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Brasília-DF. Leitura e interpretação de desenho técnico Mecânico Elaboração Leidy Catarina Felix dos Anjos Produção Equipe Técnica de Avaliação, Revisão Linguística e Editoração Sumário APRESENTAÇÃO ................................................................................................................................. 5 ORGANIZAÇÃO DO CADERNO DE ESTUDOS E PESQUISA .................................................................... 7 INTRODUÇÃO.................................................................................................................................... 9 UNIDADE I DESENHO E NORMALIZAÇÃO .............................................................................................................. 11 CAPÍTULO 1 NORMALIZAÇÃO GERAL......................................................................................................... 11 CAPÍTULO 2 EQUIPAMENTO PARA DESENHO ............................................................................................... 14 CAPÍTULO 3 ELEMENTOS DO DESENHO TÉCNICO ...................................................................................... 18 UNIDADE II PROJEÇÕES E CONTAGENS EM DESENHO TÉCNICO ............................................................................................... 23 CAPÍTULO 1 PROJEÇÃO E VISTAS ............................................................................................................... 23 CAPÍTULO 2 COTAGEM NOMINAL ............................................................................................................. 26 CAPÍTULO 3 REPRESENTAÇÃO ORTOGRÁFICA ............................................................................................ 39 UNIDADE III ELEMENTOS DE FIXAÇÃO, ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO E ESTUDOS DE SUPERFÍCIES ............................ 49 CAPÍTULO 1 REPRESENTAÇÃO DE ROSCAS, PARAFUSOS, PORCAS E ARRUELAS ........................................... 49 CAPÍTULO 2 REPRESENTAÇÃO DE PINOS, REBITES, CHAVETAS, ESTRIAS E SOLDAS ........................................ 69 CAPÍTULO 3 REPRESENTAÇÃO DE SUPERFÍCIES ......................................................................................... 102 UNIDADE IV DESENHO DE CONJUNTOS MECÂNICOS ........................................................................................... 106 CAPÍTULO 1 LEITURA E INTERPRETAÇÃO DE PROJETOS E CONJUNTOS MECÂNICOS .................................. 106 CAPÍTULO 2 DESENHO DE CONJUNTOS EM PERSPECTIVA ISOMÉTRICA ..................................................... 112 CAPÍTULO 3 DESENHO DE CONJUNTOS EM PERSPECTIVA ISOMÉTRICA EXPLODIDA ................................... 114 REFERÊNCIAS ................................................................................................................................ 115 5 Apresentação Caro aluno A proposta editorial deste Caderno de Estudos e Pesquisa reúne elementos que se entendem necessários para o desenvolvimento do estudo com segurança e qualidade. Caracteriza-se pela atualidade, dinâmica e pertinência de seu conteúdo, bem como pela interatividade e modernidade de sua estrutura formal, adequadas à metodologia da Educação a Distância – EaD. Pretende-se, com este material, levá-lo à reflexão e à compreensão da pluralidade dos conhecimentos a serem oferecidos, possibilitando-lhe ampliar conceitos específicos da área e atuar de forma competente e conscienciosa, como convém ao profissional que busca a formação continuada para vencer os desafios que a evolução científico-tecnológica impõe ao mundo contemporâneo. Elaborou-se a presente publicação com a intenção de torná-la subsídio valioso, de modo a facilitar sua caminhada na trajetória a ser percorrida tanto na vida pessoal quanto na profissional. Utilize-a como instrumento para seu sucesso na carreira. Conselho Editorial 6 7 Organização do Caderno de Estudos e Pesquisa Para facilitar seu estudo, os conteúdos são organizados em unidades, subdivididas em capítulos, de forma didática, objetiva e coerente. Eles serão abordados por meio de textos básicos, com questões para reflexão, entre outros recursos editoriais que visam tornar sua leitura mais agradável. Ao final, serão indicadas, também, fontes de consulta para aprofundar seus estudos com leituras e pesquisas complementares. A seguir, apresentamos uma breve descrição dos ícones utilizados na organização dos Cadernos de Estudos e Pesquisa. Provocação Textos que buscam instigar o aluno a refletir sobre determinado assunto antes mesmo de iniciar sua leitura ou após algum trecho pertinente para o autor conteudista. Para refletir Questões inseridas no decorrer do estudo a fim de que o aluno faça uma pausa e reflita sobre o conteúdo estudado ou temas que o ajudem em seu raciocínio. É importante que ele verifique seus conhecimentos, suas experiências e seus sentimentos. As reflexões são o ponto de partida para a construção de suas conclusões. Sugestão de estudo complementar Sugestões de leituras adicionais, filmes e sites para aprofundamento do estudo, discussões em fóruns ou encontros presenciais quando for o caso. Atenção Chamadas para alertar detalhes/tópicos importantes que contribuam para a síntese/conclusão do assunto abordado. 8 Saiba mais Informações complementares para elucidar a construção das sínteses/conclusões sobre o assunto abordado. Sintetizando Trecho que busca resumir informações relevantes do conteúdo, facilitando o entendimento pelo aluno sobre trechos mais complexos. Para (não) finalizar Texto integrador, ao final do módulo, que motiva o aluno a continuar a aprendizagem ou estimula ponderações complementares sobre o módulo estudado. 9 Introdução A qualidade de um projeto mecânico depende do conhecimento que os envolvidos possuem em como desenvolver o projeto com o aprendizado e a prática em leitura e interpretação de desenho técnico; para este caso, o desenho técnico mecânico. Esta apostila busca apresentar todos os fatores envolvidos no processo de aprendizado de leitura, interpretação e construção de um desenho técnico mecânico, tanto no que se refere ao desenho em si como as simbologias utilizadas, as peças específicas e o desenvolvimento desses desenhos para que assim o discente tenha consciência da melhor maneira de construir o desenho e pôr em prática a fabricação da peça, entendendo o conjunto mecânico tanto para a construção como para a montagem. A Unidade I apresenta a necessidade de normalização nos desenhos técnicos. Abordam-se também as especificações do papel utilizado, o dobramento desses papéis, o desenvolvimento do desenho com linhas específicas, suas larguras e traços, além da caligrafia a ser usada e as escalas. A Unidade II descreve o sistema de projeções e vistas, o porquê de entendê-lo e sua importância na construção da compreensão do desenho para que, então, seja possível entender melhor as diversas regras para contagem, as representações ortográficas e axanométricas e qual a importância de cada uma. A Unidade III apresenta alguns elementos de fixação, como roscas, parafusos, porcas, arruelas, rebites, chavetas, estrias, soldas, eixos engrenagens, polias, acoplamentos e mancais. Todos esses elementos são apresentados de forma distinta e agrupados por capítulos, nos quais são descritos as suas funções, o seu desenvolvimento, a normalização de projeto e desenho técnico. Além desses elementos, são especificadas as representações de superfícies e como estas devem ser utilizadas. A quarta e última unidade apresenta a aplicação de todos os capítulos anteriores, em que se vê os conjuntos mecânicos e como estes devem ser apesentados em folha de desenho técnico. Esses conjuntos mecânicos são estudados em forma de perspectiva isométrica e isométrica explodida. Deste último, consegue-se ver cada peça de forma separada, como se deve ocorrer a montagem do conjunto, além de perceber melhor cada peça no detalhe. Bonsmecânicos, nos quais os elementos de fixação possam produzir afrouxamento imprevisto no aperto de parafusos (devido a vibrações), utilizamos um elemento de máquina chamado arruela (SENAI-SP, 2000). Figura 95. Representação de aplicação de uma arruela. Fonte: SENAI-SP (2000). As arruelas têm como função distribuir, de forma igual, a força aplicada ao aperto entre a porca, o parafuso e as partes montadas. Em determinadas situações, também têm a função de elementos de trava (SENAI-SP, 2000). Tipos de arruelas Existem diversos tipos de arruelas, como lisa, de pressão, dentada, serrilhada, ondulada, de travamento com orelha e, ainda, as arruelas para perfilados. Existe um tipo ideal de arruela para cada tipo de trabalho (SENAI-SP, 2000). Arruela lisa Além da sua função essencial de distribuir igualmente o aperto, a arruela lisa tem a função de melhorar o aspecto do conjunto. Essa arruela, em razão de não ter nenhum elemento de trava, é usada em partes das máquinas que têm pequenas vibrações (Figura 96) (SENAI-SP, 2000). 66 UNIDADE III │ ELEMENTOS DE FIXAÇÃO, ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO E ESTUDOS DE SUPERFÍCIES Figura 96. Representação de uma arruela do tipo lisa. Fonte: SENAI-SP (2000). Arruela de pressão Essa arruela é utilizada na montagem de conjuntos mecânicos, submetidos a grandes esforços e grandes vibrações. Funcionam como elemento de trava e evitam o afrouxamento do parafuso e da porca. É, ainda, muito empregada em equipamentos que sofrem variação de temperatura (automóveis, prensas etc.), conforme Figura 97 (SENAI-SP, 2000): Figura 97. Representação de uma arruela do tipo de pressão em 3D. Fonte: SENAI-SP (2000). Arruela dentada Também é muito empregada em equipamentos sujeitos a grandes vibrações, mas com mínimos esforços, como em eletrodomésticos, painéis, elementos de equipamentos de refrigeração etc. O seu travamento ocorre entre o conjunto parafuso/porca. Já os dentes dessa arruela são inclinados, formam um tipo de mola ao serem pressionados e se cravam na cabeça do parafuso. Observe na Figura 98 (SENAI-SP, 2000): Figura 98. Representação de uma arruela do tipo dentada. Fonte: SENAI-SP (2000). Arruela serrilhada Tem basicamente as mesmas funções da arruela dentada. Suporta esforços um pouco maiores. É utilizada para os mesmos tipos de trabalho da arruela dentada. Observe na Figura 99 (SENAI-SP, 2000): 67 ELEMENTOS DE FIXAÇÃO, ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO E ESTUDOS DE SUPERFÍCIES │ UNIDADE III Figura 99. Representação de uma arruela do tipo serrilhada. Fonte: SENAI-SP (2000). Arruela ondulada É indicada, especificamente, para superfícies que estão pintadas. O intuito é evitar a danificação da pintura. É adequada para equipamentos que utilizam acabamento externo e que são constituídos de chapas finas. Não possuem cantos vivos. Seguem detalhes na Figura 100 (SENAI-SP, 2000): Figura 100. Representação de uma arruela do tipo ondulada. Fonte: SENAI-SP (2000). Arruela de travamento com orelha É utilizada quando se dobra a orelha sobre um canto vivo da peça. Logo após, dobra-se a aba da orelha ao envolvê-la em um dos lados no qual existe o chanfrado do conjunto porca/parafuso. Observe a Figura 101 (SENAI-SP, 2000): Figura 101. Representação de arruela do tipo de travamento com orelha em 3D. Fonte: SENAI-SP (2000). Arruela para perfilados É uma arruela amplamente utilizada em montagens. Possuem cantoneiras ou perfis em ângulo. O seu formato de fabricação é devido a esse tipo de arruela. Exige que 68 UNIDADE III │ ELEMENTOS DE FIXAÇÃO, ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO E ESTUDOS DE SUPERFÍCIES esta compense os ângulos e deixe-a perfeitamente paralela às superfícies que serão parafusadas (Figura 102) (SENAI-SP, 2000). Figura 102. Representação de uma arruela do tipo perfilado. Fonte: SENAI-SP (2000). 69 CAPÍTULO 2 Representação de pinos, rebites, chavetas, estrias e soldas Rebite O rebite é composto de um corpo com formato de eixo cilíndrico e de uma cabeça. Esta pode ter diversos formatos, conforme Figura 103. O rebite é utilizado para unir de forma rígida as peças e chapas, geralmente em estruturas metálicas, de diversos tipos, como, por exemplo, reservatórios, caldeiras, máquinas, navios, aviões, veículos de transporte e treliças. Os rebites podem ser fabricados de aço, alumínio, cobre ou latão (SENAI-SP, 2000). Figura 103. Representação de um rebite sendo utilizado. Fonte: SENAI-SP (2000). Tipos de rebite e suas proporções A tabela abaixo mostra a classificação dos rebites em função do formato da cabeça e de sua aplicação em geral (SENAI-SP, 2000): Tabela 7. Tipos de rebites, formato da cabeça e aplicação. Tipo de rebite Formato da cabeça Aplicação Cabeça redonda larga Largamente utilizados devido à resistência que oferecem. Cabeça redonda estreita Cabeça escareada chata larga Empregados em uniões que não admitem saliências. Cabeça escareada chata larga 70 UNIDADE III │ ELEMENTOS DE FIXAÇÃO, ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO E ESTUDOS DE SUPERFÍCIES Tipo de rebite Formato da cabeça Aplicação Cabeça escareada com calota Empregados em uniões que admitem pequenas saliências. Cabeça tipo panela Cabeça cilíndrica Usados nas uniões de chapas com espessura máxima de 7 mm. Fonte: SENAI-SP (2000). Os rebites são fabricados de acordo com normas técnicas, as quais direcionam as medidas da cabeça, do corpo e do comprimento útil desses rebites. A Tabela 8 indica as proporções que são normalizadas para os rebites e demonstra alguns tipos de rebites, de acordo com o formato da cabeça (SENAI-SP, 2000): Tabela 8. Representação de rebite de acordo com o tipo de cabeça. Representação do rebite Tipo de cabeça Cabeça redonda larga Cabeça redonda estreita Cabeça escareada chata larga Cabeça escareada chata estreita Cabeça escareada com calota Cabeça tipo panela Cabeça cilíndrica Fonte: SENAI-SP (2000). A expressão 2 x d utilizada na Tabela 8 significa que o diâmetro da cabeça do rebite é duas vezes o diâmetro do corpo do rebite. Utilizam-se rebites de aço de cabeça redonda com as seguintes características em estruturas metálicas: 71 ELEMENTOS DE FIXAÇÃO, ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO E ESTUDOS DE SUPERFÍCIES │ UNIDADE III » Diâmetros são padronizados: de 10 até 36 mm (d). » Comprimentos úteis também são padronizados: de 10 até 150 mm (L). Para serviços em funilaria, são empregados, frequentemente, rebites com cabeça do tipo redonda ou, ainda, com cabeça do tipo escareada. A Figura 104 representa esses dois tipos de rebites e as dimensões do rebite com cabeça redonda e com cabeça escareada. São, respectivamente (SENAI-SP, 2000): d = 1,6 até 6mm d = 3 até 5mm D = 1,6d D = 2,4 até 1,8d K = 0,7d K = ~0,3d L = 3 até 40mm L = 3 até 40mm Figura 104. Representação de rebite com cabeça redonda e rebite com cabeça escareada. Fonte: SENAI-SP (2000). Existem, adicionalmente, rebites com nomes específicos, como: de tubo, de alojamento explosivo etc. O rebite do tipo explosivo possui uma pequena cavidade em que há carga explosiva e a explosão ocorre quando é aplicado um dispositivo elétrico nessa cavidade. Seguem alguns desses tipos de rebites na Figura 105: Figura 105. Representação de rebite de tubo, explosivo e semitubo, respectivamente. Fonte: SENAI-SP (2000). Destaca-se, pela sua importância, o rebite de repuxo. Alguns o conhecem por “rebite pop”. É um elemento específico para união, muito conhecido e amplamente utilizado para fixar peças com rapidez, de forma econômica e simples. Abaixo, na Figura 106, mostramos a nomenclatura das partes de um rebite de repuxo. Esse rebite tem o corpo de alumínio e o mandril (haste) em aço, já o corpo e o mandril podem ser, ambos, de aço e também podem ser mandril de aço e corpo de aço inoxidável ou, ainda, o mandril pode ser de aço inoxidável (SENAI-SP, 2000). 