou whitworth, e
o sistema americano.
1.2.3.1 Sistema métrico
No sistema métrico, as medidas das roscas são expressas em milímetros, tendo
os filetes forma triangular, ângulo de 60º, crista plana e raiz arredondada.
e-Tec Brasil

Figura 1.14: Características das roscas no sistema métrico
Fonte: CTISM
a) Nomenclatura da rosca métrica triangular.
P – passo de rosca
d – diâmetro maior do parafuso
d1 – diâmetro menor do parafuso
d2 – diâmetro efetivo do parafuso
a – ângulo do perfil da rosca
f – folga entre a raiz do filete da porca e a crista do filete do parafuso
D = diâmetro maior da porca
D1 – diâmetro menor da porca
D2 – diâmetro efetivo da porca
he – altura do filete do parafuso
rre = raio de arredondamento da raiz do filete do parafuso
rri – raio de arredondamento da raiz do filete da porca
e-Tec Brasil 30

Figura 1.15: Rosca métrica triangular
Fonte: CTISM
Pode-se observar neste tipo de rosca, conforme Figura 1.15, o ângulo de 60˚
entre os filetes da rosca.
b) Fórmulas utilizadas para obter a rosca métrica triangular.
Ângulo do perfil da rosca
Diâmetro menor do parafuso
Diâmetro efetivo do parafuso
e-Tec Brasil

Folga entre a raiz do filete da porca e a crista do filete do parafuso
Diâmetro maior da porca
Diâmetro menor da porca
Diâmetro efetivo da porca
Altura do filete do parafuso
Raio de arredondamento da raiz do filete do parafuso
Raio de arredondamento da raiz do filete da porca
Rosca métrica fina – para o cálculo de roscas triangulares métricas finas,
são usadas as mesmas fórmulas das roscas triangulares métricas normais. A
única diferença está relacionada à medida do passo.
e-Tec Brasil 32

1.2.3.2 Sistema withworth
No sistema withworth, as medidas são expressas em polegadas. Nesse sistema
o filete apresenta forma triangular, ângulo de 55º, crista e raiz arredondadas.
O passo é determinado dividindo-se uma polegada (25,4 mm) pelo número
de filetes contidos em uma polegada (Equação 1.14).
No sistema withworth a rosca normal é caracterizada pela sigla BWS (British
Standard Whitwort) e a rosca fina pela sigla BSF (British Standard Fine).
Figura 1.16: Características das roscas no sistema withworth
Fonte: CTISM
a) Fórmulas utilizadas para obter a rosca withworth.
Segue a mesma nomenclatura da rosca métrica.
e-Tec Brasil

Figura 1.17: Rosca withworth
Fonte: CTISM
Pode-se observar, neste tipo de rosca, conforme Figura 1.17, o ângulo de 55˚
entre os filetes da rosca.
1.2.3.3 Sistema americano
Já no sistema americano, as medidas são expressas em polegadas. O filete
tem forma triangular, ângulo de 60º, crista plana e raiz arredondada. O passo
é verificado dividindo-se uma polegada pelo número de filetes contidos em
uma polegada.
No sistema americano a rosca normal é caracterizada pela sigla NC (National
Coarse) e a rosca fina pela sigla NF (National Fine).
e-Tec Brasil 34

Figura 1.18: Características das roscas no sistema americano
Fonte: CTISM
A diferença entre rosca fina e rosca grossa está relacionada ao número de
filetes por polegada, ou seja, a rosca fina possui maior número de filetes.
1.2.3.4 Verificadores de rosca
Inicialmente, para calcular as roscas, é importante que se faça a medição do
passo da rosca. O que pode ser feito utilizando-se um pente de rosca, escala ou
paquímetro (Figura 1.19). Esses instrumentos são definidos como verificadores
de roscas. Eles possibilitam expressar a medida do passo em milímetro, ou em
filetes por polegada, e também a medida do ângulo dos filetes.
Figura 1.19: Verificadores de roscas
Fonte: CTISM
e-Tec Brasil

1.2.4 Tipos de roscas
Definidos pelo perfil da rosca, elas podem ser do tipo triangular (métrica,
whitworth, americana), dente de serra, redonda, quadrada e trapezoidal, etc.
Devido à aplicação, os tipos métrica e a whitworth são consideradas as mais
comuns, sendo normalizadas, ou seja, são predefinidas as suas dimensões,
ângulo do filete, passo, forma de crista e da raiz, etc.
A rosca do tipo métrica é descrita pela letra M maiúscula, acrescida do diâmetro
do parafuso (em mm), dessa forma M8, refere-se a uma rosca métrica de
8 mm de diâmetro. Quando a expressão M20 × 1,5 é usada, significa que
estamos diante de uma rosca métrica fina, ou seja, com passo menor do que
a normal, de 20 mm de diâmetro, e com passo de 1,5 mm.
Em relação aos tipos de passos, podem ser classificada da seguinte forma:
a) Rosca fina (rosca de pequeno passo) – corresponde a uma rosca de
pequeno passo, muito empregada na construção de automóveis e aero-
naves, sobretudo porque nesses veículos acontecem choques e vibrações
que tendem a afrouxar a porca. Sua utilização pode ocorrer quando há
necessidade de uma ajustagem fina ou devido à uma maior tensão inicial
de aperto. Ela também é empregada em chapas de pouca espessura e
em tubos, por não diminuir sua secção. Estas roscas são largamente uti-
lizadas em parafusos feitos de aços-liga, tratados termicamente.
b) Rosca média (normal) – este tipo de rosca é empregada normalmente
em construções mecânicas e em parafusos de modo geral, por propor-
cionar uma boa tensão inicial de aperto. Sua utilização em montagens
sujeitas a vibrações exige, como segurança, o uso de arruelas de pressão.
c) Rosca de transporte ou movimento – caracteriza-se por possuir pas-
so longo transformando o movimento giratório em um deslocamento
longitudinal maior do que os tipos de roscas já citadas anteriormente.
Destacam-se por serem utilizadas normalmente em máquinas, tais como,
tornos, prensas, morsa, etc., ou em casos em que ocorram montagens e
desmontagens frequentes.
e-Tec Brasil 36

Resumo
Nesta aula conhecemos os diferentes tipos de elementos de fixação, móveis e
permanentes, suas características e aplicações. Também aprendemos a calcular
as diferentes dimensões de roscas, envolvendo o perfil métrico, whitworth
e americano.
Atividades de aprendizagem
1. Complete corretamente a frase abaixo de acordo com as alternativas
propostas.
Normalmente os elementos de fixação exigem muita habilidade e cuidado devido
ao fato de serem os componentes mais ______________ e ______________
em uma união mecânica.
a) frágeis, sensíveis
b) frágeis, maleáveis
c) resistentes, sensíveis
d) frágeis, corrosivos
e) resistentes, maleáveis
2. Assinale (V) para verdadeiro e (F) para falso nas alternativas a seguir.
( )
( Quando o anel é alojado sobre um eixo, ele é chamado de anel interno.
( )
( Quando o anel é alojado dentro de um furo, ele é chamado de anel
externo.
( )
( As arruelas são utilizadas para acoplar a carga sobre a superfície das
peças unidas.
( )
( Ao projetar um conjunto mecânico, é importante que seja definido o
elemento de fixação apropriado em relação às peças que devem ser
unidas ou retiradas.
( )
( As arruelas de cobre, fibra, couro e alumínio, em particular, são extensi-
vamente utilizadas na vedação de fluidos.
e-Tec Brasil

3. Assinale a alternativa incorreta em relação ao elemento de fixação de-
nominado chaveta.
a) Apresentam um corpo de forma prismática ou cilíndrica.
b) Utilizados para unir elementos mecânicos, tais como: eixo/polia.
c) É considerado um tipo de união desmontável, permitindo a transmissão
de movimentos a outros órgãos, tais como engrenagens e polias.
d) Podem apresentar faces paralelas ou inclinadas, variando de acordo com
a grandeza do esforço solicitado e com o tipo de movimento que deve
ser transmitido.
e) São colocadas em rasgos ou cavidades de peças podendo ser denomina-
das como elementos de apoio.
4. Em relação ao tipo de porca, relacione as colunas e assinale a alternativa
correta.
(A) Porca castelo
(B) Porca cega
(C) Porca borboleta
a) A – B
b) B – A
c) A – C
d) B – C
e) C – B
( )
( Porca hexagonal com seis entalhes
radiais, coincidentes dois a dois.
( )
( Porca que apresenta uma das extremida-
des do furo rosqueado encoberta.
e-Tec Brasil 38

