SITUACAO DE APRENDIZAGEM 3

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SITUAÇÃO DE APRENDIZAGEM 3 - IDENTIFICAÇÃO DE ELEMENTO DE MÁQUINA PARA O SUPORTE DO DOSADOR DA MÁQUINA DE ENVASE
Como você sabe, o sistema de controle da qualidade da empresa de refrigerantes Citrusfresch tem observado através de cartas de controle que a quantidade de líquido dentro das garrafas vem apresentando uma variação cada vez maior e já está margeando o limite máximo permitido pela legislação.
A equipe de manutenção foi acionada para verificar os problemas que podem estar ocorrendo no processo e suspeita que o problema esteja sendo ocasionado pelo desgaste do suporte do dosador da unidade engarrafadora n ° 3. Ela analisou o desenho técnico mecânico dessa peça, realizando a medição de todas as cotas na peça real, e averiguou que ela se encontra dentro das especificações. Concluindo, que neste suporte existe uma folga no alojamento do atual rolamento e a solução encontrada foi a substituição do rolamento. Para tanto, elaborou um novo desenho técnico do alojamento para o rolamento no suporte do dosador.
O engenheiro Aurélio, coordenador da equipe de manutenção, solicitou que você analise este desenho técnico e elabore o pedido de compra do rolamento, especificando suas características com base nas informações do desenho.
Porém, o engenheiro recomendou que você somente execute esta atividade depois de receber a ordem de serviço, que descreve detalhadamente o serviço e disponibiliza o novo desenho técnico.
ORIENTAÇÕES INICIAIS
Você está iniciando os estudos para resolver a Situação de Aprendizagem 3, que trata de Elementos de Máquina que subsidia a solução do problema do dispositivo do suporte da dosadora.
Esta situação de aprendizagem estabelece uma atividade que está organizada em três etapas subsequentes, onde são apresentados os conhecimentos, os exercícios e a ordem de serviço:
· Os conhecimentos disponibilizados são os necessários e suficientes para embasar a execução da ordem de serviço. Esta é a etapa de estudo ou Fundamentação. Os conhecimentos são apresentados por meio de animações, experiências, vídeos, hipertextos, imagens e links no AVA e textos didáticos e imagens no livro de Fundamentos de Mecânica do Curso. Após este estudo são propostos jogos para que você verifique sua compreensão deles.
· Os exercícios contêm questões conceituais e de aplicações em contextos simples destes conhecimentos no trabalho. Os jogos podem ser realizados em qualquer momento. São uma forma lúdica de você verificar seu desempenho nesses conteúdos, e o tutor poder diagnosticar suas facilidades e dificuldades.
· A ordem de serviço detalha mais a atividade que será executada, apresentando a especificação técnica, os materiais e os recursos que serão disponibilizados.
Então, primeiramente, você deve começar com a Etapa de Fundamentação, que lhe permitirá realizar os exercícios disponibilizados antes da ordem de serviço em estudo no sumário da Situação de Aprendizagem 3. Finalizados os exercícios com desempenho satisfatório, você terá acesso a ordem de serviço e poderá executar a atividade.
Concluindo a Situação de Aprendizagem com desempenho satisfatório nos exercícios e nas atividades da situação de aprendizagem atual, você estará APTO na Unidade Curricular de Fundamentos de Mecânica e terá terminado o Módulo Básico.
INTRODUÇÃO
Para iniciar os estudos, há a necessidade de compreensão de alguns fundamentos técnicos e científicos. São eles:
· os principais tipos de parafusos, arruelas, porcas, travas, chaveta, anel elástico e pinos;
· os principais tipos de polias e correntes;
· os principais tipos de engrenagens e acoplamentos;
· os principais tipos de elementos de vedação;
· os principais tipos de travas e outros elementos;
· as principais aplicações desses elementos na indústria.
Você sabe qual é o objetivo de estudar elementos de máquinas? Como técnico desta profissão você precisa, necessariamente, conhecer as peças que compõem estas máquinas, e para isso vamos começar pelos parafusos, porcas e arruelas.
SAIBA MAIS
Também é importante planejar e escolher corretamente elementos de fixação a serem utilizados para evitar concentração de tensão nas peças fixadas. Essas tensões causam rupturas nas peças por fadiga do material, que é a queda da resistência ou o enfraquecimento do material devido a tensões e constantes esforços.
ELEMENTOS DE FIXAÇÃO
Parafusos, porcas, arruelas, travas, chaveta, anel elástico e pinos são peças metálicas de vital importância na união e fixação dos mais diversos elementos de máquina. Por sua importância, a especificação completa de um parafuso e sua porca engloba os mesmos itens cobertos pelo projeto de um elemento de máquina, ou seja: material, tratamento térmico, dimensionamento, tolerâncias, afastamentos e acabamento. Veja na ilustração abaixo esses elementos.
PARAFUSOS
Em Mecânica, os parafusos são empregados para unir e manter juntas peças de máquinas, geralmente formando conjuntos com as porcas e as arruelas. Os parafusos podem ser fabricados em aço de alta resistência à tração, aço-liga, aço inoxidável, latão e outros metais ou ligas não-ferrosas. Em alguns casos, os parafusos são protegidos contra a corrosão por meio de galvanização e cromagem.
O parafuso é formado por um corpo cilíndrico roscado e uma cabeça, que pode ser hexagonal, sextavada, quadrada ou redonda. Veja na imagem abaixo as principais dimensões dos parafusos.
Tipos de parafusos
Os parafusos podem ser: sem porca, com porca, prisioneiro, Allen, auto-atarraxante e para pequenas montagens. Clique no nome dos parafusos na figura abaixo para ver sua imagem.
Parafuso sem porca
Parafuso com porca
Parafuso prisioneiro
Parafuso Allen
Parafuso auto-atarraxante
Parafuso para pequenas montagen
PORCAS
Porcas são peças de forma prismática ou cilíndrica, providas de um furo roscado onde são atarraxadas ao parafuso. São hexagonais, sextavadas, quadradas ou redondas e servem para dar aperto nas uniões de peças ou, em alguns casos, para auxiliar na regulagem.
As porcas podem ser: castelo, cega (ou remate),borboleta e contraporcas. Clique no nome das porcas na figura abaixo para ver sua imagem.
 