72 UNIDADE III │ ELEMENTOS DE FIXAÇÃO, ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO E ESTUDOS DE SUPERFÍCIES Figura 106. Representação de “rebite pop”, do tipo aberto e hermético, respectivamente.Corpo Mandril Fonte: SENAI-SP (2000). Sendo: d = diâmetro D1 = 0,6d / D2 = 2d / R = 0,9D2 / S = 1,5d Especificação de rebites Para a escolha mais assertiva no que se refere à aplicação na união de peças, montagem com barras de metal ou qualquer outro tipo de peça, e sendo essa união do tipo de fixação permanente, deve-se utilizar rebites. No entanto, deve-se conhecer as especificações dos rebites adequados, isto é, material de composição; tipo de cabeça; diâmetro do corpo; e comprimento útil. O comprimento útil do rebite refere-se à parte do corpo que formará a união. Já a parte que ficará fora da união é a sobra necessária, e esta será usada para formar a outra cabeça desse rebite (SENAI-SP, 2000). Para as especificações do rebite, é crucial que se saiba qual será o comprimento útil (L) e a sobra necessária (z). Para esse caso, é necessário levar em conta: » o diâmetro do rebite; » o tipo de cabeça a ser formado; e » o modo como vai ser fixado o rebite: a frio ou a quente. Pinos e cavilhas Os pinos têm por finalidade alinhar-se ou fixar-se nos elementos de máquinas, possibilitando uniões mecânicas, isto é, unem-se duas ou mais peças e determina-se conexão entre elas. Veja os exemplos na Figura 107 (SENAI-SP, 2000): 73 ELEMENTOS DE FIXAÇÃO, ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO E ESTUDOS DE SUPERFÍCIES │ UNIDADE III Figura 107. Representação de aplicação de pino e cavilha. Cavilha Alavanca Garfo Pino cilíndrico Fonte: SENAI-SP (2000). As cavilhas são chamados também de pinos estriados, pinos entalhados, pinos ranhurados ou, também, de rebite entalhado. A grande diferença entre os pinos e as cavilhas é o formato dos elementos e as suas aplicações. Seguem exemplos: pinos usados em junções de peças que se articulam entre si e cavilhas usadas em conjuntos em que não há articulações. Para esse caso, são indicados pinos com entalhes externos na superfície; esses entalhes fazem com que não haja movimento no conjunto. Já os pinos são usados em junções resistentes a vibrações. Há vários tipos de pino, segundo sua função, conforme consta na Tabela 9 (SENAI-SP, 2000): Tabela 9. Tipos e funções dos pinos. Tipo Função 1. Pino cônico Ação de centragem. 2. Pino cônico com haste roscada A ação de retirada do pino de furos cegos é facilitada por um simples aperto da porca. 3. Pino cilíndrico Requer um furo de tolerâncias rigorosas e é utilizado quando são aplicadas as forças cortantes. 4. Pino elástico ou pino tubular partido Apresenta elevada resistência ao corte e pode ser assentado em furos, com variação de diâmetro considerável. 5. Pino de guia Serve para alinhar elementos de máquinas. A distância entre os pinos deve ser bem calculada para evitar o risco de ruptura. Fonte: SENAI-SP (2000). Figura 108. Representação de pinos: 1- Cônico, 2- Cônico com rosca, 3 - Cilíndrico, 4 - Elástico. Fonte: SENAI-SP (2000). 74 UNIDADE III │ ELEMENTOS DE FIXAÇÃO, ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO E ESTUDOS DE SUPERFÍCIES A cavilha é uma peça com formato cilíndrico, fabricada normalmente em aço, e a superfície externa recebe três entalhes que formam os ressaltos. A forma e o comprimento dos entalhes determinam os tipos de cavilha. A fixação dessas cavilhas é feita diretamente no furo que foi aberto por uma broca, e dispensa a necessidade de acabamento e a precisão do furo (SENAI-SP, 2000). Figura 109. Representação de cavilhas e aplicação de fixação com cavilha. Fonte: SENAI-SP (2000). Chaveta A chaveta é um elemento com formato prismático e, geralmente, retangular ou semicircular. Pode ter faces paralelas ou inclinadas em detrimento da grandeza do esforço e do tipo de movimento que se deve transmitir. Geralmente, é fabricada em aço. A união por chaveta é do tipo desmontável e possibilita que as árvores transmitam seus movimentos a outros elementos, tais como em acoplamentos, engrenagens e polias. A chaveta tem como principal função ligar dois elementos mecânicos (Figura 110) (SENAI-SP, 2000). Figura 110. Representação de cavilhas e aplicação de fixação com cavilha. Rasgo de chaveta Chaveta Rasgo de chaveta Chaveta Fonte: SENAI-SP (2000). Classificação de chavetas As chavetas são classificadas em: chavetas de cunha; chavetas paralelas; chavetas de disco. 75 ELEMENTOS DE FIXAÇÃO, ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO E ESTUDOS DE SUPERFÍCIES │ UNIDADE III Chavetas de cunha As chavetas são assim chamadas por serem parecidas com uma cunha (Figura 111). Possuem uma de suas faces inclinada para possibilitar a união das peças. A força de atrito é a responsável pelo princípio da transmissão que ocorre entre as faces da chaveta e o fundo do rasgo dos elementos. Pode ocorrer uma folga pequena nas laterais. Caso ocorra a folga entre os diâmetros da árvore e do elemento a ser movido, a inclinação da chaveta ocasionará a formação de determinada excentricidade, de modo que não é aconselhado o seu emprego em montagens que necessitem de precisão ou de altas rotações (SENAI-SP, 2000). Figura 111. Exemplo de chaveta de cunha. Fonte: SENAI-SP (2000). As chavetas de cunha, representadas na Figura 112, classificam-se em dois grupos: chavetas longitudinais e chavetas transversais (SENAI-SP, 2000). Figura 112. Chaveta de cunha. Fonte: SENAI-SP (2000). A inclinação é de 1:100 e as medidas principais são definidas quanto a: altura (h); comprimento (L); largura (b). As chavetas podem ser de diversos tipos: encaixada, meia-cana, plana, embutida e tangencial. Chavetas encaixadas São muito usadas e a sua forma se assemelha ao tipo mais simples de chaveta de cunha. O rasgo da chaveta no eixo é sempre mais comprido que a chaveta, o que possibilita o seu melhor emprego. Observe a Figura 113 (SENAI-SP, 2000): 76 UNIDADE III │ ELEMENTOS DE FIXAÇÃO, ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO E ESTUDOS DE SUPERFÍCIES Figura 113. Chaveta encaixada. Fonte: SENAI-SP (2000). Chaveta meia-cana Sua base é côncava (com o mesmo raio do eixo) e a inclinação é de 1:100, com ou sem cabeça. Não é obrigatório o rasgo na árvore, uma vez que a chaveta transmite o movimento por efeito do atrito. Então, quando o esforço no elemento conduzido for maior, a chaveta deslizará sobre a árvore (SENAI-SP, 2000). Figura 114. Chaveta meia-cana. Fonte: SENAI-SP (2000). Chavetas planas O formato dessa chaveta é parecido com a chaveta encaixada. No entanto, para que sua montagem não abra o rasgo no eixo, é feito no eixo um rebaixo plano, conforme consta na Figura 115 (SENAI-SP, 2000): Figura 115. Chaveta plana. Fonte: SENAI-SP (2000). Chavetas embutidas Essas chavetas têm os extremos arredondados, conforme se observa na vista superior ao lado na Figura 116. O rasgo para o alojamento da chaveta tem o mesmo comprimento (SENAI-SP, 2000). 77 ELEMENTOS DE FIXAÇÃO, ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO E ESTUDOS DE SUPERFÍCIES │ UNIDADE III Figura 116. Chaveta embutida. Fonte: SENAI-SP (2000). Chavetas tangenciais São formadas por um par de cunhas colocadas em cada rasgo. Sempre são usadas duas chavetas, já os rasgos são posicionados e formam 120º. Essas chavetas transmitem fortes cargas e são usadas quando o eixo está submetido a mudanças de cargas ou golpes, conforme ilustração da chaveta tangencial na Figura 117 (SENAI-SP, 2000): Figura 117. Chaveta tangencial. Fonte: SENAI-SP (2000). Chavetas transversais São aplicadas nos pontos em que há união de peças e estas transmitem movimentos do tipo rotativo e retilíneo alternativo, conforme consta na Figura 118. Figura 118. Chaveta transversal. Fonte: SENAI-SP (2000). Quando essas chavetas são utilizadas para uniões permanentes, sua inclinação varia no intervalo de 1:25 e 1:50. Caso a união seja submetida a montagens e desmontagens consecutivas, a inclinação pode ser de 1:6 a 1:15 (SENAI-SP, 2000). A seguir, representações de chavetas transversais: 78 UNIDADE III │ ELEMENTOS DE FIXAÇÃO, ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO E ESTUDOS DE SUPERFÍCIES Figura 119. Chavetatransversal. Fonte: SENAI-SP (2000). Chavetas paralelas ou linguetas Essas chavetas possuem faces que são paralelas, então não têm inclinação. A transmissão do movimento é realizada pelo ajustamento de suas faces laterais para as laterais do rasgo da chaveta (Figura 120) (SENAI-SP, 2000). Figura 120. Chaveta paralela. Fonte: SENAI-SP (2000). Essas chavetas não possuem cabeça. Quanto ao formato de seus extremos, estes podem ser retos ou arredondados (SIMÕES, 2002; SENAI-SP, 2000). Podem, também, ter parafusos para fixação da chaveta ao eixo, conforme representado na Figura 121. Figura 121. Chaveta paralela. Fonte: SENAI-SP (2000). Chaveta de disco ou meia-lua (tipo woodruff) É uma variante da chaveta do tipo paralela e tem esse nome em razão de sua forma ser parecida a um segmento circular. É geralmente empregada em eixos cônicos, pois 79 ELEMENTOS DE FIXAÇÃO, ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO E ESTUDOS DE SUPERFÍCIES │ UNIDADE III simplifica a montagem e se adapta bem à conicidade do fundo do rasgo do elemento externo. Figura 122. Chaveta paralela. Fonte: SENAI-SP (2000). Estrias As estrias são fabricadas em elementos responsáveis pelo transporte de potências elevadas. O exemplo mais claro de aplicação de estrias é uma ligação veio-furo de cubo de roda em que, para não aumentar o número de chavetas, o que enfraqueceria muito o veio devido aos escatéis, são usados veios estriados. Nos acoplamentos, são usuais as estrias do tipo: estrias de flancos paralelos; e estrias de perfil envolvente de círculo (SIMÕES, 2002; SENAI-SP, 2000). A seguir, verificam-se representações de estrias de flancos paralelos e de perfil envolvente: Figura 123. Representação de estrias de flancos paralelos e de perfil envolvente de círculo, respectivamente. Fonte: Simões (2002). Estrias de flancos paralelos Segundo Simões (2002), em acoplamentos meio-cubo com estrias de flancos paralelos, pode haver uma ligação fixa ou uma ligação deslizante. A centragem do veio e do furo do cubo é feita por meio de: » Superfície cilíndrica interior (diâmetro dØ) (Figura 124) – Apresenta maiores superfícies de contato do que a centragem anterior. É normalizada. » Superfície cilíndrica exterior (diâmetro DØ). Não é normalizada (Figura 125). » Flancos dos dentes (com largura b). 80 UNIDADE III │ ELEMENTOS DE FIXAÇÃO, ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO E ESTUDOS DE SUPERFÍCIES Figura 124. Representação de superfície cilíndrica interior. Fonte: Simões (2002). Figura 125. Representação de superfície cilíndrica interior e exterior, respectivamente. Fonte: Simões (2002). Estrias de flancos paralelos A Figura 124 e a Figura 125 mostram os acoplamentos por estrias com ajustamentos adequados para a centragem anterior: centragem interior (pela superfície dØ – diâmetro interno); centragem exterior (diâmetro DØ – diâmetro externo). Essas ligações são deslizantes para ligações fixas (SIMÕES, 2002). Séries de veios com estrias Ainda de acordo com Simões (2002), são normais três séries de veios com estrias: » Série ligeira (apenas para centragem interior). » Série média (uso corrente, apenas para centragem interior). » Série forte ou pesada (apenas com centragem exterior). A Tabela 10 indica os valores principais das estrias, expressos por z x d x D e b, sendo: » z – número de estrias; » d – diâmetro da superfície cilíndrica interior; 81 ELEMENTOS DE FIXAÇÃO, ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO E ESTUDOS DE SUPERFÍCIES │ UNIDADE III » D – diâmetro da superfície cilíndrica exterior; e » b – largura das estrias. A altura H das estrias é expressa pela fórmula H = (D - d)/2 e os raios de concordância R = 0,1H... 0,15H ou chanfros de C x 45° (sendo C≤R). Tabela 10. Valores de z, d, D, e b para cada tipo de estria. Série ligeira Série média Série forte z x d x D b z x d x D b z x d x D b 6 x 11 x 14 3 6 x 13 x 16 3.5 6 x 16 x 20 4 10 x 16 x 20 2.5 6 x 18 x 22 5 10 x 18 x 23 5 6 x 21 x 25 5 10 x 21 x 26 5 6 x 23 x 26 6 6 x 23 x 28 6 10 x 23 x 29 6 6 x 26 x 30 6 6 x 26 x 32 6 10 x 26 x 32 6 6 x 28 x 32 7 6 x 28 x 34 7 10 x 28 x 35 7 8 x 32 x 36 7 8 x 32 x 38 6 10 x 32 x 40 6 8 x 36 x 40 7 8 x 36 x 42 7 10 x 36 x 45 7 8 x 42 x 46 8 8 x 42 x 48 8 10 x 42 x 52 8 8 x 46 x 50 9 8 x 46 x 54 9 10 x 46 x 56 9 8 x 52 x 58 10 8 x 52 x 60 10 16 x 52 x 60 10 8 x 56 x 62 10 8 x 56 x 65 10 16 x 56 x 65 10 8 x 62 x 68 12 8 x 62 x 72 12 16 x 62 x 72 12 10 x 112 x 120 18 10 x 112 x 125 18 20 x 112 x 125 18 Fonte: Simões (2002). Solda Nos desenhos técnicos mecânicos de uma peça a ser soldada, deve-se ou não haver uma preparação antes desse processo. Por preparação, deve-se ter entendimento se a peça será ou não chanfrada. Também deve ocorrer a limpeza da peça (VALE, 2006). Cordão de solda A solda pode ser realizada com cordão contínuo ou descontínuo e sua superfície pode ser representada com seções na forma de V, U, Y etc. (Figura 126). Já a superfície de solda pode ser plana, côncava ou convexa (VALE, 2006). 82 UNIDADE III │ ELEMENTOS DE FIXAÇÃO, ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO E ESTUDOS DE SUPERFÍCIES Figura 126. Representação de soldadura em bordos dobrados e em Y, respectivamente. Fonte: Simões (2002). Representação completa da soldadura Na representação completa, deve-se respeitar as normas gerais de representação ortográfica e de cotagem. Representando as dimensões do perfil do cordão de solda e caso o cordão de solda seja descontínuo, deve-se indicar o cumprimento útil do cordão e o intervalo entre os elementos do cordão. Quando o desenho estiver numa escala que permita a representação completa, deve-se realizar a representação completa por símbolos (Figura 127) (VALE, 2006). Figura 127. Representação completa de um cordão de solda descontínuo e em ângulo. Fonte: Simões (2002). Representação completa da soldadura Segundo Simeão (2002), a representação simbólica de soldas é comum, pois define as soldaduras de forma simples. São usados na representação simbólica (Figura 128): » Uma linha ou traço grosso, que representa o cordão. » Uma linha de chamada, traço fino acompanhado de uma seta que aponta para a linha que representa o cordão. » Uma linha de referência, a um traço fino, que parte da linha de indicação e que, de preferência, é traçada paralelamente ao bordo inferior do desenho (também pode ser perpendicular). » A linha de referência é acompanhada da linha de identificação a tracejada fino. 83 ELEMENTOS DE FIXAÇÃO, ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO E ESTUDOS DE SUPERFÍCIES │ UNIDADE III » Símbolo de soldadura, que varia de acordo com o tipo de cordão de solda utilizado. Figura 128. Descrição da simbologia de soldadura. Linha de Referência Linha de Identificação Símbolo de Soldadura Linha de chamada Junta (cordão) Fonte: Simões (2002). Alguns símbolos podem ser adicionados à linha de chamada, como, por exemplo (Figura 129): » Um círculo com centro no ponto de contato das linhas de indicação e de referência, para significar que a solda deve ser realizada em toda a volta. » Uma pequena bandeira indicando que a solda deve ser realizada na montagem final. » Um pequeno ângulo na extremidade da linha de referência para precisar a indicação de solda no local, de acordo com a norma. Figura 129. Descrição da simbologia de soldadura. Fonte: Vale (2006). Em que, de acordo com Vale (2006): » S - Altura do cordão de solda (mm). Deve vir do lado esquerdo do símbolo da solda. » R - Abertura da raiz (mm). Distância entre duas peças a serem soldadas. » A - Ângulo do chanfro em graus. 84 UNIDADE III │ ELEMENTOS DE FIXAÇÃO, ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO E ESTUDOS DE SUPERFÍCIES » L - Comprimento do cordão de solda (mm). Deve vir do lado direito do símbolo da solda. » P - Passo do cordão de solda (mm). Deve vir após o comprimento do cordão de solda. » T - Local para qualquer outra informação a respeito da solda, como tipo de eletrodo, posição e soldagem, processo de soldagem etc. Essa simbologia pode ser complementada por algunsoutros símbolos listados nas Tabelas 11 e 12: Tabela 11. Simbologia básica na representação de soldas em desenho técnico. Simbologia básica Sem preparação Com preparação Filete ou canto Sem chanfro V Bisel U J Fonte: Vale (2006). Tabela 12. Simbologia complementar na representação de soldas em desenho técnico. Simbologia complementar Passe (ou reforço) Solda em toda volta Solda no campo (ou na montagem) Acabamento de solda Fonte: Vale (2006). Vale (2006) também informa que o símbolo, por exemplo, que caracteriza a forma de cordão pode ser colocado. A seguir, alguns exemplos de cotagem e de interpretação de junta soldada: Figura 130. Solda de junta em L. Fonte: Vale (2006). 85 ELEMENTOS DE FIXAÇÃO, ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO E ESTUDOS DE SUPERFÍCIES │ UNIDADE III Figura 131. Solda em toda volta. Fonte: Vale (2006). Figura 132. Solda em toda volta. Fonte: Vale (2006). Figura 133. Cotagem com comprimento e passo do cordão de solda. Fonte: Vale (2006). Eixos Eixo é um tipo de elemento fixo. Possui em si suportes de rodas dentadas, polias etc. Está sujeito, essencialmente, a esforços de flexão (ALMEIDA; OLIVEIRA, 2012) (Figura 134). Figura 134. Representação de um eixo em funcionamento. Fonte: Almeida e Oliveira (2012). 