Durante muitos anos, após a invenção das locomotivas para transporte de carga, houveram muitos ajustes e reajustes em seus respectivos sistemas mecânicos. Um dos grandes desafios foi se adequar às rigorosas vibrações existentes no sistema de fixação, que constantemente após atingir o ponto de ressonância em sua estrutura, ocasionado por uma “instabilidade dinâmica“ no sistema, resultando por sua vez um afrouxamento dos parafusos. Ate que no surge no mercado, para esse fim, essa arruela de travamento “Nord-Lock", que devido à sua geometria possuindo uma espécie de cunhas mantendo o parafuso inerte ante as vibrações externas induzidas.

1. Metodologia: Primeiramente foi calculado o ângulo da hélice do
parafuso M8 DIN 912, em seguida, foram retiradas as medidas
da cunha da arruela de travamento e calculado o ângulo de sua
cunha, para validação da prova real que o ângulo da cunha da
arruela de travamento é maior que o ângulo da hélice do
parafuso.
ANÁLISES DE FORÇAS RESULTANTES EM UMA
ARRUELA MECÂNICA NORD-LOCK
Discussão dos Resultados: Por fim, foram obtidos os
resultados referente à geometria da cunha da arruela de
travamento e da hélice do parafuso. Também foram constatados
os coeficientes de atrito exercido entre parafuso-bucha (contidos
no site do fabricante Ciser) e também contido entre Arruelas de
Travamento (contidos no site do fabricante Nord-Lock).
Esses dados foram inputados no software de Análise por
Elementos Finitos, Simulia Abaqus, e foram extraídas as forças
resultantes contrárias que a arruela de travamento impõe sobre o
parafuso.
Para economizar tempo de processamento, a arruela de
travamento foi subdividida em uma fração de 1/10.
Conclusão: Após a análise virtual obteve-se uma tensão
máxima de 348,76 MPa e uma força resultante máxima de 153,9
N. A tensão está abaixo do Limite de elasticidade desse material,
desta forma, a arruela não sofre tensão acima do limite que seu
material possa suportar. Quanto à força, nota-se estar adequada
ao catalogo do fabricante que menciona uma força de resistencia
de 1,5kN , ou seja é aproximadamente a força resultante
encontrada e multiplicada pelas 10 cunhas da arruela de
travamento.
Campus São José
Campinas / SP
UNISAL
Americana / SP
Objetivos: Esse trabalho acadêmico visa mostrar as forças
interativas no trabalho de uma arruela Nord-Lock, ao apertar e
soltar o parafuso fixado sobre ela. No aperto, será considerado o
torque padronizado de aperto do parafuso, e no desaperto, será
avaliado o resultado de carregamento contrário que a arruela de
travamento M8 exercerá sobre o parafuso M8 DIN 912 Allen.
Palavras Chaves: Analise por Elementos Finitos, Abaqus,
Arruela de Travamento, Nord-Lock, MEF, Parafuso.
Autor: LIMA, D. S. (Diego Siqueira de Lima)
Orientador: CAMARGO, R. (Prof. MSc. Eng. Roderlei Camargo)
Referências Bibliográficas :
Abaqus 6.12 edition. Abaqus/Cae Analysis User’s Manual. Providence,
EUA: Simulia, 2012.
CISER, Oinformações Técnicas, disponível em:
http://www.ciser.com.br/htcms/media/pdf/tabela-de-
precos/br/informacoes_tecnicas.pdf>. Acesso em: 30 junho 2015.
NORD-LOCK, Orientações de Torque, disponível em:
<http://www.nord-lock.com/pt-br/nord-lock/wedge-
locking/washers/torque-guidelines/>. Acesso em: 30 junho 2015.
Norton, R. L., Projeto de máquinas: uma abordagem integrada. 4ª
ed., Porto Alegre, Bookman, 2013.
POPOV, E. P., Introdução à Mecânica dos Sólidos, Edgard Blücher,
São Paulo, 2001.
TIMOSHENKO, S. P., Resistência dos Materiais, v.1, LTC, Rio de
Janeiro, 1998.
Introdução: Durante muitos anos, após a invenção das
locomotivas para transporte de carga, houveram muitos ajustes e
reajustes em seus respectivos sistemas mecânicos. Um dos
grandes desafios foi se adequar às rigorosas vibrações
existentes no sistema de fixação, que constantemente após
atingir o ponto de ressonância em sua estrutura, ocasionado por
uma “instabilidade dinâmica“ no sistema, resultando por sua vez
um afrouxamento dos parafusos. Ate que no surge no mercado,
para esse fim, essa arruela de travamento “Nord-Lock", que
devido à sua geometria possuindo uma espécie de cunhas
mantendo o parafuso inerte ante as vibrações externas induzidas.
O princípio de funcionamento consiste em um par de arruelas
que possuem cunhas inclinadas em um lado e uma série de
sulcos/rahuras radiais no outro (como mostra a figura 1).
Figura 1 – (A) Modelo real de uma Arruela de Travamento “Nord-Lock” e modelo virtual
com (B) Cunha na parte interna e (C) Ranhuras radiais na parte externa
A CB
Figura 2 – (A) Aperto , (B) Desaperto e (C) diferenciação entre ângulo de cunha da
arruela de travamento e ângulo de hélice do parafuso
A B
Figura 3 – (A) Modelo de geometria do parafulo e (B) cálculo de ângulo da hélice
A B
Figura 4 – Resultados dos dados calculados do Parafuso e na arruela de travamento
C
Na instalação, os dois lados da cunha são encaixados juntos e
colocados entre o parafuso e o bloco. Sob vibração, o parafuso
tende a girar e soltar. Mas como o ângulo da cunha é maior do
que o ângulo da hélice do parafuso, isso gera um efeito de
bloqueio resultante que evita o afrouxamento e bloqueia ainda
mais a montagem, mantendo assim a integridade da fixação. O
resultado é um sistema de fixação à prova de vibrações. Em
suma, a tensão faz com que o parafuso trave sozinho.
B
A
Figura 5 – (A) Obtenção de Tensão e (B) Força Resultante da Arruela de Travamento
(utilizando software Simulia Abaqus acadêmico)
Figura 6 – Catalogo de forças na Arruela de travamento Nord-Lock