5. Em relação ao tipo de perfil de rosca, relacione as colunas e assinale a
alternativa correta.
(A) Triangular
(B) Redondo
(C) Trapezoidal
(D) Quadrado
a) C – B – A – D
b) A – C – D – B
c) C – B – D – A
d) A – C – B – D
e) C – A – B – D
6. As roscas de perfil triangular são fabricadas segundo três sistemas norma-
lizados, desta forma, relacione as colunas e assinale a alternativa correta.
(A) Sistema métrico
(B) Sistema withworth
(C) Sistema americano
( )
( É o tipo de perfil considerado como o
mais comum, sendo utilizado em parafu-
sos e porcas de fixação, uniões e tubos.
( )
( É empregado em parafusos com grandes
diâmetros e suporta grandes esforços,
geralmente em componentes ferroviários.
( )
( Roscas com este perfil são emprega-
das em instrumentos de comando das
máquinas operatrizes, na transmissão de
movimento suave e uniforme, fusos e
prensas de estampar.
( )
( Utilizado em parafusos e peças sujeitas
a choques e grandes esforços.
( )
( Medidas das roscas são expressas em
milímetros, ângulo de 60º, crista plana
e raiz arredondada.
( )
( Medidas são expressas em polegadas.
Nesse sistema, o filete tem ângulo de 55º,
com crista e raiz arredondadas. O passo
e-Tec Brasil

a) B – A – C
b) A – C – B
c) B – C – A
d) A – B – C
e) C – A – B
7. Resolva os exercícios a seguir, envolvendo as dimensões da rosca métrica
triangular.
a) Calcular o valor do diâmetro menor de um parafuso (d1) para uma rosca
métrica normal, cujo diâmetro externo é de 6 mm e o passo igual a 1 mm.
b) Calcular o valor do diâmetro menor de um parafuso (d1) para uma rosca
cujo diâmetro externo (d) é de 10 mm e o passo (p) igual a 1,5 mm.
c) Calcule o valor do diâmetro menor de um parafuso (d1), sabendo que o
diâmetro maior é de 12 mm e o passo é de 1 mm.
d) Calcular o valor do diâmetro efetivo (d2) de um parafuso (Ø médio), com
rosca métrica normal, cujo diâmetro é de 12 mm e o passo é de 1,75 mm.
e) Calcule o valor do diâmetro médio de um parafuso com rosca métrica
normal, de diâmetro externo 8 mm e passo 1,25 mm.
f) Calcular o valor do diâmetro menor de uma porca com rosca métrica nor-
mal, cujo diâmetro maior do parafuso é de 6 mm e o passo é de 1 mm.
é determinado dividindo-se uma pole-
gada pelo número de filetes contidos
em uma polegada.
( )
( Medidas são expressas em polegadas.
O filete tem ângulo de 60º, com crista
plana e raiz arredondada. O passo é
determinado dividindo-se uma pole-
gada pelo número de filetes contidos
em uma polegada.
e-Tec Brasil 40

g) Calcule o valor do diâmetro maior de uma porca com rosca métrica nor-
mal, cujo diâmetro maior do parafuso é de 8 mm e o passo é de 1,25 mm.
h) Calcule a folga (f) de uma rosca métrica normal de um parafuso, cujo
diâmetro maior (d) é de 10 mm e o passo (p) é de 1,5 mm.
i) Calcule a folga (f) de uma rosca métrica normal de um parafuso, cujo
diâmetro maior (d) é de 14 mm e o passo (p) é de 2 mm.
j) Calcular a altura do filete de um parafuso com rosca métrica normal,
com diâmetro maior de 4 mm e o passo de 0,7 mm.
k) Calcule a altura do filete de um parafuso com rosca métrica normal, com
diâmetro maior de 20 mm e passo de 2,5 mm.
8. Resolva os exercícios a seguir, envolvendo as dimensões da rosca withworth.
a) Calcular o diâmetro efetivo do parafuso (Ø médio) com rosca whitworth,
cujo diâmetro externo é de 5/16” (7,9375 mm), tendo 18 fios por polegada.
b) Calcular o diâmetro menor de um parafuso com rosca whitworth, cujo
diâmetro é de 1/2 polegada (12,7 mm) e que tem 12 fios por polegada.
c) Calcular o passo em mm de um parafuso com rosca whitworth, saben-
do-se que a rosca tem 32 fios por polegada.
d) Calcular a altura de filete (he) de uma rosca whitworth, sabendo-se que
o passo é de 0,793 mm.
e) Calcular o raio de arredondamento da raiz do filete do parafuso de uma
rosca whitworth com 10 fios por polegada.
e-Tec Brasil

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Aula 2 – Elementos de apoio de fixação
Objetivos
Identificar os diferentes elementos de apoio.
Conhecer os tipos de mancais.
Reconhecer suas características e aplicações.
2.1 Elementos de apoio – mancais, buchas
e guias
Os elementos de apoio, utilizados na área da mecânica e abordados nesta
aula, referem-se aos mancais, buchas e guias.
2.2 Mancal
Este elemento é um suporte de apoio de eixos e rolamentos que são elementos
girantes de máquinas, os quais classificam-se em duas categorias: mancais
de deslizamento e mancais de rolamento. A função dos mancais é minimizar
o atrito e, portanto, aumentar o rendimento do sistema mecânico, entre
partes que se movem entre si. A aplicação dos mancais pode ser observada
na relação entre eixos e carcaças de redutores e entre carros e barramentos
de máquinas-ferramentas.
2.2.1 Mancais de deslizamentos
Estes mancais referem-se a concavidades nas quais as pontas de um eixo
se apóiam. A principal função dos mancais de deslizamento, existentes em
máquinas e equipamentos, é servir de apoio e guia para os eixos girantes.
Eles são considerados como elementos de máquinas sujeitos às forças de
atrito. Estas forças surgem devido à rotação dos eixos, exercendo cargas nos
alojamentos dos mancais que os contêm. A vida útil dos mancais de desliza-
mento pode ser prolongada, desde que, alguns parâmetros de construção
sejam observados. Os materiais de construção dos mancais de deslizamento
devem ser bem selecionados e apropriados a partir da concepção do projeto
de fabricação. Geralmente, os mancais de deslizamento são constituídos por
Assista a um vídeo sobre
montagem de mancal em:
watch?v=0JjIgeezQz4
e-Tec Brasil
Aula 2 - Elementos de apoio de fixação 43

uma bucha, fixada num suporte. Esses mancais são usados em máquinas
pesadas ou em equipamentos de baixa rotação, porque a baixa velocidade
evita o superaquecimento dos componentes expostos ao atrito.
Neste caso, o uso de buchas e de lubrificantes permite reduzir esse atrito,
melhorando a rotação do eixo.
2.2.2 Mancais de rolamento
Estes tipos de mancais são empregados para comportar esferas ou rolos nos
quais o eixo se apoia, de forma que quando o eixo gira as esferas ou rolos,
também giram confinados dentro do mancal. Em geral, um mancal de rola-
mento é um tipo de mancal, em que a carga principal é transferida por meio
de elementos de contato, por rolamento em vez de deslizamento.
Os mancais de rolamento, fabricados para suportar cargas que atuam per-
pendicularmente ao eixo, tais como os rolamentos dos cubos de rodas, são
chamados de rolamentos radiais. Já os projetados para suportar cargas que
atuam na direção do eixo são chamados de rolamentos axiais. Um rolamento
axial, por exemplo, pode ser utilizado para suportar o empuxo da hélice
propulsora de um navio. Alguns tipos de rolamento radiais são capazes de
suportar, cargas combinadas, isto é, cargas radiais e axiais. Para casos em que
se deseja um mancal com maior velocidade e menos atrito, o de rolamento é o
mais adequado. Em relação à classificação dos rolamentos, esta é estabelecida
em função dos seus elementos rolantes. De forma que o mancal de rolamento
trabalha com atrito de rolamento, sendo esta a principal causa de seu menor
atrito, em relação ao mancal de deslizamento.
Os mancais de rolamento limitam, ao máximo, as perdas de energia em con-
sequência do atrito. São geralmente constituídos de dois anéis concêntricos,
entre os quais são colocados elementos rolantes como esferas, roletes e agulhas.
A poeira, sobrecarga, umidade, corrosão, defeito de montagem, temperatura
elevadas e lubrificação deficiente são fatores que podem influenciar na vida
do rolamento.
2.2.2.1 Vantagens e desvantagens dos rolamentos
• Menor atrito e aquecimento.
• Maior sensibilidade aos choques.
e-Tec Brasil 44

