ENGENHARIA DE PRODUÇÃO Disc.: Gerência de Manutenção Prof. Jorge Marques Aula 7 Técnicas de...

ENGENHARIA DE PRODUÇÃODisc.: Gerência de Manutenção

Prof. Jorge Marques

Aula 7Técnicas de Manutenção

Recuperação e montagens de uniões por Parafusos e Rebites

ReferênciasTelecurso 2000 – Manutenção.

Apostila SenaiSCAPIN, Carlos Alberto. Análise sistêmica de falhas

Parafusos

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CisalhamentoTração

Pré carregamento dos parafusos

• Na união por parafuso, a força de pre-carregamento tem a finalidade de aumentar o atrito entre as partes, permitido fixação e melhoria da resistência à carga externa de cisalhamento

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Cisalhamento deparafusos e rebites

uniões por contato: uniões por atrito:

Pré carregamento dos parafusos

• Uma regra prática do precarregamento nos parafusos que exigem nível de segurança elevado é aplicar uma tensão de precarregamento σi entre 75% e 90% do limite de escoamento do material parafuso.

σi = 0,75 a 0,9 . σesc.

Fi = σi . At

• At = “área da seção de tração do parafuso”. Esta área é aproximadamente a 0,75 a área do diâmetro nominal da rosca.

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Pré carregamento dos parafusos

0,75σesc. . 0,75πd2/4 < Fi < 0,9σesc. . 0,75πd2/4

0,44 . σesc. . d2 < Fi < 0,53 . σesc. . d2

• O torque necessário é:T = K . d . Fi

• K é uma constante que depende das características da e do atrito na rosca e na cabeça do parafuso. Para a maioria das aplicações, podemos utilizar K = 0,2.

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Pré carregamento dos parafusos

Assim, ficamos com:

T = 0,2 . d . Fi

Mas, para calcular Fi precisamos da σesc ...

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Classes de Resistências

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Fonte: SHIGLEY, 1986

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Classes de Resistências

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Classes de ResistênciasNo sistema métrico (ISO) as classes são expressas no formato X.Y, onde:X = indica a resistência mínima de tração, em 100MPa..Y = indica o limite de escoamento como % de XExemplo:Classe 8.8

8 Resis. Mín. tração = 800MPa = 800 N/mm² = 80 Kgf/mm² .8 Lim. escoamento = 80% da tração = 640Classe 10.9

10 1000 N/mm² mínimo de resistência a tração.9 90% da tração = limite de escoamento de 900 N/

mm²Classe 12.9

12 1200 N/mm² mínimo de resistência a tração.9 90% da tração = limite de escoamento de 1080 N/

mm²

Classes de Resistências

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Montagem por parafusamento

• Tipos especificados de aperto• Especificação por torção• Especificado por fração de volta• Especificação pela variação do comprimento do

parafuso

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Tipos especificados de aperto

• Especificação por torção (torque) em, Kg.cm, lb.pé, N.m ou Kg.m. É importante verificar se a torção é dada para parafusos seco ou lubrificado. Em caso da falta de especificação do lubrificante, usar graxa com bissulfeto de molibidênio (molikote G).

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Tipos especificados de aperto

• Especificado por fração de volta – isto é, encosta-se o parafuso até eliminar a folga e dá-se mais uma fração de volta, por exemplo 90 ou 120º, conforme especificação do fabricante.

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Tipos especificados de aperto

• Especificação pela medição do comprimento que aumenta com o aperto – para isso a cabeça e a ponta devem Ter bom acabamento. Mede-se o parafuso antes de colocá-lo e aperta até atingir o comprimento especificado pelo fabricante ou, na falta deste, usar 0,2% do comprimento.

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Sequência de aperto

Mecanismos de trava de parafusos

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Cupilha

Contra-porca

Arruela de pressão

Arruela dentada

Falhas em uniões por parafuso

Desmontagem• Muitos conjuntos são fixados por parafusos.• Dependendo do tempo em que tal conjunto esteve

montado, pode ocorrer que os parafusos estejam fixados muito firmemente, quer por soldagem por difusão originada por aperto excessivo na montagem ou ainda por problemas devidos a oxidação do conjunto.

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Falhas em uniões por parafuso

Desmontagem• A remoção deve ser realizada usando o torquímetro,

para evitar o rompimento do parafuso por torque excessivo na remoção.

• Não dispondo de torquímetro, utilizar as chaves de boca, sem fazer uso de prolongadores, uma vez que o comprimento do braço da chave já está dimensionado para um determinado torque.

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Falhas típicas em uniões por parafusos

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Falhas típicas em uniões por parafusos

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O problema do parafuso quebrado no bloco

Desmontagem

• Para extrair a parte restante improvisa-se um alojamento para chave de boca fixa; ou usa-se extrator apropriado para casos em que a quebra tenha se dado no mesmo plano que a superfície da peça.

• O extrator é constituído de aço liga especial e possui uma rosca dente de serra, múltipla, cônica e à esquerda. É encontrado em jogos para vários diâmetros diferentes.

