9 Aula - CPEM - SOLDAGEM

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Prof. Me. Silvestre da Silva Neto
AULA 8 – Embreagens, freios e
acoplamentos
USAR
Ensino Superior de Tecnologia em Soldagem
Disciplina: CPEM
Auxiliando um meio de
transporte humano, a roda aparece pela
primeira na história vez em torno de
3.500 a.C., na antiga Mesopotâmia. Feita
de madeira inteiriça, compacta e bem
pesada, era usada nos carros da mais
antiga civilização da humanidade, a
Suméria.
Embreagens, freios e acoplamentos 
Inventar a roda proporcionou ao homem o grande feito de poder transportar
algo mais pesado que seu próprio corpo, mas, como parar esse elemento em
movimento?
Com a evolução da tecnologia, novos tipos de acoplamentos surgiram, dentre
os quais se destacam os magnéticos, os eletromagnéticos e os hidráulicos, no entanto,
o acoplamento por atrito ainda é o mais utilizado.
Embreagens, freios e acoplamentos 
Magnéticos Hidráulicos
ACOPLAMENTOS MAGNÉTICOS
https://www.youtube.com/watch?v=8F4ITe3o5H4
O acoplamento magnético é um
elemento de máquina, utilizado em
equipamentos industriais para
transmissão de torque/movimento sem
contato físico real, proporciona torque e
velocidade constante sem perdas ou
patinações.
Podem ser do tipo linear ou
rotativo, reagindo ao movimento de um
condutor.
Muito utilizado em tanques com
movimentação interna de fluidos
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ACOPLAMENTOS ELETROMAGNÉTICOS
https://www.youtube.com/watch?v=CsbQ7ZTq3Tw
O princípio de funcionamento de
um acoplamento eletromagnético se dá
quando o fenômeno do campo
eletromagnético em um circuito induz
carga ou tensão em outro.
A transferência de energia entre a
fonte e o circuito de carga através do
mecanismo de acoplamento
eletromagnético só é possível quando há
uma mudança no campo
eletromagnético do circuito de origem.
ACOPLAMENTOS HIDRÁULICOS
https://www.youtube.com/watch?v=m1S7TQFx49Q
https://www.youtube.com/watch?v=2CZ1FSCncmw
O acoplamento hidráulico, ou
hidrodinâmico, é um dispositivo mecânico
de transmissão de potência utilizado para
dar partidas suaves em máquinas com
grande inércia.
Seu funcionamento se dá por meio
de um sistema de bomba-turbina, que
bombeia um fluido hidráulico gerando
impulsionamento e transmissão de
movimento/torque ao conjunto mecânico.
O princípio do funcionamento do freio por atrito é dado, como o próprio nome diz,
pelo atrito de dois materiais que possuem velocidades diferentes, fazendo com que
um influa na velocidade do outro.
Embreagens, freios e acoplamentos 
Quando um desses materiais possui
velocidade igual a zero, o acoplamento é
denominado de freio
No caso em que nenhum dos dois materiais possuam
velocidade nula, o acoplamento é chamado de
embreagem.
Freios e embreagens podem ser
analisados por um procedimento padrão
que envolve as seguintes etapas, de acordo
com Budynas e Nisbett, 2016:
1. Estimar a distribuição de pressão nas superfícies de
fricção.
2. Encontrar a relação entre a maior pressão e a pressão
em qualquer ponto da superfície considerada.
3. Utilizar as condições de equilíbrio para determinar a
força de frenagem ou torque, bem como as reações de
suporte.
Embreagens, freios e acoplamentos 
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Para o caso de freios com sapatas externas, as equações de momento produzem valores positivos
para momentos horários, dessa forma, a força acionadora do freio deve ser dada por:
Embreagens, freios e acoplamentos 
Com isso, as reações horizontal e vertical na articulação são
dadas, respectivamente, por:
Adotando a mesma simplificação anteriormente apresentada,
temos que:
Se considerarmos uma rotação anti-
horária, a força acionadora deve ser tal
que:
Sistema de Freio de um Avião
https://www.youtube.com/watch?v=H71biqNFRL4
Uma embreagem de cone,
constituída por uma copa chavetada
ou estriada, um cone que desliza
axialmente e uma mola que
mantém a embreagem engatada. A
embreagem é desengatada por um
garfo que se encaixa no sulco de
câmbio localizado no cone. Dentre
os parâmetros geométricos
importantes para o projeto,
destacam-se o ângulo de cone a,
diâmetro e largura de face do cone.