• Baixa exigência de lubrificação.
• Maiores custos de fabricação.
• Intercambiabilidade internacional.
• Tolerância pequena para carcaça e alojamento do eixo.
• Não há desgaste do eixo.
• Pequeno aumento da folga.
• Não suporta cargas tão elevadas durante a vida útil, como os mancais de
deslizamento.
• Ocupa maior espaço radial.
2.2.2.2 Tipos e seleção
Os rolamentos são selecionados conforme:
• As medidas do eixo.
• O diâmetro interno (d).
• O diâmetro externo (D).
• A largura (L).
• O tipo de solicitação.
• O tipo de carga.
• O número de rotação.
As funções requeridas para os rolamentos diferem de acordo com a aplicação,
e devem ser mantidas necessariamente por um período além do determinado.
O rolamento, mesmo que utilizado corretamente, com o passar do tempo
deixa de desempenhar de forma satisfatória a sua função. Isso deve-se a vários
fatores, o aumento de ruído e vibração, a redução da precisão pelo desgaste,
a deterioração da graxa lubrificante, e pelo escamamento que ocorre por
fadiga e que pode surgir na superfície do rolamento.
e-Tec Brasil

2.2.2.3 Limite de rotação
Corresponde à velocidade máxima permissível obtida empiricamente, que
permite a operação contínua do rolamento, sem que ocorra o travamento
por superaquecimento ou a geração de calor acima de determinado limite.
Rolamentos autocompensadores são componentes de duas carreiras,
autossustentáveis, compostos por anéis externos maciços, cuja pista é oca,
tendo, em seu interior, anéis internos maciços, assim como rolamento de
rolos com gaiolas. Os anéis internos têm perfurações cilíndricas ou cônicas.
Os rolamentos classificam-se de acordo com as forças que eles suportam e
podem ser radiais, axiais e mistos.
• Radiais – não suportam cargas axiais e impedem o deslocamento no
sentido transversal ao eixo.
• Axiais – não podem ser submetidos a cargas radiais e impedem o deslo-
camento no sentido axial, isto é, longitudinal ao eixo.
• Mistas – suportam tanto carga radial, como axial. Impedem o desloca-
mento tanto no sentido transversal, quanto no axial.
Conforme a solicitação, os mancais apresentam uma infinidade de tipos
empregados em aplicações específicas, tais como: máquinas agrícolas, motores
elétricos, máquinas ferramentas, compressores, construção naval, etc.
Quanto aos elementos rolantes, os rolamentos podem ser:
a) De esferas – neste caso, os corpos rolantes são esferas, considerados
mais apropriados para rotações mais elevadas.
b) De rolos – quando os corpos rolantes são formados de rolos cilíndricos,
cônicos ou barriletes, suportam cargas maiores e devem ser usados em
velocidades menores.
Os rolamentos de rolos cilíndricos tem um contato linear com as pistas, e
podem acomodar altas cargas radiais. Os rolos são guiados pelas bordas,
através do anel interno ou externo, sendo adequados para aplicações com
altas rotações. Além disso, os rolamentos de rolos cilíndricos são separáveis
e relativamente de fácil montagem e desmontagem, mesmo quando são
necessários ajustes por interferência.
Assista a um vídeo sobre como
funcionam os rolamentos
autocompensadores de esferas
em:
www.youtube.com/
watch?v=wvd8OuHH1AU
e-Tec Brasil 46

Os rolamentos de rolos cônicos são construídos de tal forma que as linhas
centrais das pistas e dos rolos convergem para um ponto.
c) De agulhas – apresentam corpos rolantes de pequeno diâmetro e gran-
de comprimento, sendo recomendados para mecanismos oscilantes,
onde a carga não é constante e o espaço radial é limitado.
Algumas vantagens e desvantagens existentes entre os mancais de deslizamento
e rolamento podem ser definidas de acordo com determinadas ocorrências.
• Em relação ao nível de ruído – neste caso, o mancal de deslizamento
apresenta um nível de ruído menor do que o de rolamento.
• Vida útil – o mancal de deslizamento apresenta uma vida ilimitada recupe-
rável, enquanto a vida útil do mancal de rolamento é limitada pela fadiga.
• Consumo de lubrificante – maior no caso do mancal de deslizamento,
quando comparado com o de deslizamento.
• Quanto às combinações de cargas radiais e axiais – em relação ao
mancal de deslizamento é mais difícil do que em comparação ao mancal
de rolamento.
2.3 Buchas
São elementos de máquinas que servem de apoio para a realização de outras
funções, cuja forma pode ser cilíndrica ou cônica, servindo de apoio para
eixos, assim como para guiar brocas e alargadores. As buchas de fixação são
utilizadas para obter uma fixação segura e de fácil montagem e desmontagem
em volantes, polias, engrenagens, conjuntos de freios-embreagem, manivelas,
em eixos ou pinos, sem a necessidade de rasgos e chavetas. Em situações em
que o eixo desliza dentro da bucha, deve haver lubrificação.
As buchas podem ser fabricadas de metal antifricção ou de materiais plásticos.
Normalmente, a bucha deve ser fabricada com material que apresente uma
dureza inferior ao material do eixo, como por exemplo, feitas de materiais
macios, como o bronze e ligas de metais leves. As buchas podem ser classifi-
cadas quanto ao tipo de solicitação e podem ser de fricção radial para esforços
radiais, de fricção axial para esforços axiais e cônicos para os esforços que
ocorrem nos dois sentidos.
metal antifricção
É uma liga de cobre, zinco,
estanho, chumbo e antimônio.
É conhecido também por metal
patente ou metal branco.
e-Tec Brasil

Estes elementos de máquinas estão sujeitos às forças de atrito. Portanto,
devem apresentar um sistema de lubrificação eficiente.
As forças de atrito geram desgastes e calor e opõem-se, também, ao deslo-
camento dos eixos.
Figura 2.1: Bucha acoplada a peça e ao eixo
Fonte: CTISM
2.3.1 Tipos de buchas
As buchas divergem em relação à suas formas e aplicações.
• Buchas de fricção radial – apresentam várias formas e as mais comuns
são feitas de um corpo cilíndrico furado, sendo que o furo possibilita a
entrada de lubrificantes.
Essas buchas são empregadas em peças utilizadas para cargas pequenas
e em lugares de fácil manutenção. Em alguns casos, essas buchas são
cilíndricas na parte interior e cônicas na parte externa. Os extremos são
roscados e possuem três rasgos longitudinais, que permitem o reajuste
das buchas nas peças.
• Bucha de fricção axial – esse tipo de bucha é usada para suportar o
esforço de um eixo em posição vertical.
• Bucha cônica – utilizada para suportar um eixo onde esforços radiais e
axiais são exigidos, em que normalmente são requeridos dispositivos de
fixação, sendo por isso, pouco empregadas.
Assista a um vídeo sobre buchas
de fixação e suas aplicações em:
watch?v=aQzCpA4Z16c
e-Tec Brasil 48

• Bucha-guia para furação e alargamento – nos dispositivos para fura-
ção, o tipo de bucha-guia orienta e possibilita o autoposicionamento da
ferramenta que atua na peça, permitindo obter a posição correta das
superfícies usinadas. São consideradas elementos de precisão, sujeitas ao
desgaste por causa do atrito. Por essa razão, são produzidas em aço duro,
com superfícies bem lisas, de preferência retificadas.
As buchas pequenas com até 20 mm de diâmetro são produzidas em aço-car-
bono, temperado ou nitretado, já, as maiores, em aço cementado.
A nitretação de metais é um processo que possibilita alterar as propriedades de
dureza superficial, resistência térmica, corrosão e de dureza superficial do material.
A distância existente entre a bucha-guia e a peça baseia-se em dois parâmetros:
• Quando o cavaco tiver que passar pelo interior da bucha-guia, a distância
será de 0,2 mm (Figura 2.2).
Figura 2.2: Bucha guia com distância de 0,2 mm
Fonte: CTISM
• Quando o cavaco tiver que sair por baixo da bucha-guia, a distância será
igual ou maior que 0,5 mm, multiplicado pelo diâmetro do furo da bucha
(Figura 2.3).
e-Tec Brasil