86 UNIDADE III │ ELEMENTOS DE FIXAÇÃO, ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO E ESTUDOS DE SUPERFÍCIES Tipos de eixos Segundo Almeida e Oliveira (2012), os eixos podem ser roscados, ranhurados, estriados, maciços, vazados, flexíveis, cônicos; características estas que serão descritas a seguir. Eixos maciços Grande parte dos eixos maciços tem sua seção transversal circular maciça e possuem degraus ou apoios para ajustagem das peças montadas sobre eles (Figura 135). As extremidades do eixo são chanfradas para evitar as rebarbas, e as arestas têm formato arredondado com o objetivo de aliviar a concentração de esforços (ALMEIDA; OLIVEIRA, 2012). Figura 135. Representação de eixo maciço. Fonte: Almeida e Oliveira (2012). Eixos vazados As máquinas-ferramenta possuem, geralmente, o eixo árvore do tipo vazado para simplificar a fixação de peças com maiores comprimentos para a usinagem. Temos também os eixos vazados que são empregados em motores de avião, pois são leves (ALMEIDA; OLIVEIRA, 2012). Figura 136. Representação de eixo vazado. Fonte: Almeida e Oliveira (2012). Eixos cônicos Os eixos cônicos necessitam ser ajustados a um determinado componente em que este possua um furo para encaixe cônico (Figura 137). A parte que deve ser ajustada tem um 87 ELEMENTOS DE FIXAÇÃO, ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO E ESTUDOS DE SUPERFÍCIES │ UNIDADE III formato cônico e é presa firmemente por uma porca. Para evitar a rotação relativa, uma chaveta é utilizada (ALMEIDA; OLIVEIRA, 2012). Figura 137. Representação de eixo cônico. Fonte: Almeida e Oliveira (2012). Eixos roscados O eixo roscado é composto de rebaixos e também de furos roscados. Isso permite que seja usado como elemento responsável pela transmissão, assim como o prolongamento é utilizado na fixação de rebolos para questão da retificação interna e, adicionalmente, de ferramentas para usinagem utilizadas em furos (Figura 138) (ALMEIDA; OLIVEIRA, 2012). Figura 138. Representação de eixo roscado. Fonte: Almeida e Oliveira (2012). Eixo árvore ranhurado Esse tipo de eixo possui uma série de ranhuras longitudinais em torno de sua circunferência (Figura 139). Tais ranhuras são engrenadas com os sulcos das peças que serão montadas ao eixo. Os eixos ranhurados são usados para transmitir grandes forças (ALMEIDA; OLIVEIRA, 2012). Figura 139. Representação e imagem de eixo ranhurado, respectivamente. Fonte: Almeida e Oliveira (2012). 88 UNIDADE III │ ELEMENTOS DE FIXAÇÃO, ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO E ESTUDOS DE SUPERFÍCIES Eixo árvore estriado Segundo Almeida e Oliveira (2012), tanto eixos cônicos como chavetas são caracterizados por assegurar uma boa concentricidade e boa fixação. Os eixos-árvore estriados são também aplicados para que não haja rotação relativa, por exemplo, em barras de direção de automóveis, alavancas de máquinas etc. (Figura 140). Figura 140. Representação de eixo estriado. Fonte: Almeida e Oliveira (2012). Engrenagens Engrenagens são, essencialmente, elementos de máquinas com a finalidade de transmitir potências entre o eixos paralelos concorrentes ou reversos. De acordo com o acabamento, essas engrenagens apresentam altos rendimentos nas transmissões e também podem suportar grandes esforços. São excepcionalmente práticas quando se desejam variações de velocidades, como, por exemplo, para o caso dos câmbios de veículos e caixas de velocidades das máquinas operatrizes (ALMEIDA; OLIVEIRA, 2012). Um conjunto de engrenagens é composta por duas rodas dentadas, em geral designadas por roda e pinhão (a menor). As rodas são acopladas a veios para transmissão de movimentos de rotação de um veio para o outro, com uma determinada razão de transmissão (SIMÕES, 2002). Para produzir o movimento de rotação, as rodas devem estar engrenadas (SENAI-SP, 2000). As partes da engrenagem estão destacadas na Figura 141: Figura 141. Engrenagem e suas partes. Chaveta Dente da engrenagem Cubo Vão do dente Corpo Fonte: SENAI-SP (2000). 89 ELEMENTOS DE FIXAÇÃO, ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO E ESTUDOS DE SUPERFÍCIES │ UNIDADE III Principais tipos de engrenagens e suas representações Engrenagem cilíndrica de dentes retos De acordo com Vale (2006), os dentes das engrenagens são um dos elementos mais importantes. Observe as principais partes do dente de engrenagem na Figura 141. Inclusive, uma engrenagem pode ser classificada mediante o formato de seus dentes. A engrenagem de dentes retos tem seus dentes sobre um cilindro, e esses dentes são paralelos à reta geratriz do cilindro (Figura 142). Para o desenho detalhado de uma engrenagem cilíndrica de dentes retos, em geral, não é obrigatório que se faça a vista que mostra a sua seção circular (Figura 142 – a) e também não é necessário representar os dentes nessa vista, a não ser em casos especiais, como em um projeto de modificação do perfil do dente. Normalmente, a vista de perfil (Figura 142 – b) é o bastante, pois já está representada a largura do dente assim como o diâmetro da engrenagem. Para os cortes e seções longitudinais em relação aos dentes, estes são representados sem as hachuras (Figura 142 – c). O diâmetro primitivo das engrenagens deve sempre ser representado, uma vez que é de grande importância para a análise cinemática e também para o seu dimensionamento. Para esse tipo de engrenagem, permite-se apenas o acoplamento entre eixos paralelos, como se observa na Figura 142 (d). Figura 142. Engrenagem cilíndrica de dente reto. Fonte: Vale (2006). 90 UNIDADE III │ ELEMENTOS DE FIXAÇÃO, ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO E ESTUDOS DE SUPERFÍCIES Principais elementos da engrenagem com perfil do dente reto Elementos fundamentais: M – Módulo [mm]: é o número obtido quando se divide o diâmetro primitivo da engrenagem pelo número de dentes dessa engrenagem. Z – É o número de dentes da engrenagem. Ɵ - É o ângulo de pressão da engrenagem: define a direção da linha de ação da força que atua sobre o dente da engrenagem. Está ligado ao perfil do dente. Elementos complementares: dp – Diâ. primitivo = MZ a – Cabeça do dente = M P – Passo circular = Mp de – Diâ. externo = dp + 2M b – Pé do dente = 1,25M e – Espessura circular = P/2 di – Diâ. interno = dp – 2,5M h – Altura do dente = a + b r – Raio do pé do dente = M/4 db – Diâmetro da base = dpcosƟ L – Largura do dente = k.M Em que: 7≤k≤12 Figura 143. Elementos de uma engrenagem cilíndrica de dente reto. Fonte: Vale (2006). Geralmente, é difícil de determinar qual o módulo e o ângulo de pressão de engrenagens de qualquer tipo, essencialmente se os dentes da engrenagem estiverem modificados ou desgastados, o que é algo comum na indústria. A seguir, a Equação 2 possibilita determinaro módulo da engrenagem contanto que a altura da cabeça do dente não tenha sofrido alterações. 91 ELEMENTOS DE FIXAÇÃO, ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO E ESTUDOS DE SUPERFÍCIES │ UNIDADE III 0 2 dM Z = + (2) Engrenagem cilíndrica de dentes helicoidais Esse tipo de engrenagem tem seus dentes sobre um cilindro e cada um desses dentes é um segmento de uma hélice. Sua representação se dá pelo tipo de engrenagem e é comumente parecido ao da engrenagem cilíndrica de dentes retos. Existem desenhistas que, para diferenciá-la, adicionam ao desenho as hélices da engrenagem, conforme Figura 144 (b) e (c). Caso essas engrenagens estejam conjugadas, esse tipo de engrenagem será acoplado de várias maneiras em detrimento dos ângulos de hélices (b) para cada engrenagem. Em geral, o ângulo entre os eixos das engrenagens helicoidais precisa satisfazer à Equação 3 e à Figura 149 (VALE, 2006). ∑ = β1 ± β2 (3) Figura 144. Engrenagem cilíndrica de dentes helicoidais. Fonte: Vale (2006). Veja agora as características de uma engrenagem cilíndrica com dentes helicoidais: Figura 145. Engrenagem cilíndrica com dentes helicoidais. Fonte: SENAI-SP (2000). 92 UNIDADE III │ ELEMENTOS DE FIXAÇÃO, ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO E ESTUDOS DE SUPERFÍCIES Cremalheira A cremalheira possui dentes sobre uma superfície plana (Figura 146). Esses dentes não possuem perfil evolvental, e, sim, perfil reto. A cremalheira reta se acopla à engrenagem cilíndrica de dentes retos e a cremalheira “helicoidal” se acopla à engrenagem cilíndrica de dentes helicoidais (VALE, 2006). Figura 146. Engrenagem do tipo cremalheira reta. Fonte: Vale (2006). Engrenagem cônica reta A engrenagem cônica reta possui dentes sobre um tronco de cone (Figura 147), os quais são paralelos à reta geratriz do cone e podem ser acoplados a eixos com 75º, 90º (mais comum) e 120º (VALE, 2006). Figura 147. Engrenagem cônica reta. Fonte: Vale (2006). Sem-fim O sem-fim é um tipo de parafuso com rosca trapezoidal (Figura 148). As características do perfil do dente devem ser em função do ângulo de pressão e também do módulo da engrenagem. Para a análise do ângulo existente entre eixos, é semelhante ao que foi visto nos casos de engrenagem cilíndrica de dentes helicoidais. Isso possibilita que o parafuso ocupe posições semelhantes, eixos paralelos ou, ainda, eixos ortogonais (mais comum) e eixos reversos (VALE, 2006). 93 ELEMENTOS DE FIXAÇÃO, ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO E ESTUDOS DE SUPERFÍCIES │ UNIDADE III Figura 148. Engrenagem sem fim. Fonte: Vale (2006). Dentes Como já sabemos, em regra geral não é necessário representar os dentes de uma engrenagem, mas, em casos especiais, deve-se representar um ou dois dentes no desenho. Não se deve esquecer de que a linha necessita ser contínua e larga, conforme NBR 8403 (ver Figura 149). Se necessário, deve-se representar a direção e a forma dos dentes de uma engrenagem ou cremalheira em uma das vistas. Deve-se utilizar linha contínua estreita, de acordo com a norma NBR 8403 (ver Figura 149 e Tabela 13) (VALE, 2006). Figura 149. Representação em desenho técnico de dentes em uma engrenagem. Fonte: ABNT (1991). 94 UNIDADE III │ ELEMENTOS DE FIXAÇÃO, ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO E ESTUDOS DE SUPERFÍCIES Tabela 13. Símbolos para identificar a direção da engrenagem. Sistema de dentes Símbolo Helicoidal à direita Helicoidal à esquerda Dupla helicoidal (espinha de peixe) Espiral Fonte: ABNT (1991). Raiz do dente Não se deve representar a raiz do dente por regra geral, mas existem exceções, como em seções ou cortes. No entanto, se for preciso representá-la em uma vista, esta deverá ser representada com linha contínua estreita, conforme NBR 8403 (ver Figura 150). Desenhos de conjunto (pares de engrenagens) Vale (2006) diz que, para desenho de conjuntos de engrenagens, as regras específicas para a representação de engrenagens em desenhos dos componentes são as mesmas para desenhos de conjunto. Nenhuma das duas engrenagens em um engrenamento tem prioridade para encobrir parte da outra (ver Figura 150), com exceção de dois casos a seguir: » Caso uma das engrenagens encontre-se à frente da outra e, de fato, esconda a parte desta (ver Figura 150). » Caso ambas as engrenagens encontrem-se representadas em seção axial e uma das duas escolhidas ocasionalmente assuma a parte que está escondida da outra (ver Figura 151). 95 ELEMENTOS DE FIXAÇÃO, ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO E ESTUDOS DE SUPERFÍCIES │ UNIDADE III Figura 150. Representação de um conjunto de engrenagens. Fonte: ABNT (1991). Figura 151. Representação de um conjunto de engrenagens com ambas engrenagens em seção axial. Fonte: ABNT (1991). Polias As polias são peças em formato cilíndrico, que são movimentadas pela rotação de um determinado eixo de um o motor e pelas correias. Uma polia constitui-se de uma coroa ou face, em que esta se enrola à correia. A face é, então, ligada a um cubo de roda por meio de um disco ou uns braços (ABNT,1991). Figura 152. Representação aplicação de polias e correia. Fonte: ABNT (1991). 96 UNIDADE III │ ELEMENTOS DE FIXAÇÃO, ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO E ESTUDOS DE SUPERFÍCIES Tipos de polia De acordo com Almeida e Oliveira (2012), os tipos de polia são classificados de acordo com a forma da superfície que a correia está assentada. As polias podem ser planas ou trapezoidais. As polias planas têm dois formatos em sua superfície de contato; plana ou abaulada. A vantagem da polia plana é conservar melhor as correias, já a polia com superfície abaulada guia melhor as correias (Figura 153). Figura 153. Polia plana e abaulada. Fonte: Almeida e Oliveira (2012). A polia trapezoidal assim é nomeada pois a superfície na qual a correia se assenta tem a forma de trapézio (Figura 154). Essas polias devem possuir canaletes (ou canais) e são projetadas e fabricadas de acordo com o perfil padrão da correia que será utilizada. Verifique a seguir as canaletas em destaque de uma polia trapezoidal. Figura 154. Polia trapezoidal e dimensões dos canais da polia. Fonte: Almeida e Oliveira (2012). Verifica-se na Tabela 14 as dimensões dos canais da polia de acordo com as especificações do perfil da correia: 97 ELEMENTOS DE FIXAÇÃO, ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO E ESTUDOS DE SUPERFÍCIES │ UNIDADE III Tabela 14. Dimensões dos canais da polia. Perfil Ângulo do canal t s w y z H k x RDiâmetro externo (mm) Graus A de 75 a 170 34° 9.5 15 13 3 2 13 5 5 1 acima de 170 38° B de 130 a 240 34° 11.5 19 17 3 2 17 6.5 6.25 1 acima de 240 38° C de 200 a 350 34° 15.25 25.5 22.5 4 3 22 9.5 8.25 1.5 acima de 350 38° D de 300 a 450 36° 22 36.5 32 6 4.5 28 12.5 11 1.5 acima de 450 38° E de 485 a 630 36° 27.5 44.5 38.5 8 6 33 16 13 1.5 acima de 630 38° Fonte: Almeida e Oliveira (2012). As polias para correias planas e trapezoidais existem e, adicionalmente, também existem as polias para cabos de aço e correntes, polias (ou rodas) de atrito, polias para correias redondas e para correias dentadas (SENAI-SP, 2000). Acoplamentos Acoplamento é, em regra geral, um conjunto mecânico que é constituído por elementos de máquina, que emprega a transmissão de movimento de rotação entre duas árvores ou eixos-árvores, isto é, os acoplamentos são utilizados para transmitir movimento de rotação de uma árvore motora para uma árvore movida (Figura 155) (SENAI-SP, 2000). Figura 155. Representação de aplicação de um acoplamento. Acoplamento Motor Bomba Fonte: Almeida e Oliveira (2012). Classificação Os acoplamentos são: fixos, elásticos e móveis. 98 UNIDADE III │ ELEMENTOS DE FIXAÇÃO, ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO E ESTUDOS DE SUPERFÍCIES Acoplamentos fixos Os acoplamentos fixos são utilizados com o objetivo de unir árvores de modo que estas funcionam como se fossem uma única peça. Assim, alinham as árvores de forma precisa. Os acoplamentos, por motivos de segurança, devem serfabricados de forma que não tenham folgas ou saliência. Seguem abaixo alguns tipos de acoplamentos fixos (SENAI-SP, 2000): Acoplamento rígido com flanges parafusadas Esse tipo de acoplamento é usado para conectar árvores. É apropriado para a transmissão de grandes potências que se apresentam em baixa velocidade (Figura 156). Figura 156. Acoplamento rígido. Árvore Flange Fonte: Almeida e Oliveira (2012). Acoplamento com luva de compressão ou de aperto Segundo Almeida e Oliveira (2012), esse tipo de luva proporciona melhor manutenção de máquinas e equipamentos. Como vantagem, não interfere na posição das árvores e pode ser montado, desmontado e movido sem problemas de alinhamento (Figura 157). Figura 157. Acoplamento de luva de compressão. Fonte: Almeida e Oliveira (2012). Acoplamento de discos ou pratos Almeida e Oliveira (2012) também informam que acoplamentos de disco ou pratos têm sua aplicação na transmissão de elevadas potências e, em alguns casos especiais, 99 ELEMENTOS DE FIXAÇÃO, ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO E ESTUDOS DE SUPERFÍCIES │ UNIDADE III por exemplo, em árvores de turbinas. Esse tipo de acoplamento possui superfícies de contato que podem ser lisas ou dentadas. Acoplamento elástico de garras Nesse tipo de acoplamento, as garras, que são constituídas por tocos de borracha, encaixam-se nas aberturas do contradisco e transmitem o movimento de rotação (Figura 158). Figura 158. Acoplamento elástico de garras. Toco de borracha Contradisco Fonte: Almeida e Oliveira (2012). Acoplamento elástico de fita de aço Esse acoplamento possui dois cubos, os quais contêm flanges ranhuradas que estão montadas a uma grade elástica que liga os cubos (Figura 159). Esse conjunto encontra-se alojado em duas tampas que contêm uma junta de encosto e de retentor elástico no cubo. Deve-se adicionar graxa ao espaço total entre os cabos e as tampas. Esse acoplamento é flexível, mas as árvores devem estar bem alinhadas no momento da instalação para que não provoquem vibrações excessivas em serviço (ALMEIDA; OLIVEIRA, 2012). Figura 159. Acoplamento elástico de fita de aço. Fonte: Almeida e Oliveira (2012). 