ARRUELAS
São peças cilíndricas de pouca espessura, com um furo no centro pelo qual passa o corpo do parafuso. As arruelas servem basicamente 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.
A maioria das arruelas são fabricadas em aço, mas o latão também é empregado; neste caso, são utilizadas com porcas e parafusos de latão, enquanto as arruelas de cobre, alumínio, fibra e couro são extensivamente usadas na vedação de fluidos.
Os três tipos de arruela mais usados são: arruela lisa, arruela de pressão e arruela estrelada. Clique no nome das arruelas na tabela abaixo para ver sua imagem.
 
TRAVAS
As uniões roscadas são submetidas a vibrações e podem soltar-se. Para evitar isso, colocamos travas e arruelas nas porcas ou parafusos. Veja este elemento de máquina na ilustração abaixo.
TRAVA POR FECHAMENTO DE FORMA
TRAVA POR FECHAMENTO DE FORÇAS
CHAVETA
Chaveta é um corpo prismático utilizado para união desmontável de elementos de máquinas, que permite as árvores transmitirem seus movimentos a outros elementos, tais como engrenagens e polias.
A chaveta pode ter faces paralelas ou inclinadas em função do esforço e do tipo de movimento que deve transmitir, sendo construída normalmente de aço. Veja na figura abaixo exemplos de chavetas.
ANEL ELÁSTICO
O anel elástico é um elemento usado para impedir o deslocamento axial, posicionar ou limitar o curso de uma peça deslizante sobre um eixo, conhecido também por anel de retenção, de trava ou de segurança.
Fabricado de aço para molas, tem a forma de anel incompleto que se aloja em um canal circular construído conforme normalização. Veja na figura abaixo exemplo de anel elástico.
PINOS
O pino é uma peça geralmente cilíndrica ou cônica, oca ou maciça que serve para alinhamento,fixação e transmissão de potência. Veja na figura abaixo exemplo de pino.
SISTEMA DE TRANSMISSÃO
O sistema de transmissão pode ser definido como o conjunto de elementos mecânicos que transferem potência e movimento a um outro sistema. Os sistemas de transmissão podem, também, variar as rotações entre dois eixos.
Veja na tabela abaixo alguns dos principais elementos de transmissão em máquinas.
ENGRENAGENS TRANSMISSÃO POR POLIA E CORREIAS TRANSMISSÃO POR CORRENTES
 
SAIBA MAIS
Existem catálogos de fabricantes onde é possível obter muitas informações técnicas desses elementos de fixação. Procure-os na internet e vá se familiarizando com o hábito de consultar catálogos técnicos, pois esta prática é muito comum na área de Automação Industrial.
ENGRENAGENS
Engrenagens são rodas com dentes padronizados que servem para transmitir movimento e força entre dois eixos. Muitas vezes, as engrenagens são usadas para variar o número de rotações e o sentido da rotação de um eixo para o outro.
Veja na figura abaixo os principais tipos de engrenagens. Clique nas abas abaixo para ver sua imagem.
Engrenagem cilíndrica de dentes retos
Engrenagem cilíndrica de dentes helicoidais