Figura 2.3: Bucha guia com distância de 0,5 mm
Fonte: CTISM
A principal finalidade da bucha-guia é a de manter um eixo comum (coaxilidade)
entre ela e o furo, fazendo com que as buchas-guia apresentem tipos variados.
Quando a distância entre a peça e a base de sustentação da bucha-guia é
grande, usam-se buchas-guia longas com as seguintes características:
• Distância (e) com saída por baixo do cavaco.
• Bucha com borda para limitação da descida.
• Diâmetro (d) conforme a ferramenta rotativa.
• Diâmetro (D) maior que a ferramenta rotativa.
2.4 Guias
Elemento de máquina que sustenta, com certo rigor, a trajetória de determi-
nadas peças. Neste caso, temos como exemplo o trilho, que serve como guia
da porta corrediça, conforme Figura 2.4.
e-Tec Brasil 50

Figura 2.4: Guia de porta corrediça
Fonte: CTISM
No caso de se desejar movimento retilíneo, geralmente utiliza-se guias consti-
tuídas de peças cilíndricas ou prismáticas. De forma que essas peças deslizem
dentro de outra peça, com forma geométrica semelhante. As guias podem
ser abertas ou fechadas, como pode ser visto nas Figuras 2.5 e 2.6.
Figura 2.5: Guia fechada tipo rabo de andorinha
Fonte: CTISM
Figura 2.6: Guia aberta
Fonte: CTISM
e-Tec Brasil

2.4.1 Classificação das guias
As guias classificam-se em dois grupos: guias de deslizamento e de rolamento,
sendo que as guias de deslizamento apresentam-se, geralmente, nas formas
mostradas na Figura 2.7.
Figura 2.7: Tipos de guias de deslizamento
Fonte: CTISM
Nas máquinas operatrizes são empregadas combinações de vários perfis de
guias de deslizamentos, conhecidos como barramento.
As guias de rolamento originam menor atrito se comparado com as guias de
deslizamento, isto ocorre porque os elementos rolantes giram entre as guias.
Estes elementos rolantes podem ser especificados através de esferas ou roletes.
2.4.2 Lubrificação
Em geral, as guias são lubrificadas com óleo, o qual é introduzido entre as
superfícies em contato através de ranhuras ou canais de lubrificação. O óleo
deve correr pelas ranhuras de forma que atinja toda a extensão da pista e
crie uma película lubrificante.
2.4.3 Conservação de guias
Para manter as guias de deslizamento e de rolamento em bom estado, são
sugeridas as seguintes medidas:
• Manter as guias sempre lubrificadas.
• Protegê-las quando são expostas a um meio abrasivo.
Assista a um vídeo sobre
lubrificação de guias e
barramentos em:
www.youtube.com/
watch?v=2CtIXVBQZh4
e-Tec Brasil 52

• Protegê-las com madeira quando forem utilizadas como apoio de algum
objeto.
• Providenciar a manutenção do ajuste da régua, sempre que necessário.
Resumo
Nesta aula aprendemos a identificar os diferentes elementos de apoio. Conhe-
cemos os tipos de mancais e suas aplicações, assim como a utilização e
classificação de buchas e guias.
1. Os rolamentos classificam-se de acordo com as forças que eles suportam
e estão citados na primeira coluna. Desta forma, associe as colunas e
assinale a alternativa que contém a sequência correta.
(A) Radiais
(B) Axiais
(C) Mistos
a) A – B – C
b) A – C – B
c) C – B – A
d) B – A – C
e) B – C – A
2. Defina rolamentos autocompensadores.
( )
( Não podem ser submetidos a cargas radiais.
Impedem o deslocamento no sentido axial,
isto é, longitudinal ao eixo.
( )
( Não suportam cargas axiais e impedem o des-
locamento no sentido transversal ao eixo.
( )
( Não suportam carga radial, nem axial.
Impedem o deslocamento tanto no sentido
transversal, quanto no axial.
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3. Marque (V) para verdadeiro ou (F) para falso para as afirmativas a seguir
e assinale a alternativa correta.
( )
( Os mancais de rolamento limitam, ao máximo, as perdas de energia em
consequência do atrito.
( )
( Mancais de deslizamento são usados em máquinas pesadas e em equi-
pamentos de alta rotação.
( )
( A principal finalidade da bucha-guia é a de manter um eixo comum
(coaxilidade) entre ela e o furo.
( )
( Buchas de fricção radial apresentam várias formas, e as mais comuns
são feitas de um corpo cilíndrico furado, sendo que o furo possibilita a
entrada de lubrificantes.
( )
( As buchas são elementos de máquinas cuja forma pode ser cilíndrica
ou cônica, servindo de apoio para eixos, assim como para guiar brocas
e alargadores.
a) V – V – V – V – F
b) V – F - V – V – V
c) V – V – F – V – V
d) F – V – V – V – V
e) V – V – V – F – V
4. De acordo coma as frases a seguir, assinale as alternativas corretas.
A distância existente entre a bucha-guia e a peça baseia-se em dois parâmetros:
(A) Quando o cavaco tiver que passar pelo interior da bucha-guia, a distância
será de 0,4 mm.
(B) Quando o cavaco tiver que passar pelo interior da bucha-guia, a distância
será de 0,2 mm.
e-Tec Brasil 54

(C) Quando o cavaco tiver que passar pelo interior da bucha-guia, a distância
será de 0,5 mm.
(D) Quando o cavaco tiver que sair por baixo da bucha-guia, a distância será
igual ou maior que 0,5 mm, multiplicado pelo diâmetro do furo da bucha.
(E) Quando o cavaco tiver que sair por baixo da bucha-guia, a distância será
igual ou maior que 0,2 mm, multiplicado pelo diâmetro do furo da bucha.
a) A e B
b) A e C
c) B e D
d) D e E
e) C e D
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Aula 3 – Elementos flexíveis elásticos
– molas
Objetivos
Conhecer os elementos flexíveis elásticos.
Definir os tipos e suas aplicações.
Identificar as várias medidas na dimensão de molas.
3.1 Elementos flexíveis elásticos
As molas da Figura 3.1 são elementos de máquinas que tem a função de
armazenar energia, assim como absorver ou amortecer choques e vibrações.
Possuem também a capacidade de sofrer grandes deformações voltando ao
seu estado inicial. Estes elementos flexíveis tem a característica de transmitir
potência através de distâncias relativamente grandes, substituindo engrenagens,
eixos, mancais ou dispositivos similares de transmissão de potência.
Figura 3.1: Molas helicoidais
Fonte: http://www.freeimages.com/browse.phtml?f=view&id=643414
As molas são órgãos mecânicos usados para exercer forças, para prestar
flexibilidade, e para armazenar energia na forma de energia mecânica de
deformação elástica. Podem ser classificadas quanto à sua forma e natureza
e-Tec Brasil
Aula 3 - Elementos flexíveis elásticos – molas 57

dos esforços que as solicitam. Quanto à forma geométrica, as molas podem
ser helicoidais (forma de hélice) ou planas e, quanto ao esforço que suportam,
as molas podem ser de tração, de compressão ou de torção (Figura 3.2).
Figura 3.2: Tipos de esforços suportados pelas molas
Fonte: CTISM
A flexibilidade (φ), de uma mola quantifica-se pelo valor constante da relação
entre o deslocamento y do ponto de aplicação da força atuante e a intensi-
dade P da força atuante. A rigidez de uma mola, designada por constante
de mola k, é o inverso da flexibilidade, determinada através da relação entre
a intensidade da força atuante e o seu respectivo deslocamento.
e-Tec Brasil 58

Figura 3.3: Flexibilidade e rigidez em uma mola
Fonte: CTISM
No dimensionamento de uma mola há, em geral, a necessidade de atender
aos seguintes fatores:
• Permitir o alojamento da mola no espaço disponível.
• Satisfazer os requisitos de rigidez.
• Enquadrar os valores do deslocamento e da força máximos aos valores
impostos pelo projeto.
• Satisfazer a condição de resistência nas condições estáticas e de fadiga.
3.2 Tipos de molas
De acordo com o tipo de aplicação e material de fabricação, as molas podem
apresentar diferentes formas e tamanhos.
e-Tec Brasil

