Atividade de pesquisa 02 - Elementos de Máquinas

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Elementos de Máquinas
Aluno (a): Filipe Sampaio
Data: 01/03/2025
Atividade de Pesquisa 02
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1 – Pesquise na ABNT NBR 9580: 2015 (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, 2015), a classificação dos rebites de acordo com o formato da cabeça. Cite os tipos e comente.
R: Rebite com cabeça redonda: Apresenta uma cabeça esférica proeminente. É amplamente utilizado devido à sua elevada resistência mecânica, sendo adequado para aplicações que exigem robustez na fixação.
Rebite com cabeça abaulada: Possui uma cabeça com superfície arredondada e altura menor que a cabeça redonda. É empregado em situações onde a aparência estética é importante ou onde é necessário reduzir a saliência da cabeça.
Rebite com cabeça cilíndrica: Caracteriza-se por uma cabeça plana e cilíndrica. Geralmente utilizado na união de chapas com espessura máxima de 7 mm, proporcionando uma fixação eficiente sem excessiva projeção da cabeça.
Rebite com cabeça plana e haste semitubular: Este tipo de rebite possui uma cabeça plana e uma haste parcialmente oca, facilitando a deformação durante a aplicação e sendo adequado para materiais mais macios ou onde se deseja reduzir o peso da fixação.
Rebite com cabeça boleada plana e haste semitubular: Similar ao anterior, mas com uma cabeça ligeiramente arredondada, oferecendo um equilíbrio entre estética e funcionalidade.
Rebite com cabeça escareada plana e haste semitubular: Projetado para aplicações onde a cabeça do rebite deve ficar nivelada com a superfície do material, evitando saliências. A haste semitubular facilita a deformação durante a fixação.
Rebite com cabeça abaulada ou escareada: Combina características das cabeças abauladas e escareadas, permitindo versatilidade na aplicação conforme as necessidades específicas de design e funcionalidade.
Rebite com cabeça chata ou escareada e ponta da haste cônica: Especialmente utilizado para fixação de correias, este rebite possui uma cabeça que pode ser chata ou escareada e uma ponta cônica, garantindo uma fixação segura e alinhada com a superfície da correia. 
2 – Os parafusos podem ser providos de cabeça para permitir o atarraxamento, cada qual com uma configuração projetada para a aplicação específica. Pesquise sobre o tipo de cabeça de parafuso e sua finalidade.
R: Cabeça Sextavada: Possui seis lados e é amplamente utilizada em veículos, máquinas, equipamentos, móveis de aço e estruturas metálicas. Essa configuração permite a aplicação de torque mais eficiente durante a instalação, garantindo uma conexão firme e segura.
Cabeça Chata: Projetada para ficar nivelada com a superfície do material após a instalação, evitando saliências. É ideal para aplicações onde é necessário um acabamento liso, como em móveis e pisos.
Cabeça Panela: Apresenta uma superfície abaulada que fica acima da superfície do material. É utilizada quando se deseja uma aparência estética ou quando não há necessidade de a cabeça ficar nivelada com a superfície.
Cabeça Redonda: Possui uma forma esférica e é comum em aplicações onde a estética é importante ou onde a cabeça do parafuso precisa ser proeminente para facilitar a remoção.
Cabeça Torx: Caracterizada por uma cavidade em forma de estrela de seis pontas, permite a aplicação de maior torque sem danificar a cabeça do parafuso. É frequentemente utilizada em equipamentos eletrônicos e automotivos devido à sua eficiência em processos automatizados.
Cabeça Allen: Possui uma cavidade hexagonal interna e é utilizada em aplicações que requerem um acabamento liso ou onde o espaço é limitado para ferramentas externas. Proporciona uma fixação segura e é comum em móveis e equipamentos mecânicos.
3 – Como são fabricados alguns tipos de roscas?
R: Torneamento - Feito em tornos mecânicos ou CNC; Utiliza ferramentas de corte específicas, chamadas de "ferramentas de perfil", que têm o formato da rosca desejada; Processo adequado para lotes pequenos e fabricação de peças personalizadas.
Fresagem de Rosca - Utiliza fresas com perfil de rosca em máquinas fresadoras ou CNC; Permite produzir roscas internas e externas com alta precisão; Ideal para roscas de grandes diâmetros ou múltiplos inícios.
Laminação - Processo sem remoção de material, onde a rosca é formada por pressão entre rolos ou placas com o perfil desejado; Aumenta a resistência mecânica da peça devido ao encruamento do material; Comum na produção em massa de parafusos e fixadores.
Afiamento e Retificação de Rosca - Utiliza rebolos abrasivos para produzir roscas de alta precisão, como em fusos de máquinas-ferramenta; Reduz rugosidade e melhora o acabamento superficial; Usado para roscas que exigem grande precisão geométrica.