Engrenagem cilíndrica com dentes internos
Engrenagem cilíndrica com cremalheira
Engrenagem cônica com dentes retos
Engrenagem cilíndrica com dentes oblíquos
Engrenagem cilíndrica com dentes em V
Engrenagem cônica com dentes em espiral
Parafuso sem-fim e engrenagem côncava (coroa)
FIQUE ALERTA!
Para aprofundar seus conhecimentos sobre engrenagens, consulte o tópico 5.2.1 do livro Fundamentos de Mecânica do curso.
TRANSMISSÃO POR POLIAS E CORREIAS
Para transmitir potência de uma árvore a outra, alguns dos elementos mais antigos e mais usados são as correias e as polias.
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.
Veja na tabela abaixo os principais tipos de transmissão por polias e correias com materiais elásticos. Clique no nome da engrenagem para ver sua imagem.
Transmissão por correia plana
Transmissão por correia em V
Transmissão por correia dentada
FIQUE ALERTA!
Para aprofundar seus conhecimentos sobre Transmissão por Correia, consulte os tópicos de 5.2.2 a 5.2.6 do livro Fundamentos de Mecânica do curso.
TRANSMISSÃO POR CORRENTES
Um ou vários eixos podem ser acionados através de corrente. A transmissão de potência é feita através do engrenamento entre os dentes da engrenagem e os elos da corrente; não ocorre o deslizamento. Para o funcionamento desse conjunto de transmissão, é necessário que as engrenagens estejam em um mesmo plano e os eixos, paralelos entre si.
A transmissão por corrente normalmente é utilizada quando não podemos usar correias por causa da umidade, vapores, óleos, etc. É, ainda, de muita utilidade para transmissões entre eixos próximos, substituindo trens de engrenagens intermediárias.
Veja na ilustração abaixo os principais tipos de correntes. Clique no nome da corrente para ver sua imagem.
Corrente de rolos
Corrente de dentes
Corrente comum
Corrente de blocos
FIQUE ALERTA!
Para aprofundar seus conhecimentos sobre Transmissão por Corrente, consulte o tópico 5.2.7 do livro Fundamentos de Mecânica do curso.
EXERCÍCIO 1: VAMOS VER O QUE VOCÊ APRENDEU SOBRE PARAFUSOS, PORCAS E ARRUELAS E SISTEMA DE TRANSMISSÃO?
Você completou o estudo sobre parafusos, porcas e arruelas e sistema de transmissão aplicáveis em sistemas de controle e automação e chegou à etapa do exercício. Agora, serão apresentados alguns exercícios na forma de um jogo para verificar seu aprendizado.
Clique na imagem abaixo e responda às questões.
MANCAIS DE DESLIZAMENTO E ROLAMENTO
Os mancais de rolamento e deslizamento são conjuntos destinados a suportar peso e rotação de eixos e árvores. Os mancais estão submetidos ao atrito de deslizamento, que é o principal fator a considerar para sua utilização. Na busca por diminuir sensivelmente os problemas de atrito de resistência à alta velocidade, encontrados nos mancais de deslizamento, chegamos aos mancais de rolamento, ou simplesmente rolamentos. Veja na figura abaixo estes elementos.
MANCAIS DE DESLIZAMENTO MANCAIS DE ROLAMENTO
 