100 UNIDADE III │ ELEMENTOS DE FIXAÇÃO, ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO E ESTUDOS DE SUPERFÍCIES Mancal Mancal é uma parte da estrutura mecânica com o objetivo de suportar um eixo móvel ou fixo. Os mancais que sustentam eixos móveis possuem partes móveis que auxiliam esses eixos a realizar sua tarefa. O intuito é que essas partes móveis diminuam o atrito entre o mancal e eixo girante. Os mancais móveis dividem-se em duas classificações: mancais de deslizamento (com buchas) e mancais de rolamento (quando usa rolamento) (ALMEIDA; OLIVEIRA, 2012). Figura 160. Mancal de deslizamento e rolamento. Fonte: Almeida e Oliveira (2012). Classificação dos mancais Para o sentido das forças que suportam, os mancais podem ser classificados em: axiais, radiais e mistos. » Axiais: impedem o deslocamento em direção ao eixo, ou seja, absorvem os esforços na direção longitudinal (Figura 161). Figura 161. Mancais axiais. Fonte: Almeida e Oliveira (2012). » Radiais: evitam que haja deslocamento em direção ao raio, ou seja, absorvem esforços transversais (Figura 162). Figura 162. Mancais radiais. Fonte: Almeida e Oliveira (2012). 101 ELEMENTOS DE FIXAÇÃO, ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO E ESTUDOS DE SUPERFÍCIES │ UNIDADE III » Mistos: possuem, ao mesmo tempo, os efeitos dos mancais nas direções axiais e radiais (Figura 163). Figura 163. Mancais mistos. Fonte: Almeida e Oliveira (2012). 102 CAPÍTULO 3 Representação de superfícies Segundo Simões (2002), o desenho técnico, além de mostrar as formas e as dimensões das peças, precisa conter outras informações e a indicação dos estados das superfícies das peças. Algumas representações devem ser levadas em consideração quanto à superfície, quais sejam, o acabamento e a rugosidade. Acabamento É o grau de rugosidade que se observa na superfície da peça ao final da fabricação. As superfícies apresentam-se sob diversos aspectos, como bruto, desbastadas, alisadas e polidas (Figura 164) (SIMÕES, 2002). Superfície em bruto é aquela que não foi usinada, mas limpa com a eliminação de rebarbas e saliências. Já a superfície desbastada é aquela em que os sulcos deixados pela ferramenta são bem visíveis e percebe-se facilmente a rugosidade. Superfície alisada é a que possui sulcos com pouca visibilidade após o processo de fabricação. A rugosidade é de pouca percepção. Na superfície polida, os sulcos que foram deixados pela ferramenta são imperceptíveis, e a rugosidade é detectada apenas por meio de aparelhos. Os graus de acabamento das superfícies são representados por símbolos indicativos de rugosidade na superfície e são normatizados pela norma NBR 8404, da ABNT, a qual está baseada na norma ISO 1302. Esses graus de acabamento podem ser obtidos por vários processos de trabalho e são dependentes das modalidades de operações e das características dos materiais adotados. Rugosidade A evolução tecnológica obrigou que houvesse o aprimoramento das indicações dos graus de acabamento em superfícies. Rugosidades são, na verdade, erros microgeométricos observados nas superfícies das peças. 103 ELEMENTOS DE FIXAÇÃO, ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO E ESTUDOS DE SUPERFÍCIES │ UNIDADE III Figura 164. Tipos de superfícies. Rugosidade Orientação Linha média Fonte: Simões (2002). A norma ABNT NBR 8404 dispõe sobre a forma de indicação do estado de superfície em desenho técnico por meio de símbolos (UFAL, 2020). Alguns desses símbolos estão especificados nas tabelas abaixo, os quais apresentam indicações de rugosidades e indicações complementares, respectivamente. Tabela 15. Símbolo sem indicação de rugosidade. Símbolo Significado Símbolo básico. Só pode ser usado quando seu significado for complementado por uma indicação. Caracterização de uma superfície usinada sem maiores detalhes. Caracteriza uma superfície na qual a remoção de material não é permitida e indica que a superfície deve permanecer no estado resultante de um processo de fabricação anterior, mesmo que essa superfície tenha sido obtida por usinagem ou outro processo qualquer. Fonte: Simões (2002). Tabela 16. Símbolos com indicação da característica principal da rugosidade Ra. Símbolo Significado A remoção do material É facultativa É exigida Não é permitida Superfície com uma rugosidade de um valor máximo: Ra = 3,2µm Superfície com uma rugosidade de um valor: Máximo: Ra = 6,3µm Mínimo: Ra = 1,6µm Fonte: Simões (2002). 104 UNIDADE III │ ELEMENTOS DE FIXAÇÃO, ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO E ESTUDOS DE SUPERFÍCIES Esses símbolos podem ficar combinados entre si ou com os símbolos apropriados. Tabela 17. Símbolos com indicações complementares. Símbolo Significado Processo de fabricação: fresar. Comprimento de amostragem: 2,5 mm. Direção das estrias: perpendicular ao plano de projeção da vista. Sobremetal para usinagem: 2 mm. Indicação (entre parênteses) de um outro parâmetro de rugosidade diferente de Ra, por exemplo, Rt = 0,4µm. Fonte: Simões (2002). Símbolos para direção das estrias Caso haja necessidade de especificar a direção das estrias, ou seja, a direção predominante das irregularidades da superfície, deve ser utilizado um símbolo adicional ao símbolo do estado de superfície. A Tabela 18 caracteriza as direções das estrias e os símbolos correspondentes (SIMÕES, 2002): Tabela 18. Símbolos para direção das estrias. Símbolo Interpretação Paralela ao plano de projeção da vista sobre o qual o símbolo é aplicado. Perpendicular ao plano de projeção da vista sobre o qual o símbolo é aplicado. Cruzadas em duas direções oblíquas em relação ao plano de projeção da vista sobre o qual o símbolo é aplicado. Muitas direções. Aproximadamente centralem relação ao ponto médio da superfície ao qual o símbolo é referido. 105 ELEMENTOS DE FIXAÇÃO, ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO E ESTUDOS DE SUPERFÍCIES │ UNIDADE III Símbolo Interpretação Paralela ao plano de projeção da vista sobre o qual o símbolo é aplicado. Perpendicular ao plano de projeção da vista sobre o qual o símbolo é aplicado. Cruzadas em duas direções oblíquas em relação ao plano de projeção da vista sobre o qual o símbolo é aplicado. Muitas direções. Aproximadamente central em relação ao ponto médio da superfície ao qual o símbolo é referido. Fonte: Simões (2002). A ABNT adota o desvio médio aritmético (Ra) para determinar os valores da rugosidade, que são representados por classes de rugosidade N1 a N2. Em cada classe o valor máximo está em µm, como se observa na Tabela 19: Tabela 19. Característica da rugosidade Ra. Classe da rugosidade Desvio médio aritmético (Ra) N 12 50 N 11 25 N 10 12.5 N 9 6.3 N 8 3.2 N 7 1.6 N 6 0.8 N 5 0.4 N 4 0.2 N 3 0.1 N 2 0.05 N 1 0.025 Fonte: Simões (2002). 106 UNIDADE IV DESENHO DE CONJUNTOS MECÂNICOS CAPÍTULO 1 Leitura e interpretação de projetos e conjuntos mecânicos De acordo com Vale (2006), tal tipo de desenho, tanto em nível de esboço como em nível de desenho com instrumento ou, ainda, auxiliado por computador, tem o objetivo de apresentar a imagem de uma máquina ou dispositivo montado, o que possibilita a visualização de forma adequada à posição que tal máquina ocupa e as diversas peças que compõem o conjunto e o seu funcionamento. Em um desenho de um conjunto, não devem aparecer dimensões, exceto aquelas extremamente necessárias à montagem, como distância entre eixos, posição dos furos na base de uma máquina, uma tolerância geométrica. Já o posicionamento do desenho do conjunto na folha deve estar de acordo com a posição de funcionamento da máquina. Outro fator importante é que o desenho de conjunto possua vistas (inclusive com arestas ocultas), cortes e seções necessárias, independentemente da quantidade. O intuito é melhor interpretar e apresentar esse conjunto e permitir uma melhor visualização das peças existentes em seu interior. Não se deve esquecer de que todas as peças do desenho de conjunto necessitam ser enumeradas (peça 1, 2, 3, 4, 5,...). Caso o conjunto seja muito complexo (com muitas peças e diferentes áreas), este pode ser dividido em subconjuntos, por exemplo, em um automóvel: subconjunto da suspensão dianteira, subconjunto da parte de injeção, subconjunto da carroceria etc. Em seguida, após desenhar o subconjunto, enumere todas as peças desse subconjunto, por exemplo, os elementos do subconjunto A (A1, A2, A3, ...), do subconjunto B (B1, B2, B3, ...), e assim por diante. Utilize setas para enumerar as peças, conforme Figura 165. 107 DESENHO DE CONJUNTOS MECÂNICOS │ UNIDADE IV Figura 165. Numeração de elementos mecânicos nos desenhos: parafuso. Errado Correto Corte A-A Errado Correto Corte A-A Fonte: Vale (2006). Nesse tipo de desenho não é permitida a numeração de peças de forma oculta (invisíveis) ou semioculta. Então, é necessária a execução de cortes e/ou seções que possibilitem a visualização de forma completa para cada peça que o conjunto compõe. Apenas o desenho do conjunto deve ser representado em determinada folha. Não pode estar na mesma folha que o desenho de detalhes, de modo que é necessário que esse desenho esteja em outra folha. No desenho do conjunto, é necessário representar todas as peças compostas pela máquina. As padronizadas (parafusos, rolamentos, pino, contrapinos etc.) e também as não padronizadas (engrenagens, suportes, eixos, manivelas, fusos etc.). A legenda do desenho de conjunto apresentará o nome da máquina e a lista de peças. Constará nessa lista todas as peças do conjunto desenhado (Figuras 166 e 167). A seguir, o exemplo de um desenho em papel de um instrumento do conjunto. Figura 166. Exemplo de cotagem em desenho de conjunto: motor elétrico e um redutor. 108 UNIDADE IV │ DESENHO DE CONJUNTOS MECÂNICOS Fonte: Vale (2006). Figura 167. Numeração de elementos mecânicos nos desenhos: pino cilíndrico. Errado Errado Correto Fonte: Vale (2006). Desenho de detalhes – Recomendações As peças são desenhadas em separado, tanto para esboço como para o desenho com instrumento, pois representa todos os detalhes das peças, de maneira a permitir a sua fabricação (VALE, 2006). Esse desenho deve conter detalhes e apresentar vistas (inclusive arestas invisíveis), cotas, cortes, seções, indicações e notas. Outro fator importante é a posição na folha, além da sequência do desenho das peças no desenho de detalhes, que pode ser qualquer uma. Não tem nenhuma relação com a orientação da peça no desenho de conjunto nem com o seu funcionamento. Apenas peças que não são padronizadas necessitam ser representadas no desenho de detalhes. Uma peça padronizada só será representada no desenho de detalhes nas seguintes situações: 109 DESENHO DE CONJUNTOS MECÂNICOS │ UNIDADE IV » Caso haja necessidade de efetuar modificações na peça. Nesse caso, o desenho da peça padronizada terá todas as cotas e informações que possibilitem a realização dessa(s) modificação(ões). » Se a peça for usinada pelo usuário, deverá dispor de todas as normas a respeito do elemento. » Quando a peça padronizada é fixada por meio de solda (ou qualquer outra forma permanente de fixação) a uma outra peça de máquina qualquer. Caso o número da peça no desenho de detalhes necessite ser o mesmo que consta no desenho de conjunto, deve vir no interior de uma circunferência, próximo ao desenho da peça, Figura 168. Para cada peça representada no desenho de detalhes, essa peça pode ser desenhada em folha individual. Ademais, todas as peças podem ser desenhadas em uma única folha e cada peça pode ser representada numa escala específica diferente da outra. Nesse tipo de desenho não é permitida a cotagem de aresta ocultas (Figura 169). Deve- se realizar cortes e seções de maneira a tornar visíveis essas arestas. Esse desenho deverá apresentar legenda com o nome da máquina, que consta no desenho de conjunto, e a lista de peças. Constará na lista de peças apenas a denominação e as especificações das peças desenhadas na folha (Figura 169). Figura 168. Cotagem errada – Cotagem de aresta oculta. Fonte: Vale (2006). 110 UNIDADE IV │ DESENHO DE CONJUNTOS MECÂNICOS Figura 169. Cotagem correta – Realizada após o corte, com as arestas visíveis. Fonte: Vale (2006). Desenho de detalhes – Exemplo No desenho a seguir, a peça n° 6 (porca sextavada) é representada, mesmo sendo uma peça padronizada, para que haja possibilidade de indicar qual o tipo de solda ou preparação a ser aplicada ao elemento. Observe as cotas de forma da porca (abertura da chave, altura da porca, acabamento etc.). Interpretação da legenda Adiante, tem-se o conjunto do grampo fixo desenhado numa folha de papel normalizada. No desenho que é para execução, a legenda é de extrema importância, uma vez que fornece informações indispensáveis para a execução do conjunto. A legenda possui duas partes: o rótulo e a lista de peças. A disposição e o número de informações da legenda podem variar. Em geral, as empresas criam suas próprias legendas de acordo com suas necessidades, uma vez que a NBR 10 068/1987 normatiza apenas o comprimento da legenda (SENAI-SP, 2000). Para interpretar a legenda, é necessário apenas ler as informações contidas no rótulo e na lista de peças. Facilitando a leitura do rótulo e da lista de peças, de forma explicativa, tem-se a análise separada de cada item. As informações mais importantes do rótulo são: » Nome do conjunto mecânico: grampo fixo. » Tipo de desenho: conjunto (a indicação do tipo de desenho é sempre feita entre parênteses). 111 DESENHO DE CONJUNTOS MECÂNICOS │ UNIDADE IV » Escala do desenho: 1:1 (natural). » Símbolo indicativode diedro: 1o diedro. » Unidade de medida: milímetro. As outras informações que podem ser encontradas no rótulo do desenho de montagem são: » Número do desenho (correspondente ao lugar que deve ocupar no arquivo). » Nome da instituição responsável pelo desenho. » Assinaturas dos responsáveis pelo desenho. » Data da sua execução. Veja a seguir a lista de peças. Todas as informações da lista de peças são importantes: » A quantidade de peças que formam o conjunto. » A identificação numeral de cada peça. » A denominação de cada peça. » A quantidade de cada peça no conjunto. » Os materiais usados na fabricação das peças. » As dimensões dos materiais de cada peça. Acompanhe a interpretação da lista de peças do grampo fixo. O grampo fixo é composto de cinco peças, quais sejam, corpo, encosto móvel, parafuso, manípulo e cabeça. Para montagem do grampo fixo, são necessárias duas cabeças e uma unidade de cada uma das outras peças. Todas as peças são fabricadas com aço ABNT 1010-1020. Esse tipo de aço é padronizado pela ABNT. 112 CAPÍTULO 2 Desenho de conjuntos em perspectiva isométrica Perspectiva isométrica Desenho de conjunto se refere ao desenho da máquina, aos dispositivos ou à estrutura, assim como às suas partes montadas. Essas peças são representadas nas mesmas posições que ocupam no conjunto mecânico (Figura 170). O conjunto abaixo representa um grampo fixo e será utilizado para interpretar desenhos, montagens e a execução de conjunto mecânico (SENAI-SP, 2000). Figura 170. Representação de um conjunto de grampo fixo. Fonte: SENAI-SP (2000). O grampo fixo é uma ferramenta utilizada para fixar peças temporariamente. Essas peças serão fixadas no espaço “a” (conforme Figura 170). O espaço “a” pode ser reduzido ou ampliado, pois depende do movimento rotativo do manípulo (peça no 4), em que este aciona o parafuso (peça no 3) e o encosto móvel (peça no 2). Esse deslocamento do manípulo aumenta e diminui o espaço “a”, que é fixado ao diminuir o espaço. Quando aumenta, a peça é solta. O desenho de conjunto é representado, geralmente, em vistas ortográficas. Cada uma das peças que compõe o conjunto deve ser identificada por um numeral de forma visível, no sentido horário e ligada a cada peça por linhas de chamada. Essas linhas de chamada são representadas por uma linha contínua estreita. 113 DESENHO DE CONJUNTOS MECÂNICOS │ UNIDADE IV As peças são desenhadas da mesma maneira como devem ser montadas no conjunto, o que facilita a percepção de como elas se relacionam e possibilita a dedução do funcionamento de cada uma, bem como o tipo de montagem. O desenho de conjunto, para montagem, pode ser representado em perspectiva isométrica, como mostra a ilustração seguinte. Nessa perspectiva, tem-se a ideia de como o conjunto ficará montado. Outra maneira de representar o conjunto é por meio do desenho de perspectiva não montada. As peças são desenhadas de forma separada, mas permanece clara a relação que mantêm entre si (SENAI-SP, 2000). Figura 171. Representação do conjunto de um grampo fixo em perspectiva isométrica. Fonte: SENAI-SP (2000). Figura 172. Representação do conjunto de uma serra tico-tico em perspectiva isométrica. Fonte: SENAI-SP (2000). 