Corte por Macho e Terraja - Usado para fabricação manual ou semiautomática de roscas internas (machos) e externas (terrajas); Processo simples, utilizado para pequenos lotes ou reparos.
4 – O que é soldagem e quais os tipos?
O que é Soldagem?
A soldagem é um processo de união de materiais, geralmente metais ou termoplásticos, através do aquecimento, fusão ou pressão, com ou sem a adição de um material de preenchimento. O objetivo é criar uma junta resistente e permanente entre as peças.
Principais Tipos de Soldagem
Soldagem por Fusão
Os materiais são aquecidos até a fusão, podendo ou não usar material de adição.
Soldagem a Arco Elétrico: Usa um arco elétrico para fundir o metal.
SMAW (Eletrodo Revestido): Método tradicional, portátil, usado em construção civil.
GMAW (MIG/MAG): Usa gás de proteção, comum na indústria automotiva e naval.
GTAW (TIG): Alta precisão, ideal para inox e alumínio.
FCAW (Arame Tubular): Alta produtividade, usado em estruturas metálicas.
Soldagem a Gás: Usa a combustão de gases para aquecer o metal, aplicada em reparos e tubulações.
Soldagem por Laser: Alta precisão, usada em eletrônicos e indústrias aeroespaciais.
Soldagem por Feixe de Elétrons: Realizada no vácuo, utilizada em componentes críticos.
Soldagem por Pressão
A união ocorre pela aplicação de pressão, sem fusão significativa.
Soldagem por Resistência: Usa corrente elétrica para gerar calor, comum na indústria automotiva.
Soldagem por Atrito: O calor gerado pelo atrito une as peças, usado em componentes aeronáuticos.
Soldagem Explosiva: Usa explosões controladas para unir metais diferentes, como aço e alumínio.
Soldagem Ultrassônica: Usa vibrações ultrassônicas e pressão, aplicada em plásticos e metais finos.
5 – Quais as vantagens e desvantagens da soldagem com eletrodo revestido, da soldagem TIG e da MIG/MAG?
Soldagem com Eletrodo Revestido
Vantagens - Simples e versátil, podendo ser usada em diversas posições.
Funciona bem em ambientes externos e em superfícies com impurezas.
Equipamento portátil e de baixo custo inicial.
Não exige gás de proteção externo.
Desvantagens - Baixa produtividade devido à necessidade de trocar eletrodos frequentemente.
Produz escória, que deve ser removida após a soldagem.
Maior risco de respingos.
Qualidade e acabamento inferiores em comparação com TIG.
Soldagem TIG
Vantagens - Excelente qualidade de solda, com ótimo acabamento.
Baixo nível de respingos e deformação.
Possibilidade de soldar materiais finos e ligas especiais (inox, alumínio, titânio).
Melhor controle do arco elétrico.
Desvantagens - Processo mais lento e menos produtivo.
Exige maior habilidade do soldador.
Equipamento e gases de proteção são mais caros.
Não recomendado para ambientes externos, pois o gás de proteção pode ser disperso pelo vento.
Soldagem MIG/MAG.
Vantagens - Alta produtividade devido ao uso de arame contínuo.
Processo sem necessidade de troca frequente de eletrodos.
Menos escória e respingos em comparação com eletrodo revestido.
Boa qualidade da solda e possibilidade de automatização.Desvantagens - Menos eficiente em superfícies com impurezas, exigindo melhor preparação do material.
Sensível a correntes de ar (uso de gás de proteção externo).
Custo inicial do equipamento mais alto que o do eletrodo revestido.
Necessidade de cilindros de gás, tornando menos portátil.
6 – Elabore um resumo contendo informações de quando um componente deve ser soldado.
R: A soldagem deve ser utilizada quando há a necessidade de unir permanentemente dois ou mais componentes, garantindo resistência mecânica e integridade estrutural. A escolha pela soldagem ocorre em situações onde outros métodos de união, como parafusos, rebites ou adesivos, não oferecem a resistência necessária ou comprometeriam o design da peça.
Fatores que justificam o uso da soldagem:
Necessidade de alta resistência mecânica – Em estruturas metálicas, tubulações de alta pressão e equipamentos industriais.
Vedação contra vazamentos – Em reservatórios, tubulações de líquidos ou gases e tanques de combustível.
No entanto, a soldagem não é recomendada em casos onde desmontagens frequentes são necessárias ou quando o calor do processo pode comprometer a integridade do material. A escolha do método de soldagem depende do material, do ambiente e das exigências mecânicas da aplicação.
7 – O que é fixação por interferência? Cite exemplos.