MANCAIS DE DESLIZAMENTO
Os mancais de deslizamento são classificados de acordo com as forças que suportam em axiais, radiais, mistos. Veja no quadro abaixo alguns destes mancais.
	TIPO DE MANCAL
	DESCRIÇÃO
	DESENHO
	Axial
	Impede o deslocamento na direção do eixo, isto é, absorve esforços longitudinais.
 
	Radial
	Impede o deslocamento na direção do raio, isto é, absorve esforços transversais
	Misto
	Tem, simultaneamente, os efeitos dos mancais axiais e radiais.
	 
FIQUE ALERTA!
Para aprofundar seus conhecimentos sobre Mancais de Deslizamento, consulte o tópico 5.3.1 do livro Fundamentos de Mecânica do curso.
MANCAIS DE ROLAMENTO
Os mancais de rolamento são compostos por um mancal e por um rolamento. Os rolamentos são constituídos por dois anéis de aço (geralmente conforme a Norma SAE 52100) separados por uma ou mais fileiras de esferas ou rolos. Essas esferas ou rolos são mantidos equidistantes por meio do separador ou gaiola, a fim de distribuir os esforços e manter concêntricos os anéis. O anel externo (capa) é fixado na peça ou no mancal, e o anel interno é fixado diretamente ao eixo.
Os rolamentos são classificados quanto ao tipo de carga que suportam e podem ser:
· Radiais: suportam cargas radiais e leves cargas axiais;
· Axiais: não podem ser submetidos a cargas radiais;
· Mistos: suportam tanto cargas axiais quanto radiais.
No quadro abaixo veja os diversos tipos de rolamento.
	ROLAMENTO FIXO DE UMA CARREIRA DE ESFERAS
	ROLAMENTO DE CONTATO ANGULAR DE UMA CARREIRA DE ESFERAS
	ROLAMENTO AUTOCOMPENSADOR DE ESFERAS
 
	ROLAMENTO DE ROLO CILÍNDRICO
	ROLAMENTO AUTOCOMPENSADOR DE UMA CARREIRA DE ROLOS
	ROLAMENTO AUTOCOMPENSADOR COM DUAS CARREIRAS DE ROLOS
 
	ROLAMENTO DE ROLOS CÔNICOS
	ROLAMENTO AXIAL DE ESFERA
	ROLAMENTO AXIAL AUTOCOMPENSADOR DE ROLOS
 
ROLAMENTO DE AGULHAS
FIQUE ALERTA!
Para aprofundar seus conhecimentos sobre Mancais de Rolamento, consulte o tópico 5.3.2 do livro Fundamentos de Mecânica do curso.
DEMAIS ELEMENTOS DE MÁQUINA
Neste tópico abordaremos os principais tipos de acoplamentos e elementos de vedação e apresentaremos alguns de seus usos em máquinas industriais.
A seguir, são apresentados resumidamente esses elementos de máquina.
Acoplamentos
Acoplamento é um elemento que transmite momentos de rotação (movimento de rotação e forças) de um eixo motor a outro elemento de máquina situado coaxialmente a ele, segundo os princípios da forma e do atrito. Os acoplamentos que operam por atrito são chamados de embreagem ou freios. Veja estes elementos de máquina nas tabelas abaixo.
	ACOPLAMENTOS PERMANENTES RÍGIDOS
	ACOPLAMENTOS COMUTÁVEIS
 