114 CAPÍTULO 3 Desenho de conjuntos em perspectiva isométrica explodida Perspectiva explodida Esse tipo de perspectiva refere-se ao desenho que contém apenas informações ligadas à sequência de montagem e manutenção da máquina. É também utilizado em catálogos de peças da máquina, Figura 173. Geralmente, os desenhos em perspectiva são raramente usados para fornecer informações para a construção de peças. O uso da perspectiva é mais comum nas revistas e nos catálogos técnicos (SENAI-SP, 2000). É usada em catálogos de partes, montagem, manutenção e em outras instruções técnicas. Servem também para atender àqueles que não têm o domínio da leitura das vistas ortográficas normais. Figura 173. Perspectiva explodida. Fonte: SENAI-SP (2006). 115 Referências ALMEIDA, A. B. de; OLIVEIRA, C. E. S. Desenho Técnico Aplicado. 2012. Disponível em: https://pt.scribd.com/document/382466446/Apostila-de-Desenho-Vol-1-Fatec- pdf. Acesso em: 9 set. 2020. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. 8403: Folha de desenho – Apresentação de linhas em desenhos. Rio de Janeiro: Moderna, 1984. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. 8404: Folha de desenho – Indicação do estado de superfícies em desenhos técnicos. Rio de Janeiro: Moderna, 1984. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. 10068: Folha de desenho - Leiaute e dimensões. Rio de Janeiro: Moderna, 1987. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. 10126: Folha de desenho – Cotagem em desenho técnico. Rio de Janeiro: Moderna, 1987. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. 10582: Folha de desenho – Apresentação da folha para desenho técnico. Rio de Janeiro: Moderna, 1988. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. 11534: Folha de desenho – Representação de engrenagem em desenho técnico. Rio de Janeiro: Moderna, 1991. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. 8402: Folha de desenho – Execução de caracter para escrita em desenho técnico. Rio de Janeiro: Moderna, 1999. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. 13142: Folha de desenho – Dobramento de cópia, 1999. BARBOSA, J. P. Desenho Técnico Mecânico. São Mateus: Ifes, 2013. BARETA, D. R.; WEBBER, J. Apostila Teórica de Desenho Técnico I: revisão 2. Revisão 2. 2009. Disponível em: http://paginapessoal.utfpr.edu.br/luizpepplow/ desenho-eletrico/apresentacoes-das-aulas/desenho-auxiliado-por-instrumentos/ cotagem.pdf/at_download/file. Acesso em: 29 ago. 2020. CATAPAN, M. F. Apostila de Desenho Técnico. Curitiba: UFPR, 2016. Disponível em: http://www.exatas.ufpr.br/portal/degraf_marcio/wp-content/uploads/sites/ 13/2014/09/Apostila-Desenho-T%C3%A9cnico-II-Parte-Eng-Eletrica.pdf. Acesso em: 23 ago. 2020. 116 REFERÊNCIAS CEDAC. Leitura e Interpretação de Desenho Técnico Mecânico: Módulo II. Disponível em: https://docplayer.com.br/14261977-Leitura-e-interpretacao-de- desenho-tecnico-mecanico.html. Acesso em: 2 set. 2020. SILVA, J. B. Desenho Técnico – Projeções Ortográficas. Natal: UFRN. Disponível em: http://proedu.rnp.br/bitstream/handle/123456789/725/desenho_tecnico_10. pdf?sequence=4&isAllowed=y. Acesso em: 27 ago. 2020. SILVEIRA, J. Desenho Técnico – Projeções. IFSC. Disponível em: http:// docente.ifsc.edu.br/julio.silveira/MaterialDidatico/Desenho%20t%C3%A9cnico%20 I/T%C3%B3pico%20III%20-%20Proje%C3%A7%C3%B5es%20ortogonais/ Proje%C3%A7%C3%B5es.pdf. Acesso em: 27 ago. 2020. BARISON, M. B. Perspectiva em Geometria Descritiva, UEL, 2007. Disponível em: http://www.mat.uel.br/geometrica/php/pdf/gd_pdf/gd_perspectivas_t.pdf. Acesso em: 27 ago. 2020. SENAI-ES. Leitura e Interpretação de Desenho Técnico Mecânico. Vitória: SENAI-ES,1996. SENAI-SP. Elementos de Máquinas 1: módulos especiais - telecurso 2000. São Paulo: Departamento Regional de São Paulo, 2000. MORAIS, J S. Desenho Técnico Básico 3. Porto: Porto Editora. 22ª edição. 2002. SILVEIRA, J. Projeções Ortogonais. Disponível em: http://docente.ifsc.edu.br/ julio.silveira/MaterialDidatico/Desenho%20t%C3%A9cnico%20I/T%C3%B3pico%20 III%20-%20Proje%C3%A7%C3%B5es%20ortogonais/Proje%C3%A7%C3%B5es.pdf. Acesso em: 26 ago. 2020. UFAL. Universidade Federal de Alagoas. Desenho Técnico: apostilas - engenharia de controle_part3. Disponível em: https://www.docsity.com/pt/desenho-tecnico- apostilas-engenharia-de-controle-part3/340911/. Acesso em: 10 set. 2020. VALE, F. A. M. do. Desenho de Máquinas. 2006. Disponível em: file:///C:/Users/ Dell/Downloads/Apostila_de_Desenho_de_Maquinas.pdf. Acesso em: 7 set. 2020. VIEIRA, A. F. C. SEM 0564 - DESENHO TÉCNICO MECÂNICO I: aula 2 projeção: tipos, vistas e diedros. Aula 02 – Projeção: tipos, vistas e diedros. 2018. Disponível em: https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/4239046/mod_resource/content/0/ Aula%202_DTM1.pdf. Acesso em: 26 ago. 2020.estudos! 10 Objetivos » Entender o desenvolvimento do desenho técnico ao longo dos anos e a importância da normalização. » Compreender os conceitos que envolvem o desenvolvimento de um desenho técnico mecânico. » Avaliar qual a melhor representação do desenho técnico mecânico, o porquê utilizar determinadas vistas e projeções e qual maneira deve ser utilizada. » Estudar o processo de desenho técnico, segundo as normas dos principais elementos de fixação. » Entender o desenho técnico de um conjunto mecânico. 11 UNIDADE IDESENHO E NORMALIZAÇÃO CAPÍTULO 1 Normalização geral Introdução No desenho técnico são utilizadas simplificações na representação as quais proporcionam melhor clareza e rapidez para a interpretação do desenho. Para tal, foram estabelecidas normas de uso internacional, chamadas de normas técnicas, que tornaram do desenho técnico em uma linguagem universal, a qual pode ser lida por qualquer técnico e em qualquer país (SIMOES MORAIS, 2002). O desenho mecânico, na realidade, é uma linguagem técnica, e baseia-se na necessidade de regras e normas. Por isso, com o objetivo de transformar o desenho técnico em uma linguagem gráfica, foi necessária a padronização dos procedimentos de representação gráfica. Esta demonstra determinada peça e possibilita que todos intervenham na sua fabricação, mesmo que em tempos e países diferentes. O intuito é interpretar e produzir peças tecnicamente iguais, conforme observa-se na Figura 1 (CATAPAN, 2016). Por isso, com o objetivo de transformar o desenho técnico em uma linguagem gráfica, foi necessária a padronização dos procedimentos de representação gráfica. Esta é feita por normas técnicas seguidas e respeitadas internacionalmente. No Brasil, as normas são administradas pela Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) (BARBOSA, 2013). Figura 1. Desenho técnico mecânico. Fonte: SENAI-ES (1996). 12 UNIDADE I │ DESENHO E NORMALIZAÇÃO Normas para desenho técnico Entidades normalizadoras A seguir, temos uma lista das principais entidades de normalização, segundo Catapan (2016): » ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas. » ASME – Sociedade Americana de Engenharia Mecânica (American Society of Mechanical Engeering). » ASTM - Sociedade Americana para Testes e Materiais (American Society for Testing and Materials). » BS – Normas Britânicas (British Standards). » DIN – Instituto Alemão para Normalização (Deutsches Institut für Normung). » ISO – Organização Internacional para Normalização (International Organization for Standardization). » JIS – Normas da Indústria Japonesa (Japan Industry Standards). » SAE – Sociedade de Engenharia Automotiva (Society of Automotive Engeering). Principais normas da ABNT Ainda segundo Catapan (2016), os procedimentos devem ser guiados mediante o exercício dos desenhos técnicos. Estes aparecem em normas gerais que tratam da indicação, da distribuição dos desenhos e das maneiras de representação gráfica, as quais estão todas baseadas na ABNT. São elas: » NBR 10067 – Princípios gerais de representação em desenho técnico. A NBR 10067 (ABNT, 1995) fixa a forma de representação aplicada em desenho técnico. Normaliza o método de projeção ortográfica, que pode ser no 1o diedro ou no 3o diedro, a denominação das vistas, a escolha das vistas, as vistas especiais, os cortes e as seções e generalidades. » NBR 10068 – Folha de desenho layout e dimensões: objetiva padronizar as dimensões das folhas na execução de desenhos técnicos e definir seu layout com suas respectivas margens e legenda. 13 DESENHO E NORMALIZAÇÃO │ UNIDADE I » NBR 10582 – Apresentação da folha para desenho técnico: normaliza a distribuição do espaço da folha de desenho, definindo a área para texto, o espaço para desenho etc. » NBR 13142 – Desenho técnico: dobramento de cópias. Fixa a forma de dobramento de todos os formatos de folhas de desenho para facilitar a fixação em pastas. » NBR 8402 – Execução de caracteres para escrita em desenhos técnicos. » NBR 8403 – Aplicação de linhas em desenhos: tipos de linhas e larguras das linhas. » NBR 8196 – Desenho técnico: emprego de escalas. » NBR 12298 – Representação de área de corte por meio de hachuras em desenho técnico. » NBR10126 – Cotagem em desenho técnico. » NBR 8404 – Indicação do estado de superfície em desenhos técnicos NBR 6158: sistema de tolerâncias e ajustes. » NBR 8993 – Representação convencional de partes roscadas em desenho técnico. » NBR 6402 – Execução de desenhos técnicos de máquinas e estruturas metálicas. 14 CAPÍTULO 2 Equipamento para desenho Formato do papel A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) regulariza, na NBR 10068, o uso dos papéis a serem utilizados em desenho técnico. Esses papéis deverão corresponder a um dos formatos da série A, conforme norma. Todos os formatos dessa série advêm do formato A0, que possui as dimensões de 841 x 1189 mm e uma área igual a 1m², conforme Figura 2. Com isso, ao dividir a folha A0 ao meio, o maior lado produzirá um novo formato, que será o formato abaixo. Essa relação que existe entre o lado de um quadrado e a sua diagonal é o formato guardado entre si, conforme Equação 1 e Figura 2. 1 2 x y = (1) Figura 2. Relação entre as dimensões da folha formato A0 e a Equação 1. Fonte: ABNT (1987). A seguir, na Figura 3, está a representação das dimensões do formato A e, na Tabela 1, os seus valores. Na Figura 3 também estão representadas as dimensões do formato A0 e as dimensões posteriores de acordo com a dobradura da folha A0, e as dimensões são relacionadas conforme a equação 1. 15 DESENHO E NORMALIZAÇÃO │ UNIDADE I Figura 3. Dimensões dos formatos e semelhanças geométricas dos formatos da série A. Fonte: ABNT (1987). Tabela 1. Dimensões dos formatos da série A – Unidade em mm. Formato Dimensões Margem esquerda Margem direita A largura referente à linha do quadrado, conforme NBR 8403 A0 880 x 1230 25 10 1,4 A1 625 x 880 25 10 1,0 A2 450 x 625 25 7 0,7 A3 330 x 450 25 7 0,5 A4 240 x 330 25 5 0,5 A5 165 x 240 25 5 0,5 A6 120 x 165 25 5 0,5 Fonte: Barbosa (2013) e ABNT (1987). Margens As margens são as limitações dadas pelo contorno externo da folha e do quadro. Esse quadro delimita o espaço disponível para o desenho e a legenda. Além disso, as margens esquerda e direita, assim como as larguras das linhas, devem ter as dimensões apresentadas na Tabela 1. A margem esquerda serve para que a folha seja perfurada e utilizada no arquivamento (ABNT, 1987). Legendas Sobre a legenda, esta deve estar dentro do quadro no qual será inserido o desenho. Esse quadro conterá a identificação do desenho (número de registro, título, origem etc.) e sua posição deve estar no canto inferior direito, tanto para os casos em que as folhas estejam posicionadas horizontalmente como para as que estiverem posicionadas verticalmente (Figura 4). A norma destaca que, para manter a uniformidade da folha de 16 UNIDADE I │ DESENHO E NORMALIZAÇÃO desenho, o número de registro do desenho pode estar repetido em determinado lugar de evidência, conforme a necessidade (ABNT, 1987). Figura 4. Detalhamento das margens e da legenda. Espaço para desenho Espaço para desenho Espaço para texto Legenda Legenda Fonte: ABNT (1987). Conforme Norma 10068, a legenda precisa ter 178 mm de comprimento para os formatos A4, A3 e A2, e 175 mm para os formatos A1 e A0. Também deve ser utilizada para acrescentar informações importantes, indicações e identificações do desenho e do projetista. É crucial que a legenda seja traçada. As informações contidas na legenda são as seguintes (ABNT, 1988): » designação da firma; projetista, desenhista ou outro responsável pelo conteúdo do desenho; » local, data e assinatura; » nome e localização do projeto; conteúdo do desenho; » escala (conforme NBR 8196); » número do desenho; designação da revisão; indicação do método de projeção (conforme NBR10067); e » unidade utilizada no desenho, de acordo com a norma NBR 10126. Dobramento de cópias O formato da folha ao final do dobramento de desenhos nos formatos A0, A1, A2 e A3 deverá sempre ter o formato A4. Deve-se lembrar de, posteriormente, dobrá-la e deixar a legenda visível (NBR 10582). Esse dobramento precisa começar no lado direito. Dobra-se verticalmente, conforme as medidas descritas nas Figuras 5 e 6. Caso as cópias de desenho em formato A0, A1 e A2 necessitem ser perfuradas para arquivamento, podem ser dobradas para trás, com o canto superior esquerdo. Observe as Figuras 5 e 6 (ABNT,1999). 17 DESENHO E NORMALIZAÇÃO │ UNIDADE I Figura 5. Dobramento de cópia para formatos A0 e A1. Fonte: ABNT (1999). Figura 6. Dobramento de cópia para formatos A2 e A3. Fonte: ABNT (1999). Escala Para realizar o desenho da forma mais realista possível, e quando razoável, deve- se procurar fazer o desenho nas medidas reais da peça, o que transmite uma ideia melhor de sua grandeza. Para algumas peças demasiadamente pequenas, precisa- se fazer ampliações que possibilitem a representação detalhada de acordo com a norma. Para casos em que a peça seja grande em seu tamanho, o desenho deverá ter formatos menores, com a possibilidade de sua execução ocorrer dentro dos formatos padronizados. A Norma NBR 8196 OUT / 1983 estabelece que a designação completa de uma escala deve equivaler à palavra “ESCALA”. Em seguida, deve-se ter indicações dessa relação, por exemplo: Escala natural: 1:1; Escala de redução: 1:2, 1:5 etc.; Escala de ampliação: 2:1, 5:1 etc. (CATAPAN, 2016). 18 CAPÍTULO 3 Elementos do desenho técnico Traços e linhas no desenho técnico » Linha: reta ou curva, regular ou irregular, é o elemento geométrico formado por um traço cujo comprimento é maior do que metade da espessura. Pode conter traços (contínuos, curtos ou longos) e/ou pontos. » Ponto: é o traço de comprimento não superior à metade de sua espessura. » Plano: pode-se ter noção do que é um plano ao observar uma parede. Pode-se imaginar esse plano como o formato de um conjunto de retas dispostas consecutivamente em uma mesma direção ou, ainda, com o resultado do deslocamento de uma determinada reta em uma mesma direção. Sendo assim, o plano é ilimitado; não possui nem começo nem fim. Largura das linhas A largura das linhas deverá corresponder ao escalonamento 2 , assim como aos formatos de folhas papel para desenhos técnicos. Isso permite que, tanto na redução como na reampliação por microfilmagem (projeção), para que o formato do papel dentro desse escalonamento de 2 , obtenham-se igualmente larguras de linhas originais, com a condição de que tal procedimento seja realizado com canetas técnicas e instrumentos normalizados. As larguras das linhas necessitam ser escolhidas, acordando-se com o tipo, a dimensão, a escala e a densidade de linhas no desenho. Deve-se seguir o seguinte escalonamento: 0,13; 0,18; 0,25; 0,35; 0,50; 0,70; 1,00; 1,40 e 2,00 mm (esses valores estão dimensionados de forma que deve ser igual a relação dos lados homólogos dos formatos das folhas A0, A1 etc.). De maneira geral, as linhas utilizadas no desenho técnico são divididas em grosa, média e fina. Uma é a metade da espessura da outra (ABNT,1984). Tabela 2. Especificações de algumas das linhas empregadas no desenho técnico. Linha Denominação Aplicação geral Grossa Contínua larga Contornos visíveis e arestas visíveis Média Traço e ponto estreita Linhas de centro 19 DESENHO E NORMALIZAÇÃO │ UNIDADE I Linha Denominação Aplicação geral Média Tracejada estreita Arestas e contornos não visíveis Contínua estreita a mão livre Limitando vistas ou cortes parciais ou interrompidas Fina Contínua estreita Linha de chamada Contínua estreita Hachuras Traço e ponto estreita Eixos de simetria, linhas de centro e linhas básicas Fonte: Barbosa (2013). Exemplos de linhas » São empregadas em arestas e contornos visíveis e têm sua espessura grossa e de traço contínuo (Figura 7). Figura 7. Exemplo de linha para arestas e contornos visíveis. Fonte: Barbosa (2003). » São utilizadas para arestas de contornos não visíveis e são de espessura média e tracejada (Figura 8a). Figura 8a. Exemplo de linha para arestas e contornos não visíveis. Fonte: Barbosa (2003). » São usadas para demonstrar linhas de centro e de eixo de simetria. Possuem espessura fina e formadas por traços e pontos (Figura 8b). Figura 8b. Exemplo de linha de simetria. Fonte: Barbosa (2003). 