Embreagens, freios e acoplamentos Embreagens, freios e acoplamentos 
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Embreagens, freios e acoplamentos Sistema de Embreagem de um Veículo
https://www.youtube.com/watch?v=_3p0lJM296Y
Os fabricantes de freios e embreagens trazem em seus catálogos informações
bastante completas sobre torque e potência de diferentes modelos de embreagens e
freios disponíveis no mercado.
Este material disponibilizado também apresenta procedimento de
especificação e seleção desses elementos de máquinas, baseados no torque e na
potência, de acordo com a aplicação desejada e outros aspectos relacionados ao
produto final em desenvolvimento.
Materiais de fricção de freios e embreagens devem atender, dentre outras, às
principais exigências de serviço*, tais como: elevado coeficiente de fricção, habilidade
de suportar altas temperaturas, possuir boa condutividade térmica e alta capacidade
de calor específico, boa resistência, flexibilidade e compatibilidade com o ambiente de
aplicação. (* e Legislação vigente do Meio Ambiente)
Embreagens, freios e acoplamentos 
Sobre os materiais com os quais são manufaturados, destacamos os seguintes
componentes, revestimentos e pastilhas de freios de embreagens:
1. Algodão trançado: produzidos com cinto de tecido impregnado com resinas e polimerizado, fornecidos em rolos de até
6 metros de comprimento. Possuem espessuras que variam de 3 a 25,4 mm com largura de até 30,5 cm. São utilizados
como revestimentos de máquinas pesadas.
2. *Asbesto trançado: semelhante ao de algodão trançado, podendo conter partículas de metal, sendo menos flexíveis.
Possuem menor variedade de tamanhos disponíveis e também são utilizados como revestimentos em máquinas pesadas.
3. *Asbesto moldado: feito com fibra de asbesto e modificadores de fricção, um polímero termorrígido é utilizado para
formar um molde rígido ou semirrígido. Utilizado, principalmente, como revestimentos em freios de tambor. As pastilhas
de asbesto moldado são 138 - U3 / Embreagens, freios, acoplamentos e volantes similares aos revestimentos sendo, no
entanto, menos flexíveis.
4. Metal sinterizado: as pastilhas são feitas de uma mistura de cobre e/ou partículas de ferro, moldadas sob pressão
elevada e então aquecidas para fusão do material. São utilizadas em freios e embreagens em máquinas de serviço pesado.
5. Cermeto: utilizado na fabricação de pastilhas e possuem conteúdo cerâmico.
* Material proibido pela portaria do Ministério da Saúde nª 2669/ 03 set 2010: que veda o uso do Arbesto que pode ser
substituído por fibra de carbono.
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https://www.youtube.com/watch?v=Z9kQvic91qU
Importância dos Materiais em: Embreagens, freios e acoplamentos 
Bibliografia
BUDYNAS, R. G., NISBETT, J. K. Elementos de Máquinas de Shigley. 10. ed. Porto Alegre: AMGH, 2016.
CUNHA, L. B. Elementos de Máquinas. 1. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2005. 350 p.
COLLINS J.A. Projeto Mecânico de Elementos de Máquinas. LTC, 2008
JUNIOR, A. A. S. Freios e embreagens. Apostila. Unicamp, [s.d.]. Disponível em:
http://www.fem.unicamp.br/~lafer/em618/pdf/Freios%20e%20Embreagens.pdf. Acesso em: 29 jan. 2019.
NIEMANN G. Elementos de Máquinas, vols. I, II e III, Editora Edgard Blucher, 1991.
MELCONIAN, S. Elementos de Máquinas. 9ª ed. São Paulo: Ed. Érica, 2008
NORTON R. L. Projeto de Máquinas, 2.ed. Bookman, Porto Alegre, 2004.
PUGH S. Total Design: Integrated method for successful product engineering.Addison-Wesley, 1995.
SHIGLEY, J.E; Mitchell, LD. Projeto de Engenharia Mecânica, 7th ed., Bookman, Porto Alegre 2005.
AGRADECIMENTOS: Prof. Me. Lincoln Ribeiro
Prof. Esp. José Renato Mendes
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