Acoplamento de discos acoplamento de pratos Junta de articulação
ACOPLAMENTOS PERMANENTES FLEXÍVEIS
 
Acoplamento elástico de pinos/Acoplamento elástico de garras/Acoplamento elástico de fita de aço.
 
Acoplamento perflex / Acoplamento flexível oldham
Elementos de vedação
Os elementos de vedação são elementos destinados a proteger partes das máquinas ou equipamentos em repouso ou em movimento contra a saída de líquidos e gases e a entrada de sujeira ou pó. São genericamente conhecidos como juntas, retentores, gaxetas e guarnições que, em função da solicitação de vedação, devem resistir a meios químicos, ao calor, à pressão, ao desgaste e ao envelhecimento. Veja no quadro abaixo alguns destes elementos de vedações.
	JUNTA DE BORRACHA EM FORMA DE ARO E SECÇÃO CIRCULAR E SECÇÃO RETANGULAR
	JUNTA METÁLICA ESTRIADA COM UMA A CINCO ESTRIAS
	RETENTOR
 
	ANELDE FELTRO, FIBRA OU TECIDO DE AMIANTO
	JUNTA LABIRINTO COM CANAL PARA GRAXA
	JUNTA PLÁSTICA OU VEDA JUNTA
 
	VEDAÇÃO COM GAXETAS
	SELO MECÂNICO
 
FIQUE ALERTA!
Para aprofundar seus conhecimentos sobre estes elementos de máquinas consulte, os tópicos 5.4 até 5.10 do livro Fundamentos de Mecânica do curso.
EXERCÍCIO 2: VAMOS VER O QUE VOCÊ APRENDEU SOBRE MANCAIS E DEMAIS ELEMENTOS DE MÁQUINA?
Você completou o estudo sobre mancais de rolamento e deslizamento e demais elementos aplicáveis em sistemas de controle e automação e chegou à etapa do exercício. Agora, serão apresentados alguns exercícios na forma de um jogo para verificar seu aprendizado.
Clique na imagem abaixo e responda às questões.
ORDEM DE SERVIÇO 1: ELABORAR PEDIDO DE COMPRA DO ROLAMENTO
Como você já sabe, a equipe de manutenção identificou que o rolamento encaixado no alojamento do suporte da dosadora da unidade engarrafadora nº 3 apresenta um desgaste excessivo e não está atendendo mais a sua especificação. Desta maneira, deverá ser substituído por outro rolamento novo e você deverá elaborar nesta OS uma requisição de material para aquisição deste rolamento, especificando suas características com base no desenho técnico do alojamento do rolamento no suporte do dosador, na imagem do rolamento e no catálogo de rolamento disponibilizado pela empresa.
Esta atividade deverá ser realizada individualmente. Veja o procedimento no quadro abaixo.
	OS 1 - Requisição de Material
	
Procedimento:
1) Faça download dos arquivos do catálogo de rolamentos e do documento para requisição de materiais, atachados.
2) Aguarde o envio/publicação pelo professor do desenho técnico do suporte da dosadora, da foto do rolamento anterior e demais informações para solicitação do elemento de máquina.
3) Preencha o documento de requisição de materiais .
4) Salve este arquivo digital com o título: rm_rolamento_seu_nome.
5) Envie esse arquivo para avaliação, conforme instruções que receberá do professor.
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