20 UNIDADE I │ DESENHO E NORMALIZAÇÃO » As linhas de corte são de espessura fina, formadas por traços e pontos. Servem para indicar cortes e seções (Figura 9). Figura 9. Exemplo de linha de corte. Fonte: Barbosa (2003). » Linhas para hachuras são de espessura fina, traço contínuo ou tracejas e, em geral, são inclinadas a 45º. Demostram as partes cortadas de determinada peça (veja a Figura 9 da linha de corte). Já as linhas de cota são de espessura fina, traço contínuo e limitadas por setas nas extremidades (Figura 10). Figura 10. Exemplo de cota. Fonte: Barbosa (2003). » As linhas de chamada ou extensão possuem espessura fina e traço contínuo. Não podem tocar o contorno do desenho e prolongam-se para além da última linha de cota que limitam (Figura 11). Figura 11. Exemplo de linha de chamada. Fonte: Barbosa (2003). » As linhas denominadas de rupturas são de espessura média, traço contínuo e sinuoso e têm como função indicar pequenas rupturas ou, ainda, cortes parciais (Figura 12). Figura 12. Exemplo de linha de ruptura. Fonte: Barbosa (2003). 21 DESENHO E NORMALIZAÇÃO │ UNIDADE I » Linhas para representações simplificadas são de espessura média, traço contínuo e são utilizadas para indicar o fundo de filetes de roscas ou, ainda, de dentes de engrenagens (Figura 13). Figura 13. Exemplo de linha para representação. Fonte: Barbosa (2003). Escritas nos desenhos técnicos Generalidades As letras e os algoritmos inscritos nos desenhos técnicos e documentos associados devem permitir fácil leitura e interpretação, além de correta reprodução. Caligrafia técnica Conforme a ABNT (1994), as exigências básicas para o uso de caligrafia técnica em desenhos técnicos são: legibilidade; uniformidade e compatibilidade para a microfilmagem e os demais processos de reprodução. Para a microfilmagem e outros processos de reprodução, é necessário que a distância entre caracteres (a) corresponda, no mínimo, a duas vezes a largura da linha (d), conforme Figura 14 e Tabela 3. Mas, para o caso de larguras e para linhas dissemelhantes, a distância necessita satisfazer à da linha mais larga (d). Outro fator importante a ser considerado é que os caracteres necessitam ser escritos de maneira que as linhas sempre se transpassem ou se toquem perpendicularmente. Além disso, a altura h deve possuir razão 2 condizente à razão dos formatos de papel para determinado desenho técnico. Quanto à altura h das letras maiúsculas, estas devem ser tomadas como modelo para o dimensionamento. Tanto as alturas h como as c não podem ser menores do que 2,5 mm (Figura 14). Na aplicação paralela de letras maiúsculas e minúsculas, essa altura h não pode ser menor do que 3,5 mm. 22 UNIDADE I │ DESENHO E NORMALIZAÇÃO Figura 14. Características da forma de escrita e caligrafia. Fonte: ABNT (1994). Tabela 3. Proporções e dimensões de símbolos gráficos. Características Relação Dimensões (mm) Altura das letras maiúsculas h (10/10) h 2,5 3,5 5 7 10 14 20 Altura das letras minúsculas c (7/10) h 2,5 3,5 5 7 10 14 Distância mínima entre caracteres a (2/10) h 0,5 0,7 1 1,4 2 2,8 4 Distância mínima entre linhas de base b (14/10) h 3,5 5 7 10 14 20 28 Distância mínima entre palavras e (6/10) h 1,5 2,1 3 4,2 6 8,4 12 Largura da linha d (1/10) h 0,25 0,35 0,5 0,7 1 1,4 2 Fonte: ABNT (1994). Exemplos de escritas Figura 15. Formas de escrita. Fonte: ABNT (1994). 23 UNIDADE II PROJEÇÕES E CONTAGENS EM DESENHO TÉCNICO CAPÍTULO1 Projeção e vistas Introdução Para compreender claramente o conceito de vista em desenho técnico, precisa-se informar com rapidez sobre três tópicos: o objeto, o observador e o plano de projeção, (Figura 16). O objeto é o que que será reproduzido através de sua projeção no plano. O observador é a pessoa que vê e desenha o objeto representado no plano. Já o plano de projeção é o plano no qual o objeto será projetado, para o caso de um desenho técnico. Pode ser tanto em uma folha de papel como em uma tela de computador (CATAPAN, 2016). Figura 16. Conceito de projeção. Observador Objeto Plano de Projeção Fonte: Vieira (2018). Existem três tipos de vistas: a superior, a lateral e a frontal (Figura 17). Estas são uma das vistas principais, que são projeções do tipo ortogonais de determinado objeto sobre seis planos paralelos de projeções de forma dois a dois ou são, então, as projeções ortogonais de um determinado objeto sobre as seis faces de um cubo envolvente. Utilizam-se projeções para expressar o formato de um desenho 3D (três dimensões) 24 UNIDADE II │ PROJEÇÕES E CONTAGENS EM DESENHO TÉCNICO em uma folha de papel (2D – duas dimensões) e a projeção de um objeto no plano; essa projeção do objeto é então chamada de vista (SILVA, 2020). Figura 17. Tipos de vistas. Fonte: Catapan (2016). Sistemas de projeções Esse sistema é determinado por três elementos a serem estudados: o plano de projeções ou anteparo; o centro de projeção e o raio de projeção. O centro de projeções tem a possibilidade de ser determinado ou até inexistente. Também pode ser chamado de próprio ou impróprio, respectivamente. Sendo o centro de projeções do tipo próprio, então a concentração dos raios de projeções serão concorrentes no centro de projeções e passarão por um único ponto no centro de projeção. Se o centro de projeções é impróprio, então todos esses raios de projeções serão apresentados de formas paralelas com uma direção fixa chamada de direção de projeções. Considere agora determinado objeto (F) no espaço, chamado então de figura objetiva, denominando-se projeção de (F) sobre um plano de projeções (α). A figura F então é projetada e contida em (α), de modo que são obtidas pelas interseções, em (α ), dos raios de projeções que se cruzam do centro de projeções C e que passam pelos pontos de (F). Tais informações conseguem ser observadas na Figura 18 (SILVEIRA, 2020): Figura 18. Sistema de projeções. Centro de projeção Raio de projeção Raio de projeção Fonte: Silveira (2020). 25 PROJEÇÕES E CONTAGENS EM DESENHO TÉCNICO │ UNIDADE II Projeção cônica Projeção cônica é obtida quando o centro de projeção é o próprio (O), estando a uma distância finita do plano de projeção, como se pode ver na Figura 19. Com isso, os raios de projeções dos pontos de determinadas curvas no espaço, como uma circunferência, formam um cone de vértice em (O). Tal sistema é assim denominado em razão desse fato. Figura 19. Projeção cônica. Fonte: Silveira (2020). Projeções cilíndricas Para o tipo de sistema de projeções cilíndricas, o centro de projeções é então impróprio, ou seja, o centro de projeção tende a uma distância infinita do plano de projeções. Com isso, os raios de projeções necessitam ser paralelos a uma direção (d) determinada e, assim, esses raios de projeções dos pontos de determinadas curvas no espaço, como uma circunferência, formam um cilindro. Com isso, justifica-se a nomenclatura dada ao sistema. Se a direção (d) dada é perpendicular ao plano (α) de projeções, tem-se o sistema de projeções cilíndricas ortogonais, conforme Figura 20: Figura 20. Projeção cilíndrica e cilíndrica ortogonal. Fonte: Silveira (2020). 26 CAPÍTULO 2 Cotagem nominal Segundo Bareta e Webber (2009), o sistema de cotas consegue colocar no desenho as cotas relativas às dimensões da peça. Ao interpretar o desenho, deve-se ter sempre em mente que é impossível para o profissional medir e reproduzir as dimensões com exatidão, com exceção do caso em que o desenho indique todas as dimensões e ainda os dados auxiliares, como, por exemplo, o tipo do material que deve ser utilizado, o tratamento térmico ou, ainda, o acabamento superficial. Esse sistema de cotas é baseado na norma NBR 10126, e este capítulo demonstrará situações comuns na indústria mecânica e em suas soluções de forma mais adequada. A Figura 21 ilustra os componentes básicos da representação da cotagem em determinado desenho técnico mecânico. Figura 21. Exemplo básico de cotagem. Seta Linha de chamada Linha de chamada Cota Linha de chamada Fonte: Bareta e Webber (2009). Na aplicação dessa Norma NBR 10126, é necessário ainda consultar: » NBR 8402 - Execução de caracteres para escrita em desenhos. » NBR 8403 - Aplicação de linhas em desenhos: tipos de linhas, larguras das linhas. » NBR 10067 - Princípios gerais de representação em desenho técnico: vistas e cortes. O sistema de cotas facilita a interpretação do desenho. É necessário que o desenhista padronize a representação desses elementos, conforme Figura 22 a seguir, e seus detalhes devem ser de extremo cuidado ao projetista (BARETA; WEBBER, 2009). 27 PROJEÇÕES E CONTAGENS EM DESENHO TÉCNICO │ UNIDADE II Figura 22. Detalhes da cotagem. Fonte: Bareta e Webber (2009). Linhas de cota As linhas de cota devem ser utilizadas para elementos retos, em que essas retas possuem espessura fina, traço contínuo e delimitadas por setas em seus extremos. As linhas de extensão possuem espessura fina, traço contínuo, não devem tocar o contorno do desenho da peça e também devem prolongar-se um pouco após a última linha de cota que englobam (SENAI-ES, 1996). Para fazê-las, deve-se seguir as instruções abaixo: » Traçar as linhas de cotas e de chamada mais finas do que as linhas referentes às arestas de contorno visível ou invisível da peça. O objetivo é obter um bom contraste, como ilustrado na Figura 23: Figura 23. Espessura das linhas de cota. Fonte: Bareta e Webber (2009). 28 UNIDADE II │ PROJEÇÕES E CONTAGENS EM DESENHO TÉCNICO » Traçar as linhas de cota de forma paralela à linha do objeto ou ao comprimento a ser cotado. » Não se esquecer de desenhar uma seta em ambas as extremidades. » A linha de cota não deve coincidir com a linha de centro ou com o prolongamento dessa linha de centro. » A linha de cota não deve ser interrompida, apenas se aceita para o caso de fornecer um espaço quando necessário para a inserção do número referente ao valor da dimensão dessa peça mecânica a ser cotada. Isso só deve ocorrer caso o padrão usado na cotagem seja o adotado na Figura 24. Esse estilo de cotagem deve ser evitado, pois é mais trabalhoso e, caso seja usado, deve-se tomar o cuidado para não misturá-lo a outros padrões (BARETA; WEBBER, 2009). Figura 24. Espessura das linhas de cota. Fonte: Bareta e Webber (2009). Linhas de chamada Bareta e Webber (2009) explicam que as linhas de chamada também são conhecidas como linhas de demarcação. São as prolongações do objeto e mostram os limites de uma dimensão. Existem algumas regras que devem ser observadas: » As linhas de chamada devem ser traçadas com a mesma espessura que as linhas de cotas. » As linhas de chamada devem ser perpendiculares à linha de cota que está sendo colocada na peça. Deve-se deixar um pequeno intervalo entre a linha referente à aresta da peça assim como à linha de chamada de 1 a 2 mm, como se observa detalhadamente na Figura 25: 29 PROJEÇÕES E CONTAGENS EM DESENHO TÉCNICO │ UNIDADE II Figura 25. Espaçamento entre aresta e linha de chamada. Fonte: Bareta e Webber (2009). » A linha de chamada deve ser prolongada de 1 a 2 mm após a linha de cota, conforme exemplo abaixo: Figura 26. Comprimento da linha de chamada. Fonte: Bareta e Webber (2009). » As linhas de chamada não devem se cruzar, exceto quando é extremamente indispensável. Caso necessário, esse cruzamento pode ocorrer sem interrupções, como se observano exemplo da Figura 27: 30 UNIDADE II │ PROJEÇÕES E CONTAGENS EM DESENHO TÉCNICO Figura 27. Cruzamento entre linhas de chamada. Fonte: Bareta e Webber (2009). » A linha de chamada também não deve ser interrompida quando cruza com uma linha de um objeto (Figura 28). Figura 28. Cruzamento de linha de chamada com aresta. Fonte: Bareta e Webber (2009). » Para casos especiais, como em curvas do tipo planas, quando não existe espaço adequado para as linhas de chamada de forma perpendiculares, estas são inseridas com um ângulo (Figura 29). São também paralelas à aresta que estão dimensionando. Figura 29. Linhas de chamada inclinadas. Fonte: Bareta e Webber (2009). 31 PROJEÇÕES E CONTAGENS EM DESENHO TÉCNICO │ UNIDADE II Linhas de referência ou linhas auxiliares Bareta e Webber (2009) citam que a linha de referência é a linha que se estende de determinada parte indicada do desenho, através de uma seta, até uma instrução referente àquele detalhe de um desenho da peça. São traçadas com base nas regras abaixo estabelecidas: » As linhas de referência devem ser traçadas com a mesma espessura das linhas de cota. » As linhas de referência devem ser traçadas e formar um ângulo. Ainda caso seja necessário, deve-se traçar um pequeno segmento horizontalmente na extremidade da linha de referência (Figura 30). Figura 30. Exemplo de linha de referência. Fonte: Bareta e Webber (2009). » Caso as linhas de referência indiquem determinada linha (aresta) da peça, devem ser terminadas com uma seta, conforme ilustrado na Figura 31. » Caso as linhas de referência indiquem uma área (superfície), sua extremidade deve ser um ponto, conforme ilustrado nos destaques 2 e 3 abaixo: Figura 31. Extremidades das linhas de referência. Fonte: Bareta e Webber (2009). 32 UNIDADE II │ PROJEÇÕES E CONTAGENS EM DESENHO TÉCNICO » As linhas de referência devem ser construídas de forma que não façam um ângulo menor que 30° com a aresta a qual indicam. » Uma linha de referência, quando se refere a um círculo ou arco, deve ser traçada de forma que a seta toque o círculo, ou arco, mas não toque o centro. E caso seja traçado o prolongamento, este deve passar pelo centro do círculo. » Para o caso de existirem dois círculos concêntricos, assim como acontece com o traçado de um furo roscado ou rebaixado e/ou cônico, a linha de referência deve indicar o primeiro círculo encontrado (Figura 32). Figura 32. Cotagem de dois círculos concêntricos. Fonte: Bareta e Webber (2009). » Caso a mesma cota se aplique a um grupo de elementos, a linha de referência necessita indicar apenas um elemento do grupo (Figura 33). Figura 33. Cotagem a um grupo de elementos. Fonte: Bareta e Webber (2009). » Alguns detalhes devem ser excluídos: linhas de referência longas; linhas de referência nas posições horizontal e vertical; linhas de referência paralelas às linhas de cota adjacentes. Setas Deve-se fazer uma seta em cada extremidade da linha de cota e ainda em uma das extremidades da linha de referência. Essas setas devem ser desenhadas conforme as seguintes regras: 33 PROJEÇÕES E CONTAGENS EM DESENHO TÉCNICO │ UNIDADE II » A seta deverá ser, ao menos, três vezes mais longa que larga (Figura 34). Figura 34. Tamanho da seta. Fonte: Bareta e Webber (2009). » As setas devem ter aproximadamente 3 mm de comprimento, no entanto esse tamanho pode variar com o tamanho de folha usada; isso para a maior parte dos desenhos. » A seta, para o desenho técnico mecânico, pode ser traçada aberta ou compacta seguindo a técnica utilizada na indústria (Figura 35). Figura 35. Estilos de seta. Fonte: Bareta e Webber (2009). » A seta deve possuir simetria para o seu comprimento e deve coincidir harmoniosamente com a linha de cota (Figura 36). Figura 36. Linha de cota com extremidades iguais. Fonte: Bareta e Webber (2009). Símbolos O exemplo mostrado na figura a seguir (Figura 37) ilustra a simplificação muito utilizada no execução do desenho técnico, em que é comum a utilização de símbolos gráficos padronizados para reduzir as vistas ortogonais e facilitar o entendimento. No primeiro momento, são necessárias apenas duas vistas para o entendimento da peça e, ao lado, por meio de recursos de símbolos, o desenho pode ser realizado em somente uma vista, em que se detalha a profundidade do furo. 34 UNIDADE II │ PROJEÇÕES E CONTAGENS EM DESENHO TÉCNICO Figura 37. Exemplo de símbolos utilizados na cotagem. Fonte: Bareta e Webber (2009). A Figura 38 demonstra alguns símbolos-padrão utilizados na cotagem. Como exemplos, verificam-se furos rebaixados, com escareamento ou com rosca. São geralmente especificados de forma padronizada por símbolos ou até mesmo abreviaturas, como descrito nas Figura 38 e 39. Figura 38. Símbolos-padrão. Profundidade Rebaixo Escareamento Inclinação Quadrado Comprimento de arco Vezes Raio Diâmetro Referência Fonte: Bareta e Webber (2009). Figura 39. Cotagem de furos utilizando símbolos e cotagem de furos equidistantes por símbolos. 