R: A fixação por interferência é um método de união mecânica em que uma peça é inserida em outra com um ajuste apertado, gerando compressão entre as superfícies de contato. Essa interferência cria uma força de atrito suficiente para evitar movimentos ou deslizamentos entre as partes, garantindo uma fixação firme sem a necessidade de parafusos, soldas ou adesivos.
Exemplos: 
Engaxetamento de rolamentos – Rolamentos são montados em eixos e caixas por interferência para garantir estabilidade e evitar folgas.
Pinos e buchas prensadas – Pinos cilíndricos ou cônicos são inseridos sob pressão para travar componentes mecânicos.
Eixos e polias – Polias podem ser montadas em eixos com interferência para evitar deslizamentos.
Fixação de rodas em trens e metrôs – Rodas ferroviárias são montadas por interferência nos eixos para suportar grandes cargas.
Montagem de engrenagens em eixos – Engrenagens são fixadas por interferência para transmitir torque sem necessidade de chavetas ou parafusos.
8 – Na construção de máquinas, as molas helicoidais de arame de aço são as mais empregadas. Justifique essa afirmação.
R: As molas helicoidais de arame de aço são as mais empregadas na construção de máquinas devido às suas excelentes propriedades mecânicas e versatilidade de aplicação. Essa preferência pode ser justificada pelos seguintes fatores: Alta Capacidade de Armazenamento de Energia; Resistência e Durabilidade; Facilidade de Fabricação e Variedade de Aplicações; Capacidade de Absorver Vibrações e Choques.
Dessa forma, devido à combinação de resistência, elasticidade, durabilidade e versatilidade, as molas helicoidais de arame de aço se tornaram a escolha mais comum na construção de máquinas e equipamentos mecânicos.
9 – O que é têmpera e quais as suas etapas?
R: A têmpera é um processo de tratamento térmico utilizado para aumentar a dureza e resistência mecânica dos aços e ligas metálicas. O processo consiste no aquecimento do material a uma temperatura elevada, seguido por um resfriamento rápido, geralmente em água, óleo ou ar. Isso modifica a estrutura cristalina do metal, tornando-o mais duro e resistente ao desgaste.
Etapas da Têmpera
Aquecimento - O material é aquecido até uma temperatura entre 800°C e 1.000°C (dependendo do tipo de aço); O objetivo é transformar a estrutura do aço em austenita, que é uma fase cristalina favorável à têmpera.
Manutenção da Temperatura - O material é mantido na temperatura desejada por um tempo suficiente para garantir a transformação completa da microestrutura; Esse tempo varia de acordo com o tamanho e tipo do aço.
Resfriamento Rápido - A peça é rapidamente resfriada em um meio como água, óleo ou ar forçado; Esse resfriamento brusco transforma a austenita em martensita, uma estrutura extremamente dura e resistente.
Revenimento - Após a têmpera, o material pode ficar muito frágil. Para reduzir essa fragilidade, realiza-se o revenimento, que consiste em reaquecê-lo a uma temperatura menor (entre 150°C e 650°C) e depois resfriá-lo lentamente; Isso melhora a tenacidade e reduz tensões internas.
10 - Identifique como funcionam os acoplamentos, freios e volantes.
Acoplamentos: Os acoplamentos são dispositivos utilizados para conectar dois eixos em um sistema mecânico, permitindo a transmissão de torque e movimento.
Funcionamento - Podem ser rígidos (quando não permitem desalinhamento) ou flexíveis (quando absorvem pequenos desalinhamentos e vibrações); Compensam desalinhamentos, reduzem impactos e evitam sobrecargas em motores e sistemas de transmissão.
Exemplo: Acoplamentos elásticos absorvem choques em motores elétricos e redutores.
Freios: Os freios são dispositivos utilizados para reduzir ou interromper o movimento de um sistema mecânico, convertendo energia cinética em calor.
Funcionamento: Baseiam-se no atrito entre superfícies para desacelerar ou parar um componente rotativo.
Tipos comuns: Freio a disco - Utiliza pastilhas que pressionam um disco rotativo; Freio a tambor - Tem sapatas internas que pressionam um tambor giratório; Freios eletromagnéticos - Utilizam campos magnéticos para gerar resistência ao movimento.
Aplicações: Automóveis, máquinas industriais, sistemas de elevação.
Volantes de Inércia: Os volantes de inércia são dispositivos rotativos que armazenam energia cinética e ajudam a manter a rotação uniforme de um sistema.
Funcionamento - Absorvem energia durante momentos de baixa demanda e a liberam quando necessário; Reduzem variações de velocidade e suavizam oscilações no movimento; Comuns em motores de combustão interna, prensas mecânicas e geradores elétricos.
Atividade de Pesquisa 02: Elementos de Máquinas
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