3.2.1 Molas helicoidais
Correspondem ao tipo de mola mais usada na área da mecânica. Em geral, elas
são produzidas a partir de barra de aço, sendo enrolada em forma de hélice
cilíndrica ou cônica e cuja seção pode ser retangular, circular, quadrada, etc.
Figura 3.4: Molas helicoidais
Fonte: CTISM
Em geral, a mola helicoidal é enrolada à direita. Caso for enrolada à esquerda,
o sentido da hélice deve ser indicado no desenho. As molas helicoidais podem
atuar por meio de compressão, tração ou por torção.
3.2.1.1 Classificação das molas helicoidais
a) Mola helicoidal de compressão – formada por espirais, de forma que,
quando comprimida por alguma força, o espaço existente entre as espi-
ras diminui, reduzindo o comprimento da mola.
b) Mola helicoidal de tração – esta mola, além das espiras, possui gan-
chos nas extremidades, os quais são chamados de olhais. Para que este
tipo de mola possa realizar a sua função, é necessário que seja esticada,
aumentando o seu comprimento. Já, em estado de repouso, volta ao seu
comprimento normal.
c) Mola helicoidal de torção – além das espiras, também apresenta dois
braços de alavancas. É através desses braços que as molas de torção são
solicitadas, de forma que, durante o seu funcionamento, a mola apresen-
te uma pequena deformação em seu diâmetro de enrolamento.
Assista a um vídeo sobre o
processo de confecção de molas
helicoidais em:
www.youtube.com/
watch?v=VqELBYe_aA8
e-Tec Brasil 60

A mola helicoidal cônica refere-se a uma construção diferente da mola helicoi-
dal comum, tendo praticamente o mesmo funcionamento, onde a principal
diferença ocorre devido ao seu “empacotamento”.
3.2.1.2 Dimensão de uma mola helicoidal
No caso de uma mola helicoidal de compressão cilíndrica, temos as seguintes
dimensões.
Figura 3.5: Dimensões de uma mola helicoidal
Fonte: CTISM
De – diâmetro externo
Di – diâmetro interno
H – comprimento da mola
d – diâmetro da seção do arame
P – passo da mola
n° de espiras – número de espiras da mola
Passo – corresponde à distância referente aos centros de duas espiras conse-
cutivas, a qual é medida paralelamente ao eixo da mola.
e-Tec Brasil

3.2.2 Molas planas
São molas produzidas a partir de material plano ou em fita, com formato
simples e podem ser definidas como: feixe de molas, prato e espiral.
Figura 3.6: Representação de um feixe de molas planas
Fonte: CTISM
a) O feixe de molas é obtido através de diversas peças planas cujo compri-
mento é variável, acomodadas de forma que permaneçam retas sob a
ação de uma dada força.
b) As molas prato possuem a forma de um tronco de cone cujas paredes
apresentam seção retangular. De uma forma geral, as molas prato fun-
cionam associadas entre si, empilhadas, formando colunas, as quais de-
pendem da necessidade que se tem em vista.
c) A mola em espiral apresenta a forma de espiral ou caracol, sendo pro-
duzida, em geral, sob forma de barra ou lâmina com seção retangular. A
mola espiral é enrolada de tal forma que todas as espiras ficam concên-
tricas e coplanares.
Resumo
Nesta aula, aprendemos a conhecer os elementos flexíveis elásticos, ou seja,
as molas, seus tipos e aplicações. Assim como a identificar as especificações
de medidas existentes na dimensão dessas molas.
1. Marque (V) para verdadeiro e (F) para falso para as afirmativas a seguir e
assinale a alternativa correta.
( )
( As molas possuem a capacidade de sofrer grandes deformações voltando
ao seu estado inicial.
e-Tec Brasil 62

( )
( A constante de mola k, é o inverso da flexibilidade, determinada atra-
vés da relação entre a intensidade da força atuante e o seu respectivo
deslocamento.
( )
( Mola helicoidal corresponde a um dos tipos de molas mais usadas na
área da mecânica.
( )
( Mola helicoidal de torção apresenta uma grande deformação em seu
diâmetro de enrolamento.
a) V – F – F – V
b) V – V – F – F
c) F – V – F – V
d) F – F – V – V
e) V – F – V – F
2. As molas planas são molas produzidas a partir de material plano ou em
fita, com formato simples. Relacione as colunas e assinale a alternativa
com a sequência correta.
(A) Espiral
(B) Feixe de molas
(C) Prato
a) B – A – C
b) A – C – B
c) B – C – A
( )
( Acomodadas de forma que permaneçam retas
sob a ação de uma dada força.
( )
( Funcionam associadas entre si, empilhadas,
formando colunas, as quais dependem da
necessidade que se tem em vista.
( )
( Enrolada de tal forma que todas as espiras
ficam concêntricas e coplanares.
e-Tec Brasil

d) C – A – B
e) A – B – C
propostas.
A mola helicoidal ____________ refere-se a uma construção diferente da
mola helicoidal comum, tendo praticamente o mesmo ____________, onde
a principal ____________ ocorre devido ao seu ____________.
a) cônica – dimensionamento – diferença – enrolamento
b) de tração – funcionamento – semelhança – empacotamento
c) de torção – dimensionamento – diferença – enrolamento
d) cônica – funcionamento – diferença – empacotamento
e) de tração – dimensionamento – semelhança – empacotamento
4. De acordo com a Figura 3.7, assinale a alternativa correta.
Figura 3.7: Dimensões de uma mola helicoidal – exercício
Fonte: CTISM
a) De – diâmetro efetivo; H – comprimento da mola; Di – diâmetro inferior.
e-Tec Brasil 64

b) De – diâmetro externo; d – diâmetro da seção do arame; Di – diâmetro
inferior.
c) De – diâmetro efetivo; H – altura da mola; P – passo da mola.
d) De – diâmetro externo; d – diâmetro da mola; Di – diâmetro interno.
e) De – diâmetro externo; H – altura da mola; P – passo da mola.
e-Tec Brasil

e-Tec Brasil
Aula 4 – Elementos de
transmissão flexíveis
Objetivos
Conhecer os diferentes tipos e aplicações na transmissão por correias,
polias e correntes.
Identificar as formas de calcular o comprimento de correias.
Conhecer os diferentes tipos e aplicações na transmissão por cabos
e eixos.
4.1 Elementos de transmissão
A transmissão de potência ou movimento pode ser transmitida por elementos
flexíveis, os quais podem ser assim relacionados: correias, polias, correntes,
cabos e eixos. Sendo que a utilização dos mesmos, pode ser evidenciada de
acordo com a sua respectiva aplicação, nas mais diversas situações, envolvendo
máquinas e equipamentos.
4.2 Transmissão por correias
Corresponde aos elementos de máquinas que transmitem movimento de
rotação entre dois eixos (motor e movido) por intermédio de polias.
Figura 4.1: Transmissão de correias
Fonte: CTISM
e-Tec Brasil
Aula 4 - Elementos de transmissão flexíveis 67

Polia que transmite movimento e força corresponde à polia motora ou con-
dutora. Polia que recebe movimento e força corresponde à polia movida ou
conduzida.
Existem diversos tipos de correias, de forma que as mais empregadas são
planas e as trapezoidais. A correia em V ou trapezoidal é inteiriça, produzida
com seção transversal em forma de trapézio, feita de borracha revestida de
lona e constituída em seu interior por cordonéis vulcanizados utilizados para
suportar as forças de tração.
A escolha do emprego da correia trapezoidal ou em V, em relação a correia
plana, é justificável porque:
• Praticamente não apresenta deslizamento.
• Permite a proximidade das polias.
• Elimina choques e ruídos presentes em correias emendadas (planas).
A seguir são visualizados os diferentes perfis padronizados de correias tra-
pezoidais.
Figura 4.2: Perfis de correias trapezoidais
Fonte: CTISM
Para transmitir potência de uma árvore à outra, alguns dos elementos mais
antigos e mais usados são as correias e as polias (Figura 4.3).
e-Tec Brasil 68