35 PROJEÇÕES E CONTAGENS EM DESENHO TÉCNICO │ UNIDADE II Fonte: Bareta e Webber (2009). Sistema de colocação de cotas De acordo com Bareta e Webber (2009), a cotagem deve fornecer todos os elementos disponíveis para o dimensionamento de uma peça e ter, portanto, dois aspectos: o do dimensionamento da grandeza para cada peça sólida e o da localização de cada peça em relação às outras. Entende que se deve referir alguns elementos de determinada peça a outras. Alguns elementos de referência são utilizados para a cotagem com mais frequência, como: » Eixos, centros e pontos de concorrência de eixos. » Superfícies usinadas externamente ou, ainda, de extremidade. » Apoios ou superfícies de não extremidade. Em resumo, são dois os sistemas de cotagem: a cotagem em série e a cotagem em paralelo. Dessas cotagens derivam ainda a cotagem combinada e a cotagem em coordenada. Cotagem em série Nesse tipo de cotagem, as cotas são colocadas uma após a outra e, então, indicam as distâncias entre elementos contínuos. Usa-se esse sistema de cotagem quando a distância entre os elementos contínuos é de importância predominante. No desenho, faz-se necessário representar a cota por meio da totalização da distância da peça entre parênteses, pois assim fica entendido que essa cota não é necessária para o entendimento da peça (BARETA; WEBBER, 2009). 36 UNIDADE II │ PROJEÇÕES E CONTAGENS EM DESENHO TÉCNICO Figura 40. Cotagem em série de furos. Fonte: Bareta e Webber (2009). Cotagem em paralelo e cotagem progressiva Para esse tipo de cotagem, as cotas que possuem a mesma direção têm uma única origem de sua referência. Então, isso evita o acúmulo de erros construtivos, em que se verifica para o caso precedente. Essa cotagem é extremamente útil nos casos em que ou o trabalho ou o controle dos custos sejam realizados com máquinas por coordenadas ou, ainda, por exemplo, com máquinas ou instrumentos que possuam afastamento progressivo partindo de uma dada referência. No exemplo da Figura 41, a referência é constituída por uma superfície plana (BARETA; WEBBER, 2009). Figura 41. Cotagem em paralelo com referência em uma superfície. Fonte: Bareta e Webber (2009). Quando se utiliza apenas uma linha de medida, como mostra a Figura 42, a cotagem paralela assume a denominação de cotagem progressiva, uma vez que esta fica de forma simplificada. Para tal caso, as cotas devem ser escritas acima das linhas de referência, respectivamente, e de forma perpendicular à única linha de cota. A cota origem “0” é demarcada e corresponde à intersecção da linha de cota com a linha de referência da parte da peça que foi escolhida com base no sistema de cotagem. 37 PROJEÇÕES E CONTAGENS EM DESENHO TÉCNICO │ UNIDADE II Para a cota origem “0”, utiliza-se, exclusivamente um ponto. Para o caso das flechas, estas devem ser distribuídas no lado em quehá o afastamento da origem. E caso não haja espaço adequado para desenhar as flechas, estas podem ser substituídas por dois pontos (um para cada extremo) (BARETA; WEBBER, 2009). Figura 42. Cotagem progressiva com uma linha de medida. Fonte: Bareta e Webber (2009). Cotagem combinada Para esse caso de cotagem, e por exigências de funcionalidade, de execução ou de controle, pode-se ter com frequência casos em que somente um elemento de referência é insuficiente. No exemplo da Figura 43, tem-se um caso particular de cotagem combinada no qual são usados, concomitantemente, os sistemas de cotagem em paralelo e em série. Para este, são empregados como referência os extremos ou as saliências (superfícies planas “a” e “b”). O sistema de cotagem combinada condiz com todas as exigências construtivas de quando nenhum dos dois sistemas for suficiente (BARETA; WEBBER, 2009). Figura 43. Cotagem combinada. Fonte: Bareta e Webber (2009). Cotagem em coordenada Para facilitar, e em alguns casos particulares (Figura 44), é possível substituir a cotagem por uma tabela que indica, para cada furo convenientemente determinado por números progressivos, o valor das duas coordenadas “X” e “Y” cartesianas e o diâmetro do furo. 38 UNIDADE II │ PROJEÇÕES E CONTAGENS EM DESENHO TÉCNICO Figura 44. Cotagem em coordenada. Fonte: Bareta e Webber (2009). 39 CAPÍTULO 3 Representação ortográfica Espaço ortográfico A representação para objetos tridimensionais por meio de desenhos bidimensionais, quando são utilizadas projeções ortogonais, foi criada por Gaspar Monge, no século XVIII. Esse sistema é denominado geometria descritiva; importante campo da geometria de representação por projeções em que se estuda essa forma de representação de objetos. As vistas e suas posições no plano do desenho (papel) são dadas de acordo com tal sistema de projeção adotado na geometria descritiva. Segundo Gaspard Monge, o espaço é dividido em 4 (quatro) partes, as quais se chamam diedros devido à intercessão de dois planos perpendiculares que serão os planos de projeção. Estes são denominados de planos horizontal e vertical e o espaço deve ser visto pelo observador, como considerado na Figura 45. Esse sistema projetivo considera o objeto a ser projetado em qualquer diedro, no entanto, para o desenho técnico, são considerados apenas o 1o ou o 3o diedro. O 1o diedro é usado no Brasil e adotado originalmente na Alemanha, já o 3o diedro é considerado como padrão pelos ingleses e americanos (SILVEIRA, 2020). Figura 45. Representação das projeções de um objeto no 1o e 3o diedros. Fonte: Silveira (2016). A Figura 46 indica que o desenho técnico está representado no 1o diedro. Esse símbolo deve aparecer no canto inferior direito (dentro da legenda) da folha de papel dos desenhos técnicos. 40 UNIDADE II │ PROJEÇÕES E CONTAGENS EM DESENHO TÉCNICO Figura 46. Representação de desenho técnico no 1o diedro. Fonte: Silveira (2016). Caso o desenho técnico esteja representado no 3o diedro, deve-se observar este outro símbolo, como na Figura 47: Figura 47. Representação de desenho técnico no 3o diedro. Fonte: Silveira (2016). Para o desenho técnico, pode-se representar até mesmo 6 vistas principais (ortogonais) de determinado objeto, no entanto a NBR 10067 recomenda que seja representado o menor número de vistas possível, em que comumente sejam adotadas apenas 3 (três) vistas principais (SILVEIRA, 2020). Obtendo projeções de objetos no primeiro diedro Segundo Silveira (2020), para captar as projeções em 1o diedro de um objeto, é necessário posicioná-lo na região compreendida pelo 1o diedro, sem esquecer de considerar uma vista lateral (Figura 48). Como o objeto vai estar entre o plano e o observador, tem-se sequência direita de projeção. Figura 48. Projeção em 1o diedro – Sequência direita. Fonte: Silveira (2016). A vista frontal (VF) está descrevendo a face que vai representar melhor o objeto e deve ser projetada no plano vertical que está atrás do objeto. As demais vistas serão dadas com base na escolha da vista frontal. No exemplo a seguir, tem-se a vista superior (VS) 41 PROJEÇÕES E CONTAGENS EM DESENHO TÉCNICO │ UNIDADE II projetada no plano horizontal, que se encontra abaixo do objeto, e a vista lateral direita (VLD) projetada no plano lateral esquerdo, sendo este mantido em todas as sequências diretas de projeção. Como se sabe, o desenho técnico é realizado em uma folha de papel. Então, é necessário que todas as vistas estejam sob o mesmo plano, segundo a NBR 10067, a qual orienta que a planificação deverá ser feita em consideração aos conceitos da geometria descritiva de Gaspard Monge. Segue a maneira que ocorre: os planos de projeção a mais serão rebatidos sobre o plano de projeções. Nesse caso, o vertical “abrindo para trás os planos”. Observa-se que o plano horizontal é projetado ao ser girado para baixo e faz com que a vista superior nele contida fique abaixo da vista frontal. O plano lateral esquerdo, então, é girado para a esquerda, de modo que a vista lateral direita fique à esquerda da vista frontal, conforme Figura 49: Figura 49. Projeção em 1o diedro – Sequência direita. Fonte: Silveira (2016). Exemplo de projeções de objetos no primeiro diedro Para o caso da exemplificação de projeções de objetos no primeiro diedro, deve-se considerar a peça da Figura 50 e também 3 planos ortogonais para obter 3 vistas conforme descrito anteriormente. Antes de planificar as vistas projetadas, é aconselhável que, primeiramente, escolha-se qual a mais adequada para ser a vista frontal; a vista que melhor represente o objeto. Figura 50. Exemplo 1 de escolha de vista frontal do 1o diedro. 42 UNIDADE II │ PROJEÇÕES E CONTAGENS EM DESENHO TÉCNICO Fonte: Silveira (2016). Para a Figura 51, conforme se vê, foi escolhida como vista frontal a que está indicada por meio da seta. Sabendo-se que a vista frontal necessita ser projetada no plano vertical de projeções, tem-se que os planos vertical, horizontal e lateral são, então, os que estão indicados por PV, PH e PL, respectivamente. Com isso, tem-se as três vistas nas posições indicadas. Figura 51. Exemplo 1 de escolha de vista frontal do 1o diedro. PL PV PH Fonte: Silveira (2016). Para a Figura 52, foi adotada como vista frontal uma vista diferente daquela da Figura 50, conforme observa-se na seta que indica a vista frontal escolhida. Procedendo à planificação, obtém-se as três vistas nas posições indicadas. Figura 52. Exemplo 2 de escolha de vista frontal do 1o diedro. PL PV PH Fonte: Silveira (2016). 43 PROJEÇÕES E CONTAGENS EM DESENHO TÉCNICO │ UNIDADE II Obtendo projeções de objetos no terceiro diedro Ainda segundo Silveira (2020), obter projeções em 3o diedro de um objeto segue um raciocínio parecido com o do 1o diedro, em que a diferença inicial é de que o objeto deve ser posicionado na região do 3o diedro, conforme descrito na Figura 53. Para esse caso, o plano deve estar entre o objeto e o observador, em que será gerada uma sequência indireta de projeção. Figura 53. Projeção em 3o diedro – Sequência indireta. Fonte: Silveira (2016). Já para a representação em 3o diedro, a face que deve representar de forma mais adequada o objeto deverá ser projetada no plano vertical no qual está em frente ao objeto e será nomeada de vista frontal (VF). Os demais nomes serão dados a partir da escolha da frontal. Na Figura 54, temos a vista superior (VS) projetada no plano horizontal que se encontra acima do objeto e da vista lateral direita (VLD) projetada no plano lateral direito. Assim como ocorre para o caso de projeções no 1o diedro, esses planos de projeção serão também rebatidos no plano vertical de projeções, porém, para esse caso, estão se “abrindo os planos para frente”. Observa-se que o plano horizontal girará para cima e fará com que a vista superior inserida nele fique acima da vista frontal e, então, o plano lateral direito fique para direita.Isso faz com que a vista lateral direita esteja à direita da vista frontal, conforme Figura 54. Figura 54. Planificação do 3o diedro. S F LD Fonte: Silveira (2016). 44 UNIDADE II │ PROJEÇÕES E CONTAGENS EM DESENHO TÉCNICO Exemplo de projeções de objetos no primeiro diedro Observando a Figura 53 e a Figura 54, entende-se que, no que se refere à frontal no 1o diedro, as vistas que ficam posicionadas de maneira oposta a seus nomes (direita na esquerda e superior na de baixo), e, para o caso do 3o diedro, as posições coincidem com os nomes dados às vistas (superior em cima, direita à direita). Seguindo o mesmo exemplo (Figura 55), observe que no 3o diedro, ainda que utilizemos o sistema indireto de projeções, as vistas não se diferenciam para o sistema direto. Assim, as 3 vistas da peça da Figura 52 são as mesmas para o 3o diedro e somente mudam as posições das outras em relação à vista frontal. Isso se dá porque a planificação ocorre como se vê nas figuras abaixo. Figura 55. Exemplo 1 de escolha de vista frontal do 3o diedro. PH PV PL Fonte: Silveira (2016). Para a Figura 56, foi escolhida como vista frontal a mesma da Figura 52. Como também se consideram 3o diedros os planos vertical, horizontal e lateral, estes ficam conforme estão destacados por PV, PH e PL, respectivamente. Comparando-se as posições das vistas com a Figura 52, do 1o diedro, para a Figura 54, foi adotada como vista frontal a mesma da Figura 52. Como se considera o 3o diedro, também serão os planos vertical, horizontal e lateral, os quais ficam como indicado por PV, PH e PL, respectivamente. Figura 56. Exemplo 2 de escolha de vista frontal do 3o diedro. PV PL PH Fonte: Silveira (2016). 45 PROJEÇÕES E CONTAGENS EM DESENHO TÉCNICO │ UNIDADE II Representação axonométrica ortogonal Representação axanométrica De acordo com Barison (2007), axonometria tem a seguinte origem: axonometria = axon (eixo) + metreo (medida). Essa projeção é a do tipo cilíndrica, em que as figuras são referenciadas em um sistema ortogonal de três eixos que formam um triedro. A representação axonométrica, também conhecida como perspectiva paralela e axonometria, nada mais é do que uma projeção cilíndrica ortogonal em um plano oblíquo em relação às três dimensões do corpo a ser representado. A aplicação mais utilizada da axonometria é para a perspectiva de instalações hidráulicas e para a representação de peças, em que o problema de medidas é crucial. As perspectivas do tipo axonométricas podem ser classificadas em: » Axonometria oblíqua (perspectivas: militar e cavaleira). » Axonometria ortogonal (perspectivas: isométrica, dimétrica e anisométrica) (Figura 57). Figura 57. Representação dos tipos de axonometria. Oblíqua Ortogonal Fonte: Barison (2007). Perspectiva axonométrica isométrica Para esse tipo de perspectiva, percebendo no plano cartesiano os eixos x, y e z, tem-se a inclinação semelhante no que se refere ao plano vertical. As projeções dos eixos formam entre si ângulos de 120°. Obtém-se a perspectiva isométrica quando se apoia um cubo no plano horizontal de projeção e, com uma face lateral, forma-se 45° com o plano vertical. Então, após, gira-se o cubo de 35°16’ em torno de um eixo paralelo à linha, de forma que uma de suas diagonais estejam paralelas ao plano vertical. Na prática, para desenhá-la, basta escolher uma única escala para os três eixos. Veja na Figura 58 (BARISON, 2007): 46 UNIDADE II │ PROJEÇÕES E CONTAGENS EM DESENHO TÉCNICO Figura 58. Representação da perspectiva isométrica e suas projeções. Fonte: Barison (2007). Perspectiva axonométrica dimétrica Nessa perspectiva, analisa-se um cubo e obtém-se a dimetria no plano vertical se este for apoiado no plano horizontal de projeção com uma das faces lateral e formar 20° com o então plano vertical. Girando-se então o cubo em torno de um eixo que esteja paralelo à linha de terra, de forma que sua base forme 20° em relação ao plano horizontal de projeção, a projeção vertical será a perspectiva dimétrica. Na prática, a perspectiva dimétrica constrói-se da mesma maneira que a perspectiva isométrica, com ressalva à mudança de ângulo e à escala para um dos eixos. Para essa perspectiva, a face da frente conservará a largura e a face de fuga (eixo x) será reduzida a 2/3, conforme Figura 59 (BARISON, 2007): Figura 59. Representação da perspectiva dimétrica e suas projeções. Fonte: Barison (2007). 47 PROJEÇÕES E CONTAGENS EM DESENHO TÉCNICO │ UNIDADE II Axonometria oblíqua Perspectiva axonométrica cavaleira A perspectiva cavaleira é também conhecida como axonometria oblíqua em razão de ser uma projeção que presume que o observador esteja no infinito e, consequentemente, utilize os raios paralelos e oblíquos ao plano projetado. Caso a inclinação dos raios projetantes seja de 45°, os coeficientes de redução serão 1:1:1, conforme Figura 60. Na prática, a face da frente se conserva em forma e dimensões e a face de fuga (eixo x) é a única face que será reduzida (Figura 60) (BARISON, 2007). Figura 60. Representação da perspectiva cavaleira e suas projeções. Fonte: Barison (2007). Figura 61. Relação das dimensões na perspectiva cavaleira. Fonte: Barison (2007). Perspectiva axonométrica militar A perspectiva do tipo militar também é conhecida como perspectiva aérea ou, ainda, voo de pássaro. Na Figura 62, os raios projetantes estão inclinados a 45°. Essa perspectiva tem, na prática, eixos x e y que formam entre si um ângulo reto. Para construir esse 48 UNIDADE II │ PROJEÇÕES E CONTAGENS EM DESENHO TÉCNICO tipo de perspectiva, é necessário diminuir as medidas do eixo z (eixo das alturas) em 2/3. Todos os segmentos que pertencem ao plano dos eixos x e y são representados em verdadeira grandeza e os coeficientes de redução dessa perspectiva militar são, respectivamente, x, y e z, sendo 1:1:2/3 (Figura 63) (BARISON, 2007). Figura 62. Representação da perspectiva militar e suas projeções. Fonte: Barison (2007). Figura 63. Relação das dimensões na perspectiva militar. Fonte: Barison (2007). 49 UNIDADE III ELEMENTOS DE FIXAÇÃO, ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO E ESTUDOS DE SUPERFÍCIES CAPÍTULO 1 Representação de roscas, parafusos, porcas e arruelas Roscas Roscas são peças com formato cilíndrico em que estão cavadas ranhuras, em formato de hélice, com perfil triangular. Geralmente, são utilizadas em ligações desmontáveis de duas ou mais peças em que também são utilizadas peças roscadas, pois estas asseguram confiabilidade ao sistema mecânico e possibilitam montagens e desmontagens fáceis. O parafuso que move a mandíbula móvel da morsa é um exemplo de movimento de peças, conforme Figura 64 (SIMÕES, 2002): Figura 64. Detalhes de uma rosca e aplicação desta em porca e parafuso. Mandíbula móvel Mandíbula fixa Parafuso Fonte: SENAI-SP (2000). 