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Extração da parte parafuso quebrado no bloco

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Extratores

Extração da parte parafuso quebrado no bloco

Desmontagem• Caso ainda se tenha resistência elevada à remoção,

deve-se tomar outras medidas, tais como lubrificar a região do acoplamento e percutir levemente o parafuso, o que facilita a penetração do lubrificante.

• Em condições extremas e havendo condições favoráveis da peça, poderá ser efetuado um aquecimento não muito elevado na região onde o parafuso estiver fixado.

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Recuperação da rosca interna danificada

• Há algumas maneiras de se consertar uma rosca avariada. A melhor geralmente é a colocação de um inserto.

• Quando a parede for suficiente, o furo deve ser alargado e roscado. Em seguida, coloca-se no furo um pino roscado, que deve ser faceado e fixado por meio de solda ou chaveta. A última operação é refurá-lo e roscá-lo com a medida original.

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Recuperação de rosca interna danificada

• Outro modo, mais recomendável, é fazer insertos na

rosca, ou seja, adicionar na rosca elementos de fixação existentes no mercado. Dentre os insertos conhecidos temos o tipo Kelox e o tipo Heli-coil.

• Um outro modo ainda, para cargas leves, é utilizar resinas anaeróbicas aplicadas em travas químicas.

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Heli-coil

• O Heli-coil é uma espiral de arame de alta resistência com a forma romboidal. Nesse caso é preciso, também, repassar o furo danificado com outra broca e rosqueá-lo com macho fornecido pela própria Heli-coil. A seguir rosqueia-se o inserto com ferramenta especial.

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Heli-coil

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http://www.helicoil.in/helicoil.htm

http://www.bollhoff.com.br

Recuperação de rosca interna danificada

Recuperação com trava química.

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Outras falhas em uniõespor parafusos ou rebites

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a) Cisalhamento do rebite;b) Flexão do rebite e/ou das peças unidas;c) Ruptura por tração nas peças;

Falhas em uniõespor parafusos ou rebites

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d) Esmagamento por compressão do rebite sobre as peças ou das peças sobre o rebite

e) Corte por cisalhamento da bainha (ou borda) da peçaf) Rasgão por cisalhamento da bainha.

Falhas em uniõespor parafusos ou rebites

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Falhas em uniõespor parafusos ou rebites

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Uniões rebitadas

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DesmontagemQuando a fixação é feita por rebites, os elementos são presos sob pressão e os rebites tracionados. Seu desmonte deve ser feito da seguinte forma:• Serrar ou esmerilhar a cabeça do rebite,• Furar o centro do rebite, para com isso aliviar as

pressões laterais deste com as paredes dos componentes.

• Puncionar bem no centro do rebite, utilizando um punção curto e de diâmetro próximo ao do rebite.

Uniões rebitadas

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Desmontagem

Uniões rebitadas

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Seleção do rebite para a montagem - comprimento

rebites de cabeça redonda ou cilíndrica

rebites de cabeça escareada

Onde:L = comprimento útil do rebite;d = diâmetro do rebite;S = soma das espessuras das chapas

Uniões rebitadas

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Seleção do rebite - diâmetro

A prática recomenda que se considere a chapa de menor espessura (S) e se multiplique esse valor por 1,5 para determinar o diâmetro do rebite.

Em recuperações, esta relação nem sempre é possível.

Diâmetro do furo (dF) deve ser 1,06 vezes o diâmetro do rebite (dR)

Uniões rebitadas

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Montagem pelo processo manual

Após alojar o rebite é preciso comprimir as duas superfícies metálicas a serem unidas, com o auxílio de duas ferramentas: o contra-estampo, que fica sob as chapas, e o repuxador, que é uma peça de aço com furo interno, no qual é introduzida a ponta saliente do rebite.

Uniões rebitadas

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Montagem

Depois, pré-formar a cabeça com auxílio de um martelo de bola e, com o auxílio do estampo, conformar a cabeça no seu formato final.

Defeitos em rebitagens

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Furos fora do eixo, formando degraus - Nesse caso, o corpo rebitado preenche o vão e assume uma forma de rebaixo, formando uma incisão ou corte, o que diminui a resistência do corpo.

Chapas mal encostadas - Nesse caso, o corpo do rebite preenche o vão existente entre as chapas, encunhando-se entre elas. Isso produz um engrossamento da secção do corpo do rebite, reduzindo sua resistência.

Defeitos em rebitagens

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Diâmetro do furo muito maior em relação ao diâmetro do rebite. O rebatimento não é suficiente para preencher a folga do furo. Isso faz o rebite assumir um eixo inclinado.

Aquecimento excessivo do rebite. Quando isso ocorre, o material dorebite terá suas características físicas alteradas, pois após esfriar, o rebitecontrai-se e então a folga aumenta. Se a folga aumentar, ocorrerá odeslizamento das chapas.

Defeitos em rebitagens

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Rebitagem descentralizada - Nesse caso, a segunda cabeça fica fora do eixoem relação ao corpo e à primeira cabeça do rebite e, com isso, perde suacapacidade de apertar as chapas.

O comprimento do corpo do rebite é pequeno em relação à espessura dachapa - Nessa situação, o material disponível para rebitar a segunda cabeçanão é suficiente e ela fica incompleta, com uma superfície plana.