Figura 4.3: Transmissão por correias e polias
Fonte: CTISM
As transmissões por correias e polias apresentam as seguintes vantagens:
• Possuem baixo custo inicial, alto coeficiente de atrito, elevada resistência
ao desgaste e funcionamento silencioso.
• São flexíveis, elásticas e adequadas para grandes distâncias entre centros.
Figura 4.4: Transmissão por correias e polias
Fonte: CTISM
e-Tec Brasil

Árvores ou eixos referem-se aos componentes mecânicos responsáveis por
sustentarem os elementos de máquinas. Eles podem apresentar perfis lisos
ou compostos, nos quais são montadas as engrenagens, polias, volantes,
manípulos, rolamentos, e outros elementos de máquinas.
4.2.1 Relação de transmissão
Corresponde à relação existente entre o número de voltas das polias (n) numa
unidade de tempo e os seus respectivos diâmetros. De forma que a velocidade
periférica (V) é a mesma para as duas polias.
Partindo da ideia de que, em ambas as polias, a velocidade é a mesma, teremos:
Onde: D1 – ∅ (diâmetro) da polia menor
D2 – ∅ (diâmetro) da polia maior
n1 – RPM (Rotações Por Minuto) da polia menor
n2 – RPM (Rotações Por Minuto) da polia maior
A correia corresponde ao elemento da máquina que, sendo movimentado
por meio de uma polia motriz, transmite força e velocidade à polia que esta
sendo movida. É um sistema muito utilizado no transporte de mercadorias,
sendo considerado um dos mais eficientes já inventados, cujo emprego pode
ser realizado em uma grande variedade de máquinas e aplicações.
As transmissões realizadas por meio de correias podem ser analisadas sob
dois grandes grupos.
4.2.1.1 Correias utilizadas para transporte (transportadoras)
Estes tipos de correias são geralmente largas esteiras, empregadas para trans-
portar objetos, mercadorias, etc.
4.2.1.2 Correias de transmissão
São correias usadas para movimentar acionamentos que exigem força, velo-
cidade, sincronismo de movimento e/ou ambas.
e-Tec Brasil 70

Os principais tipos de correias de transmissão podem ser determinados como:
a) Correias em perfil “V” – possui formato que lembra a forma da letra “V”.
b) Correias sincronizadoras (Figura 4.5) – referem-se às correias denta-
das, em que os dentes da correia engrenam nos dentes das polias, utiliza-
dos em acionamentos que solicitam sincronismo de movimentos e força.
Figura 4.5: Correias sincronizadas
Fonte: CTISM
Nestes tipos de correias, a base apresenta dentes transversais em relação
à largura da correia, de modo que estes dentes são ajustados nos sulcos
ou dentes das polias. Este tipo de acionamento permite que seja realizado
um trabalho silencioso em ambas às rotações, baixa e alta sem que haja a
necessidade de lubrificação do acionamento. Isso possibilita a realização
de um trabalho completamente limpo, sem contaminação e silencioso.
Passo (P) conforme Figura 4.6 corresponde à distância do centro de um
dente até o centro de outro dente.
e-Tec Brasil

Figura 4.6: Identificação do passo em correia
Fonte: CTISM
c) Correias micro V ou poly V – são correias que apresentam em sua
superfície pequenos frisos em V, são mais compactas que as correias em
“V” convencionais.
Estas correias apresentam em sua base frisos longitudinais, dispostos no
sentido do comprimento da correia. São projetadas para combinar com a
ampla flexibilidade das correias planas e com a eficiência das transmissões
de correias em “V”. Essas correias são vantajosas por trabalharem com
polias de diâmetros menores do que os diâmetros das correias de perfil
em “V” convencionais, e também por trabalharem em alta velocidade.
d) Correias variadoras de velocidade – estas correias devido ao seu for-
mato lembram o perfil das correias em “V”, construídas de forma mais
reforçada, devido ao fato de serem utilizadas em acionamentos que de-
mandam por mudanças periódicas de rotações.
Estas correias apresentam um formato semelhante ao das correias em
“V”, devido ao seu perfil, mas com uma constituição mais reforçada,
pois trabalham com variação de velocidade, ou seja, com o aumento ou a
diminuição da velocidade transmitida do motor para máquina, de acordo
com a necessidade.
4.3 Transmissão por polias
São definidas como peças cilíndricas, as quais são movimentadas por meio
da rotação do eixo do motor e correias. A polia é constituída de uma coroa
ou face, na qual se envolve a correia, sendo que a face é conectada a um
cubo de roda através do disco ou braços. Podem apresentar várias formas
em função da correia que será utilizada.
Todas as polias (sem exceção) devem respeitar as normas técnicas de cons-
trução, e também respeitar as normas de tolerância, sempre evitando polias
com construção de tolerância zerada.
e-Tec Brasil 72

4.3.1 Polias tensoras (esticadores)
Estes tipos de polias podem ser do tipo dentado ou liso, cuja característica
é definida pela não transmissão de potência no acionamento. É empregada
no tencionamento de correias, quando as distâncias entre centros são muito
pequenas, ou quando a correia utilizada é muito grande. As polias tensoras
são definidas como interna ou externa.
4.3.1.1 Polia tensora interna
Caracteriza-se por ter o diâmetro igual ou maior que a menor polia do acio-
namento. Caso for utilizado no acionamento a correia do tipo V, o mesmo
deve ocorrer com a polia tensora, assim como com os demais tipos de cor-
reias. É importante que a polia tensora interna esteja disposta no meio do
acionamento, conforme Figura 4.7, evitando dessa forma a minimização do
ângulo de contato da polia motora com a respectiva correia. Outro importante
procedimento está relacionado ao alinhamento correto da polia tensora,
evitando o comprometimento da vida útil da correia.
Figura 4.7: Polia tensora interna
Fonte: CTISM
4.3.1.2 Polia tensora externa
Este tipo de polia deve ter o seu diâmetro no mínimo correspondente a 1,5
vezes maior do que o diâmetro da menor polia do acionamento. A sua largura
deve ser igual ou maior que a largura da correia. É importante que se tenha
alguns cuidados na utilização deste tipo de polia, conforme citados a seguir:
• A polia tensora externa deve ser sempre lisa, pois trabalha nas costas da
correia, independente do tipo de correia.
• A polia tensora externa deve ser colocada próxima à polia motora (Figura
4.8) aumentando, dessa forma, o ângulo de contato da polia motora
com a correia.
e-Tec Brasil

Figura 4.8: Polia tensora externa
Fonte: CTISM
4.3.2 Cálculo do comprimento de correias
Neste caso, é necessário que, inicialmente, seja obtido o valor dos diâmetros das
polias, assim como a distância entre os centros dos eixos. Os conjuntos mecâ-
nicos, contendo varias polias e correias, podem apresentar várias combinações.
Figura 4.9: Dimensionamento de correias
Fonte: CTISM
Através do cálculo do comprimento de correias, é possível combinar (Figuras
4.10 e 4.11) polias de diâmetros iguais, movimentadas por correias abertas
ou cruzadas.
Figura 4.10: Polias de diâmetros iguais com correia aberta
Fonte: CTISM
e-Tec Brasil 74

Figura 4.11: Polias de diâmetros iguais com correia cruzada
Fonte: CTISM
A utilização de correias cruzadas, está relacionada à necessidade de inverter a
rotação da polia. Dessa forma, são combinadas polias de diâmetros diferentes,
com a finalidade de alterar a relação de transmissão, ou seja, modificar a
velocidade, aumentando-a ou diminuindo-a. Este tipo de conjunto de polias
pode ser igualmente movimentado por meio de correias abertas ou correias
cruzadas.
4.3.2.1 Polias de diâmetros iguais
A Figura 4.12 permite verificar que o comprimento da correia corresponde ao
perímetro da circunferência (área de contato da correia com a polia localizada
nas duas semicircunferências), e que os dois segmentos de reta correspondentes
à distância entre os centros dos eixos.
Figura 4.12: Polias de diâmetros iguais
Fonte: CTISM
As duas semicircunferências são consideradas uma única circunferência, pois
assim, o comprimento das partes curvas será o perímetro da circunferência.
Dessa forma, calcula-se o perímetro da circunferência e depois soma se os
dois segmentos de reta correspondentes à distância entre os centros dos eixos.
e-Tec Brasil