50 UNIDADE III │ ELEMENTOS DE FIXAÇÃO, ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO E ESTUDOS DE SUPERFÍCIES Outra definição, desta vez de forma mais técnica para caracterizar uma rosca, é a de um conjunto de reentrâncias e saliências que possui um perfil constante, com formato helicoidal, que se desenvolve externa ou internamente ao redor de uma superfície cilíndrica ou cônica. Essas saliências são chamadas de filetes, já as reentrâncias são chamadas de vãos, conforme Figura 65 a seguir. Além disso, essa figura também mostra que o parafuso (externamente) e a porca (rosca internamente) contêm roscas. Quando roscamos um parafuso em uma porca, os filetes da rosca e dos parafusos se encaixam nos vãos da rosca da porca e vice-versa (SIMÕES, 2002). Figura 65. Detalhes de uma rosca e aplicação desta em porca e parafuso. Filete Vão Entrada do Parafuso Porca Rosca Externa Rosca interna P ParafusoFonte: CEDAC (2020). Características das roscas De acordo com Senai-SP (2000), as principais características das roscas são: entrada, avanço e passo. » Entrada: é o ponto em que se inicia a rosca. Uma informação importante que as roscas podem ter uma ou mais entradas. Estas são usadas quando é necessário um avanço mais rápido do parafuso na porca ou vice-versa (Figura 66). » Avanço (A): é a distância que o parafuso ou a porca caminham em relação ao seu eixo ao concluir uma rotação. » Passo (P): é a distância entre dois dos filetes próximos. » Rotação (R): é uma volta completa do parafuso ou da porca em relação ao seu eixo. Quando o avanço é igual ao passo, a porca é denominada de uma entrada. 51 ELEMENTOS DE FIXAÇÃO, ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO E ESTUDOS DE SUPERFÍCIES │ UNIDADE III Figura 66. Detalhes de roscas com uma, duas e três entradas, respectivamente. Fonte: CEDAC (2020). Sentido e direção das roscas Simões (2002) também informa que, dependendo do sentido dos filetes em relação ao eixo do parafuso, as roscas podem ser classificadas da seguinte forma, de acordo com o sentido: à direita ou à esquerda. » Rosca à direita: é a rosca na qual o parafuso ou a porca avançam e giram para a direita (no sentido dos ponteiros do relógio), conforme Figura 67. » Rosca à esquerda: é a rosca na qual o parafuso ou a porca avançam e giram para a esquerda (no sentido contrário ao dos ponteiros do relógio), conforme Figura 67. Figura 67. Representação de roscas no sentido da direita e da esquerda, respectivamente. Fonte: SENAI-SP (2000). 52 UNIDADE III │ ELEMENTOS DE FIXAÇÃO, ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO E ESTUDOS DE SUPERFÍCIES Nomenclatura de roscas A sua aplicação independe de que as roscas tenham os mesmos elementos. Variam apenas os formatos e as dimensões, conforme representado na Figura 68 (SENAI-SP, 2000): Figura 68. Representação dos elementos de uma rosca. 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 a = ângulo do filete h1 = altura do filete da porca f = fundo do filete h = altura do filete do parafuso Fonte: SENAI-SP (2000). Roscas triangulares As roscas do tipo triangulares são classificadas conforme o seu perfil, e são de três tipos: » Rosca métrica. » Rosca whitworth. » Rosca americana. Rosca ISO normal e rosca métrica ISO fina NBR 9527 A rosca métrica do tipo ISO normal e rosca métrica do tipo ISO fina NBR 9527 podem ser observadas na Figura 69. O perfil básico de uma rosca métrica é de um triângulo equilátero e o ângulo formado internamente entre os passes formados é de 60° (SIMÕES, 2002). A rosca métrica fina, em um determinado comprimento, tem maior número de filetes do que a rosca normal. Com isso, permite melhor fixação e evita afrouxamentos, para o caso de vibração de máquinas. Exemplo de aplicação: em veículos (SENAI-SP, 2000). 53 ELEMENTOS DE FIXAÇÃO, ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO E ESTUDOS DE SUPERFÍCIES │ UNIDADE III Figura 69. Representações de rosca ISO normal e rosca métrica ISO fina NBR 9527. Fonte: SENAI-SP (2000). » Ângulo do perfil da rosca: a = 60º. » Diâmetro menor do parafuso (Ø do núcleo): d1 = d - 1,2268P. » Diâmetro efetivo do parafuso (Ø médio): d2 = D2 = d - 0,6495P. » Folga entre a raiz do filete da porca e a crista do filete do parafuso: f = 0,045P. » Diâmetro maior da porca: D = d + 2f. » Diâmetro menor da porca (furo): D1 = d - 1,0825P. » Diâmetro efetivo da porca (Ø médio): D2 = d2. » Altura do filete do parafuso he = 0,61343P. » Raio de arredondamento da raiz do filete do parafuso: rre = 0,14434P. » Raio de arredondamento da raiz do filete da porca: rri = 0,063P. Rosca whitworth normal – BSW e rosca whitworth fina – BSF A rosca whitworth foi criada em 1841 pelo inglês Joseph Whitworth. Essa rosca inglesa tem as seguintes características: o perfil básico tem um triângulo isóceles e ângulo de 55° entre os flancos adjacentes, além de cristas e fundos arredondados e dimensões no sistema inglês (em polegadas), conforme Figura 70 (SIMÕES, 2002): 54 UNIDADE III │ ELEMENTOS DE FIXAÇÃO, ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO E ESTUDOS DE SUPERFÍCIES Figura 70. Representação de rosca whitworth normal - BSW e rosca whitworth fina - BSF. Fonte: SENAI-SP (2000). Fórmulas: a = 55º P = 1" . n de fios hi = he = 0,6403P rri = rre = 0,1373P d = D d1 = d - 2he D2= d2 = d - he A fórmula utilizada para confecção das roscas do tipo whitworth normal e whitworth fina é a mesma. Variam apenas o número de filetes por polegada. Utilizando as mesmas fórmulas anteriores, serão obtidos os valores para cada elemento da rosca (SENAI-SP, 2000). Dimensionamento de roscas A Tabela 4 mostra os tipos mais comuns de roscas, simbologias, perfis e como devem ser indicados em desenho técnico e leitura. Tabela 4. Tipos mais comuns de roscas, perfis e aplicações. Roscas Símb. Perfil Indicação Leitura Whitworth normal * Rosca whitworth normal com ∅ 1” (é dispensável o uso do símbolo W). Whitworth fina W Rosca whitworth fina com ∅ 1” e 10 filetes por 1” linear de avanço. Whitworth para cano RC Rosca whitworth para cano com furo de ∅ 1”. 55 ELEMENTOS DE FIXAÇÃO, ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO E ESTUDOS DE SUPERFÍCIES │ UNIDADE III Roscas Símb. Perfil Indicação Leitura Métrica M Rosca métrica normal com ∅ 16. Métrica fina M Rosca métrica fina com ∅ 60 e passo 4. SAE para automóveis SAE Rosca SAE com ∅ 1”. American National Coarse NC Rosca NC com ∅ 2”. American National Fine NF Rosca NF com 1”. Trapezoidal Tr Rosca trapezoidal com ∅ 48 e passo 8. Quadrada Quad. Rosca quadrada com ∅ 30 e passo 6. Fonte: SENAI-SP (2000). Representação normal de roscas Figura 71. Representação de rosca triangular. Fonte: SENAI-SP (2000). Figura 72. Representação de rosca quadrada. Fonte: SENAI-SP (2000). Figura 73. Representação de rosca trapezoidal. Fonte: SENAI-SP (2000). 56 UNIDADE III │ ELEMENTOS DE FIXAÇÃO, ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO E ESTUDOS DE SUPERFÍCIES Representação convencional de tipos de rosca Figura 74. Representação de roscas em desenho técnico. Fonte: SENAI-SP (2000). Figura 75. Representação de furos roscados em desenho técnico. Fonte: SENAI-SP (2000). Figura 76. Representação simplificada de uma rosca externa e interna, respectivamente. Contínua fina Contínua grossa Contínua grossa Contínua fina Fonte: CEDAC (2020). 57 ELEMENTOS DE FIXAÇÃO, ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO E ESTUDOS DE SUPERFÍCIES │ UNIDADE III Representação de união por parafusos e porcas Figura 77. Representação de rosca com união por parafuso e porca. Fonte: SENAI-SP (2000). Representação de união por parafusos e porcas Figura 78. Representação de rosca com união por parafuso. Fonte: SENAI-SP (2000). Parafusos Parafusos são elementos usados para fixação e união não permanente de peças, ou seja, as peças podem ser montadas e desmontadas com facilidade. São apenas necessários o aperto ou desaperto dos parafusos que mantêm as fixações unidas. Os parafusos se diferenciam pela forma da rosca, da cabeça, da haste e do tipo de acionamento (Figura 79). Geralmente, o parafuso possui duas partes: cabeça e corpo (Figura 80) (SENAI-SP, 2000). Figura 79. Diferenciações de um parafuso. Haste Rosca Cabeça Tipo de acionamento Fonte: SENAI-SP (2000). 58 UNIDADE III │ ELEMENTOS DE FIXAÇÃO, ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO E ESTUDOS DE SUPERFÍCIES Figura 80. Partes de um parafuso. Cabeça Corpo Fonte: SENAI-SP (2000). O corpo do parafuso pode ter o formato cilíndrico ou cônico, sendo totalmente roscado ou parcialmente roscado. A cabeça do parafuso pode ter vários formatos, no entanto há parafusos sem a cabeça. Na Figura81, temos parafusos dos tipos cilíndrico, cônico e prisioneiro, respectivamente (SENAI-SP, 2000). Figura 81. Tipos de parafuso. Fonte: SENAI-SP (2000). As diferenças citadas anteriormente são determinadas pela aplicação dos parafusos, o que permite classificá-los em quatro grupos: parafusos passantes, parafusos não passantes, parafusos de pressão e parafusos prisioneiros (SENAI-SP, 2000). Parafusos passantes Esses parafusos são os que atravessam de um lado a outro as peças a serem unidas. Passam livremente nos furos, conforme Figura 82. Dependendo do serviço, esses parafusos utilizam porcas, arruelas e contraporcas como acessórios. Esses parafusos podem ser com cabeça ou sem cabeça (SENAI-SP, 2000). Figura 82. Representação de parafusos passantes. Porca Arruela Contraporca Fonte: SENAI-SP (2000). Parafusos não passantes São parafusos que não utilizam porcas, como se vê na Figura 83. O papel de porca é desempenhado pelo furo roscado, feito numa das peças a ser unida (SENAI-SP, 2000). 59 ELEMENTOS DE FIXAÇÃO, ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO E ESTUDOS DE SUPERFÍCIES │ UNIDADE III Figura 83. Representação de parafusos não passantes. Fonte: SENAI-SP (2000). Parafusos de pressão Esses parafusos são fixados por meio de pressão. A pressão é exercida pelas pontas dos parafusos contra a peça a ser fixada. Os parafusos de pressão podem ou não apresentar cabeça, conforme demonstrado na Figura 84 (SENAI-SP, 2000): Figura 84. Representação de parafusos de pressão. Fonte: SENAI-SP (2000). Parafusos prisioneiros Esses parafusos não possuem cabeça e têm rosca em ambas as extremidades. São recomendados em determinadas situações em que se exijam montagens e desmontagens intermitentes, haja vista que o uso de outros tipos de parafusos acabam prejudicando a rosca dos furos. As roscas que os parafusos prisioneiros possuem têm a possibilidade de ter passos diferentes ou, ainda, sentidos opostos, ou seja, uma rosca no sentido horário e a outra no sentido anti-horário. Para fixar o prisioneiro no furo da máquina, utiliza-se uma ferramenta especial e, caso não se tenha essa ferramenta, deve-se improvisar um apoio com o uso de duas porcas travadas em cada extremidade do prisioneiro. Depois da fixação do prisioneiro por uma outra extremidade, as porcas são retiradas. A segunda peça é, então, apertada sob uma 60 UNIDADE III │ ELEMENTOS DE FIXAÇÃO, ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO E ESTUDOS DE SUPERFÍCIES porca e arruela e aplicada à extremidade livre do prisioneiro. O parafuso prisioneiro permanecerá no lugar até quando as peças forem desmontadas (SENAI-SP, 2000). Figura 85. Representação de parafusos de pressão. Fonte: SENAI-SP (2000). Formato de cabeça de parafusos Segue Tabela 5 com a síntese de características da cabeça, do corpo, das pontas e com indicação dos dispositivos de atarraxamento de um parafuso. Tabela 5. Características das formas de cabeça de um parafuso. Formas de cabeça Formato de corpo Pontas Dispositivo de atarraxamento Sextavada Com parede roscada de tamanho igual ao da não roscada Cônica Sextavado Quadrada Com parede roscada de tamanho maior ao da não roscada Arredondada Quadrado Redonda Plana com chanfro Sextavado interno Abaulada Plana Fenda 61 ELEMENTOS DE FIXAÇÃO, ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO E ESTUDOS DE SUPERFÍCIES │ UNIDADE III Formas de cabeça Formato de corpo Pontas Dispositivo de atarraxamento Cilíndrica Fenda cruzada Escareada Borboleta Escareada abaulada Recartilhada Fonte: SENAI-SP (2000). Formato do parafuso Segue adicionalmente a Tabela 6 com a ilustração dos tipos de parafusos em sua forma completa. Tabela 6. Representação de parafusos. Representação lateral Representação frontal Representação lateral Sextavado ]Parafuso sextavado com rosca total Sextavado com porca Parafuso com autoatarraxante de cabeça sextavada Parafuso de cabeça cilíndrica com sextavado interno Parafuso de cabeça quadrada 62 UNIDADE III │ ELEMENTOS DE FIXAÇÃO, ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO E ESTUDOS DE SUPERFÍCIES Representação lateral Representação frontal Representação lateral Parafuso de cabeça cilíndrica com fenda Parafuso de cabeça redonda com fenda Parafuso de cabeça abaulada com fenda Parafuso de cabeça escareada com fenda Parafuso de cabeça escareada abaulada com fenda Parafuso sem cabeça com fenda Parafuso para madeira de cabeça escareada com fenda Parafuso sem cabeça com rosca total e fenda Parafuso tipo prego de cabeça escareada Parafuso de cabeça panela com fenda cruzada Parafuso de cabeça escareada com fenda cruzada Parafuso de cabeça redonda com fenda cruzada Parafuso de cabeça abaulada com fenda cruzada Parafuso para madeira de cabeça escareada com fenda cruzada Parafuso para madeira de cabeça escareada, abaulada, com fenda cruzada Fonte: SENAI-SP (2000). Porcas A porca é um tipo de peça que possui forma prismática ou cilíndrica, em geral metálica, com um furo roscado em que se encaixa um parafuso (Figura 86) ou, ainda, uma barra roscada. A porca é um acessório que trabalha na união de peças em conjunto com um parafuso, uma vez que a porca estará sempre ligada a um parafuso. A parte externa de uma porca tem diversos formatos para atender a vários tipos de aplicação. Dessa forma, existem porcas que são utilizadas como elementos de fixação e de transmissão (SENAI- SP, 2000). 63 ELEMENTOS DE FIXAÇÃO, ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO E ESTUDOS DE SUPERFÍCIES │ UNIDADE III Figura 86. Representação uma porca e sua aplicação. Parte externa Rosca interna Porca utilizada em aro de bicicleta Fonte: SENAI-SP (2000). Tipos de roscas O perfil de uma rosca varia seguindo o tipo de aplicação que se pretende. As porcas utilizadas para fixação, em geral, têm roscas com perfil do tipo triangular. Segue na Tabela 6 alguns outros tipos de perfis. As porcas utilizadas para transmissão de movimentos possuem roscas com perfis quadrados, redondos, trapezoidais e dentes de serra (SENAI-SP, 2000). Figura 87. Representação de perfis de roscas utilizadas nas porcas. Perfil Triangular Utilizada em com parafusos em uniões e tubos Fonte: SENAI-SP (2000). Tipos de porcas Para aperto manual, são mais utilizadas as porcas borboleta, recartilhada alta e recartilhada baixa (Figura 88). Figura 88. Tipos de porcas: borboleta, recartilhada e recartilhada alta, respectivamente. Fonte: SENAI-SP (2000). 64 UNIDADE III │ ELEMENTOS DE FIXAÇÃO, ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO E ESTUDOS DE SUPERFÍCIES Há também as porcas cega baixa e cega alta. Além de propiciarem boa fixação, deixam as peças unidas e com melhor aspecto (Figura 89). Figura 89. Tipos de porcas: cega baixa e cega alta, respectivamente. Fonte: SENAI-SP (2000). Para o ajuste axial (em eixos de máquinas), são usadas as porcas conforme segue Figura 90: Figura 90. Tipos de porcas: redonda com fenda, redonda com entalhes, redonda com furos radiais e redonda com dois furos paralelos, respectivamente. Fonte: SENAI-SP (2000). Certos tipos de porcas apresentam ranhuras próprias para uso de cupilhas. Utilizamos cupilhas para evitar que a porca se solte com vibrações. Figura 91. Tipos de porcas: sextavada com fendas, castelo e castelo chata, respectivamente. Fonte: SENAI-SP (2000). Veja a seguir alguns dos tipos mais comuns de porcas, conforme Figura 92. Figura 92. Tipos de porcas: sextavada, sextavada chata, quadrada e quadrada chata, respectivamente. Fonte: SENAI-SP (2000). Pode-se utilizar as porcas ilustradas na Figura 93 para montagem de chapas nos locais em que o acesso seja difícil. Figura 93. Tipos de porcas: rápida e rápida dobrada, respectivamente. Fonte: SENAI-SP (2000). 65 ELEMENTOS DE FIXAÇÃO, ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO E ESTUDOS DE SUPERFÍCIES │ UNIDADE III Figura 94. Representação em desenho técnico dos tipos de porcas: rápida e rápida dobrada, respectivamente. Fonte: SENAI-SP (2000). Arruelas Para evitar alguns inconvenientes em conjuntos