Para isso, utiliza-se a seguinte expressão:
Onde: L – comprimento total da correia
π × d – perímetro da circunferência
C – distância entre os centros dos eixos
Exemplo
Calcular o comprimento de correia de acordo com as informações dispostas
na Figura 4.12.
Solução
L = 3,14 × 20 + 2 × 40
L = 62,8 + 80
L = 142,8 cm ≅ 143 cm
4.3.2.2 Polias de diâmetros diferentes
Para calcular o comprimento de correias com polias de diâmetros diferentes,
é necessário medir o diâmetro das polias e a distância (c) entre os centros dos
eixos. Para isso, deve-se definir o perímetro, o qual é obtido através do compri-
mento das semicircunferências, somado ao comprimento c multiplicado por 2.
O cálculo do perímetro é aproximado, porque a região de contato da polia
com a correia não corresponde exatamente a uma circunferência.
Figura 4.13: Correia aberta
Fonte: CTISM
e-Tec Brasil 76

Para o calculo do comprimento da correia aberta, utilizada em polias de
diâmetros diferentes, Figura 4.13, utiliza-se a seguinte expressão:
4.3.2.3 Correias cruzadas
Para calcular o comprimento de correias cruzadas, é necessário utilizar as
Equações 4.4 e 4.5, de forma que, sua utilização é restrita, devido ao atrito
gerado no sistema, o qual provoca um desgaste muito rápido das correias.
Equação 4.4, utilizada para o cálculo de polias de diâmetros iguais:
Equação 4.5, utilizada para o cálculo de polias de diâmetros diferentes:
A seguir é apresentado um resumo das fórmulas utilizadas para o cálculo de
dimensionamento de correias.
Figura 4.14: Fórmulas – dimensionamento de correias
Fonte: CTISM
e-Tec Brasil

4.4 Transmissão por correntes
As correntes são empregadas para transmitirem força e movimento permitindo
que a rotação do eixo ocorra nos sentidos horário e anti-horário.
4.4.1 Tipos de correntes utilizadas
A seguir estão relacionados diversos tipos de correntes e suas respectivas
aplicações.
a) Corrente passo longo – é assim denominada por ter as mesmas ca-
racterísticas de uma corrente standard, porém com passo duplo. Em-
pregadas em transmissão de pouca carga, a baixa velocidade, são muito
usadas para transportadores leves, podendo-se adaptar diversos tipos de
adicionais.
b) Corrente pino oco – usada normalmente como transportadores, com a
adaptação de valetas ou pinos, trabalham em pares para transportar os
mais variados tipos de produto.
c) Correntes agrícolas – atualmente podem ser definidas por correntes da
série “S” e “CA”; projetadas para atender as exigências das modernas
colheitadeiras, semeadeiras e plantadeiras existentes no mercado.
d) Correntes silenciosas – estas correntes foram projetadas para opera-
rem com eficiência e suavidade. Isto ocorre pois a corrente está em torno
de uma engrenagem, sendo que seus elos engataram-se nos dentes da
engrenagem, em ambos os lados, simultaneamente, garantindo um fun-
cionamento silencioso em baixa e alta velocidade.
e) Correntes especiais – apresentam como principal característica a alta
carga de ruptura.
f) Correntes de transmissão – são formadas por elos externos que se
repetem alternadamente.
g) Corrente de rolos – esta corrente é composta por elementos internos e
externos, sendo que as talas são permanentemente conectadas através
de pinos e buchas, nas quais são, ainda, colocados rolos. Sua aplicação é
feita em transmissões, em movimentação e em sustentação de contrape-
so e em transportadores, assim como em locais de difícil acesso e ambien-
tes abrasivos ou poeirentos. Este tipo de corrente oferece resultados satis-
fatórios, principalmente quando existe a necessidade de transmitir força.
e-Tec Brasil 78

h) Corrente comum – muito usada em talhas manuais, transportadores e
em uma infinidade de aplicações.
4.5 Transmissão por cabos
Os cabos correspondem aos elementos de transmissão que suportam cargas,
ou seja, são submetidos à força de tração, pois têm a função de sustentar ou
elevar cargas, cujo deslocamento pode ser realizado nas posições horizontal,
vertical ou inclinado. Muito empregados em equipamentos de transporte e
na elevação de cargas, como em elevadores, escavadeiras e pontes rolantes.
Fabricados a partir de aço, são feitos de arames esticados a frio e enrolados
entre si formando pernas, as quais são enroladas em volta de um núcleo,
formando o cabo de aço. Os cabos de aço que trabalham como sustentação
são submetidos a uma solicitação estática, devendo ser dimensionados como
elementos estruturais. Já, os cabos de aço que se movimentam durante o ciclo
de trabalho, sofrem desgaste devido ao atrito e necessitam ser dimensionados
como elementos de máquinas submetidos à fadiga.
Norma Regulamentadora 18 – Item 18.16 – Cabos de aço e cabos de fibra
sintética. A seguir estão citados alguns subitens desta NR.
18.16.1 É obrigatória a observância das condições de utilização, dimensiona-
mento e conservação dos cabos de aço utilizados em obras de construção,
conforme o disposto na norma técnica vigente NBR 6327/83 - Cabo de Aço/
Usos Gerais da ABNT.
18.16.2 Os cabos de aço de tração não podem ter emendas nem pernas
quebradas que possam vir a comprometer sua segurança.
18.16.2.1 Os cabos de aço devem ter carga de ruptura equivalente a, no
mínimo, 5 (cinco) vezes a carga máxima de trabalho a que estiverem sujeitos
e resistência à tração de seus fios de, no mínimo, 160 kgf/mm² (cento e
sessenta quilogramas-força por milímetro quadrado).
Um cabo pode ser construído em uma ou mais operações, dependendo da
quantidade de fios e, especificamente, do número de fios da perna.
e-Tec Brasil

Figura 4.15: Elementos constituintes de um cabo de aço
Fonte: CTISM
Exemplo
Um cabo de aço que apresente a denominação 6/19 apresenta a seguinte
característica: uma perna de 6 fios, enrolada com 12 fios em duas operações,
conforme mostra a Figura 4.16.
Figura 4.16: Disposição dos elementos constituintes de um cabo de aço
Fonte: CTISM
Alma – corresponde ao centro em torno do qual as pernas estão dispostas.
Pode ser constituída de fibra natural ou artificial, podendo ser ainda formada
por uma perna ou um cabo de aço independente.
Identificação da alma do cabo de aço:
af – alma de fibra natural.
afa – alma de fibra artificial.
aa – alma de aço formada por uma perna.
aaci – alma de cabo de aço independente.
Fibra natural – este tipo de fibra pode ser produzido com sisal, abacá ou
rami, sendo a qualidade estabelecida pelo fabricante do cabo de aço. Os fios
destas fibras devem ser tratados com lubrificante especial.
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4.5.1 Construções de cabos
O cabo de aço é constituído basicamente de alma e perna, sendo que a
perna se compõe de vários arames situados em torno de um arame central.
Portanto, na construção de um cabo de aço deve ser indicado o número de
pernas, a quantidade de arames em cada perna, a sua composição e o tipo
de alma. Na Figura 4.17, podem ser observadas as partes de um cabo de aço.
As pernas dos cabos podem ser produzidas em uma, duas ou mais operações,
de acordo com a sua composição. Na produção de cabos, existem máquinas
que possibilitam a confecção das pernas em uma única operação, permitindo
que sejam realizadas todas as camadas do mesmo passo.
Figura 4.17: Partes de um cabo de aço
Fonte: CTISM
Em relação as suas composições existem as denominações do tipo: “seale”,
“filler” e “warrington”, formadas de arames de distintos diâmetros.
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A composição “seale” apresenta pelo menos duas camadas adjacentes com
o mesmo número de arames (Figura 4.18), sendo que todos os arames de
uma mesma camada possuem alta resistência ao desgaste.
Figura 4.18: Composição de cabo seale
Fonte: CTISM
A composição “filler” possui em sua composição arames principais e arames
finos (Figura 4.19), os quais servem de enchimento para facilitar a acomodação
dos outros arames. Os cabos de aço produzidos com essa composição têm
boa resistência ao desgaste, à fadiga e alta resistência ao amassamento.
Figura 4.19: Composição de cabo filler
Fonte: CTISM
Na composição “warrington” existe pelo menos uma camada constituída de
arames com dois diâmetros diferentes e alternados (Figura 4.20). Os cabos
fabricados com essa composição possuem boa resistência ao desgaste e à fadiga.
Figura 4.20: Composição de cabo warrington
Fonte: CTISM
4.5.2 Tipos de torção dos cabos
O tipo de torção dos cabos é definido em função dos arames de cada perna
e podem ser do tipo regular ou lang.
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No cabo de torção regular, os arames de cada perna são torcidos em sentido
oposto à torção das próprias pernas (em cruz). Os cabos com este tipo de torção
caracterizam-se por serem mais estáveis, apresentando uma boa resistência
ao desgaste interno, considerável resistência ao amassamento e deformações,
devido ao reduzido comprimento dos arames expostos.
Já, no cabo de torção lang, os arames de cada perna são torcidos no mesmo
sentido que o das próprias pernas. Como os arames externos possuem maior
área exposta, a torção lang proporciona ao cabo de aço maior resistência
à abrasão, sendo também mais flexíveis e com maior resistência à fadiga.
Este tipo de torção faz com que estejam mais sujeitos ao desgaste interno,
distorções e deformações, sendo que também possuem baixa resistência aos
amassamentos.
Passo de um cabo – corresponde à distância entre dois pontos de um fio
em torno da alma do cabo.
Figura 4.21: Passo de um cabo
Fonte: CTISM
4.5.3 Substituição dos cabos de aço
Alguns sinais denunciam o momento certo para substituição dos cabos de
aço, os quais podem ser evidenciados conforme citado abaixo:
• Quando os arames rompidos visíveis atingirem 6 fios em um passo ou 3
fios em uma perna.
• Quando a corrosão for acentuada no cabo.
• Caso o desgaste dos arames externos for maior do que 1/3 de seu diâ-
metro original.
• Quando houver diminuição no diâmetro do cabo, maior do que 5 % em
relação ao seu diâmetro nominal.
• Quando forem perceptíveis os danos, tais como a dobra, amassamento
ou “gaiola de passarinho”.
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Em relação ao diâmetro de um cabo de aço é importante que seja observado a
sua circunferência máxima. Esta observação se faz necessária quando se deve
realizar a medida do diâmetro, a qual, segundo as Figuras 4.22, apresentam
as formas errada e correta de efetuar a sua medição.
Figura 4.22: Forma errada de medição e forma correta de medição
Fonte: CTISM
Já, em relação à colocação dos grampos, esta deve ser realizada respeitando a
forma correta de colocação, ou seja, observando as suas extremidades. Existe
apenas uma única maneira correta de realizar esta operação, devendo a base
do grampo ser colocada no segmento mais comprido do cabo, conforme
Figura 4.23.
Figura 4.23: Formas de colocação dos grampos no cabo de aço
Fonte: CTISM
Em cabos com diâmetro de até 5/8” (16 mm), devem ser usados, no mínimo,
três grampos, sendo este número aumentado quando se trabalha com cabos
de diâmetros superiores.
e-Tec Brasil 84

4.5.4 Lubrificação e limpeza dos cabos de aço
A lubrificação dos laços e cabos de aço deve ser realizada periodicamente, de
forma a protegê-los da corrosão, minimizando os atritos interno e externo, e
aumentando a sua durabilidade. Em hipótese alguma deve ser utilizado o óleo
queimado para tal operação, somente utilizar os lubrificantes desenvolvidos
para esse fim.
A não utilização do óleo queimado ocorre, por tratar-se de um material ácido
que precipita o processo de corrosão, devido ao fato de apresentar partículas
que potencializam o desgaste do cabo por abrasão. A forma de lubrificação
pode ser realizada de diversas maneiras, mas a considerada mais eficiente é
a realizada por gotejamento ou pulverização, pois o lubrificante é aplicado
na região do cabo que passa pelas polias e tambores.
Nunca deixar o cabo adquirir a forma de um pequeno laço, porque ele é
o inicio de um nó, devendo ser imediatamente desfeito, impedindo que a
resistência do cabo seja reduzida ao mínimo.
A limpeza é um procedimento que deve ser realizado antes de iniciar uma
inspeção, pois os cabos precisam estar limpos. De forma que a mais importante
consideração refere-se ao fato de não ser utilizado solvente para a limpeza
dos cabos de aço. Esta importante observação se faz, porque o solvente dilui
o lubrificante que está situado entre as pernas dos cabos, fazendo com que o
lubrificante diluído, seja drenado pelo meio dos arames e pernas, escorrendo
durante o funcionamento, e pingando incessantemente.
4.6 Transmissão por eixos
Os eixos são elementos de máquinas cuja função está relacionada à capacidade
de suportar outros componentes mecânicos, não transmitindo potência. São
denominados como os principais elementos de transmissão, pois podem estar
presentes em qualquer máquina.
Geralmente são fabricados em aço ou ligas de aço, pelo fato de os materiais
metálicos apresentarem propriedades mecânicas superiores a de outros materiais.
Considerados, por isso, os mais adequados para a fabricação de elementos
de transmissão os eixos:
• Submetidos à pequena solicitação mecânica. São produzidos em aço ao
carbono.
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• De máquinas e veículos são produzidos em aço-níquel.
• Utilizados em altas rotações ou para bombas e turbinas são produzidos
em aço cromo-níquel.
• Empregados em vagões são produzidos em aço-manganês.
Resumo
Nesta aula conhecemos os diferentes tipos e aplicações das correias, polias
e correntes. Também aprendemos a identificar as diversas formas de calcular
o comprimento de correias, assim como conhecemos as diversas formas de
transmissão, realizadas por meio de cabos e eixos.
1. Relacione as colunas com as informações sobre os principais tipos de
correias de transmissão e assinale a alternativa com a sequência correta.
(A) De perfil
(B) Sincronizadora
(C) Variadora de velocidade
(D) Micro V
a) C – A – B – D
b) A – C – D – B
c) B – D – A – C
d) C – B – A – D
e) B – D – C – A
( )
( Estas correias, devido ao seu formato,
lembram o perfil das correias em “V”,
construídas de forma mais reforçada.
( )
( São correias que apresentam em sua
superfície pequenos frisos em V.
( )
( Possuem formato que lembra a forma
da letra V.
( )
( São utilizadas em acionamentos que soli-
citam sincronismo de movimentos e força.
e-Tec Brasil 86

( )
( As transmissões por correias e polias possuem baixo custo inicial, alto
coeficiente de atrito, elevada resistência ao desgaste e funcionamento
silencioso.
( )
( Correias de transmissão são geralmente largas esteiras, empregadas para
transportar objetos, mercadorias, etc.
( )
( As transmissões por correias e polias são flexíveis, elásticas e adequadas
para grandes distâncias entre centros.
( )
( A escolha do emprego da correia trapezoidal ou em V, em relação a
correia plana, é justificável porque permite a proximidade das polias
bem afastadas.
a) V – F – F – V
b) V – F – V – F
c) F – V – F – V
d) F – V – V – F
e) V – F – V – V
propostas.
As polias tensoras podem ser do tipo _____________ ou liso, cuja característica
é definida pela não transmissão de _____________ no acionamento. É empre-
gada no tencionamento de correias, quando as distâncias entre centros são
muito _____________, ou porque a correia utilizada é muito _____________.
a) estriado – energia – pequenas – grande
b) dentado – potência – grandes – pequena
c) estriado – energia – grandes – pequena
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d) dentado – potência – pequenas – grande
e) dentado – trabalho – grandes – pequena
propostas.
A polia tensora _____________ deve ser sempre lisa, devido ao fato de tra-
balhar nas costas da correia, também deve ser colocada _____________ à
polia motora _____________, dessa forma, o ângulo de contato da polia
_____________ com a correia.
a) externa – próxima – aumentando – motora
b) interna – afastada – aumentando – motora
c) externa – próxima – diminuindo – movida
d) externa – afastada – diminuindo – motora
e) interna - afastada – aumentando – movida
( )
( As correntes são empregadas para transmitir força e movimento, permi-
tindo que a rotação do eixo ocorra nos sentidos horário e anti-horário.
( )
( Corrente passo longo, empregada em transmissão de grande carga, a
alta velocidade, é muito usada para transportadores leves.
( )
( Os cabos de aço que trabalham como sustentação são submetidos a
uma solicitação estática, devendo ser dimensionados como elementos
estruturais
( )
( Caso o desgaste dos arames externos seja maior do que 1/4 de seu
diâmetro original o cabo de aço deve ser substituído.
a) V – F – F – V
b) F – V – F – V
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