Elementos de fixação e apoio

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Elementos de Fixação
 Escolha dos elementos:
 Ao desenvolver um projeto, na escolha dos materiais deve-se
considerar as exigências a serem satisfeitas (requisitos de
projeto).
 Alguns requisitos são a função da peça, solicitação e
durabilidade, ao processo de fabricação, custos de fabricação e
as questões de obtenção de material.
 Escolha dos elementos:
 Pode-se tomar como base resultados previamente conhecidos de
experiências já realizadas e empregar materiais “comuns”.
 A escolha dos materiais pode tornar-se problemática quando as
experiências efetuadas não forem suficientes, quando surgirem
novos requisitos de projeto (novas exigências legais, novos
materiais, novas relações entre custo).
 Nestas situações é necessário analisar a função, solicitação,
durabilidade, n° de peças, tipo e custo de fabricação...
 Na mecânica é muito comum a necessidade 
de unir peças como chapas, perfis e barras. 
Qualquer construção, por mais simples que 
seja, exige união de peças entre si.
 Entretanto, em mecânica as peças a serem 
unidas, exigem elementos próprios de união que 
são denominados elementos de fixação.
 A união de peças feita pelos elementos de 
fixação pode ser de dois tipos:
 móvel ou 
 permanente.
 União móvel: os elementos de fixação podem ser 
colocados ou retirados do conjunto sem causar 
qualquer dano às peças que foram unidas. É o 
caso, por exemplo, de uniões feitas com parafusos, 
porcas e arruelas.
 União permanente: os elementos de fixação, 
uma vez instalados, não podem ser retirados sem 
que fiquem inutilizados. É o caso, por exemplo, de 
uniões feitas com rebites e soldas.
 Tanto os elementos de fixação móvel como os 
elementos de fixação permanente devem ser 
usados com muita habilidade e cuidado porque 
são, geralmente, os componentes mais frágeis da 
máquina.
 Assim, para projetar um conjunto mecânico é 
preciso escolher o elemento de fixação adequado 
ao tipo de peças que irão ser unidas ou fixadas.
 É importante planejar e escolher corretamente os 
elementos de fixação a serem usados para evitar 
concentração de tensão nas peças fixadas. Essas 
tensões causam rupturas nas peças por fadiga do 
material.
 Fadiga de material significa queda de resistência 
ou enfraquecimento do material devido a tensões e 
constantes esforços.
 Rebite
 O rebite é formado por um corpo cilíndrico e 
uma cabeça. É fabricado em aço, alumínio, 
cobre ou latão. É usado para fixação 
permanente de duas ou mais peças.
 Pino
 O pino une peças articuladas. Nesse tipo de 
união, uma das peças pode se movimentar 
por rotação.
 Cavilha
 A cavilha une peças que não são articuladas 
entre si.
 Contrapino ou cupilha
 É uma haste ou arame com forma semelhante à de 
um meio-cilindro, dobrado de modo a fazer uma 
cabeça circular e tem duas pernas desiguais. 
Introduz-se o contrapino ou cupilha num furo na 
extremidade de um pino ou parafuso com porca 
castelo. 
 As pernas do contrapino são viradas para trás e, 
assim, impedem a saída do pino ou da porca 
durante vibrações das peças fixadas.
 Contrapino ou cupilha
 Chaveta
 A chaveta tem corpo em forma prismática ou cilíndrica 
que pode ter faces paralelas ou inclinadas, em função 
da grandeza do esforço e do tipo de movimento que 
deve transmitir. 
 Alguns autores classificam a chaveta como elementos 
de fixação e outros autores, como elementos de 
transmissão.
 Na verdade, a chaveta desempenha as duas funções.
 Chaveta
 Anel elástico
 O anel elástico é usado para impedir deslocamento 
de eixos. Serve, também, para posicionar ou limitar 
o movimento de uma peça que desliza sobre um 
eixo.
 Parafuso
 O parafuso é uma peça formada por um corpo 
cilíndrico roscado e uma cabeça, que pode ter 
várias formas.
 Parafuso
 Parafuso - Parabolt
 Porca
 A porca tem forma de prisma, de cilindro etc. 
Apresenta um furo roscado. Através desse furo, a 
porca é atarraxada ao parafuso.
 Porca
 Arruelas
 A arruela é um disco metálico com um furo no 
centro. O corpo do parafuso passa por esse furo.
 A fixação por rebites é um meio de união 
permanente.
 Os rebites são peças fabricadas em aço, alumínio, 
cobre ou latão. Unem rigidamente peças ou 
chapas, principalmente, em estruturas metálicas, 
de reservatórios, caldeiras, máquinas, navios, 
aviões, veículos de transporte e treliças.
 As uniões rebitadas podem ser empregadas em:
 Junções de elevada resistência para estruturas de aço (estruturas de 
edifícios, pontes e guindastes).
 As uniões rebitadas podem ser empregadas em:
 Junções estanques para caldeiras (fabricação de caldeiras, 
reservatórios e tubos sujeitos a pressão).
 As uniões rebitadas podem ser empregadas em:
 Junções estanques (fabricação de recipientes, chaminés, tubos de 
descarga e tubulações não sujeitas a sobre pressão).
 As uniões rebitadas podem ser empregadas em:
 Junções de chapas de revestimento (carcaça de avião).
 As junções exemplificadas anteriormente, podem também ser 
obtidos pelo uso da solda, mas as junções rebitadas são 
(geralmente) de execução mais simples que as junções soldadas.
 Possibilitam um controle de qualidade mais simples e podem ser 
desfeitas em caso de necessidade, cortando a cabeça dos rebites.
 Por outro lado, as junções rebitadas são mais pesadas e seu campo 
de aplicação não é tão vasto com o da solda.
 Acarretam redução da resistência do material base na ordem de 13 a 
42% (furos).
 Já a redução da resistência causada pelas uniões soldadas é na 
ordem de 10 a 40%.
 Tipos
 Padronização
 O rebite de repuxo, conhecido por “rebite pop”. É 
um elemento especial de união, empregado para 
fixar peças com rapidez, economia e simplicidade.
 O rebite de repuxo, conhecido por “rebite pop”: 
permite a fixação mesmo quando não se tem 
acesso ao outro lado da peça.
 Na rebitagem, você vai colocar os rebites em furos 
já feitos nas peças a serem unidas. Depois você vai 
dar forma de cabeça no corpo dos rebites.
 Processos de rebitagem
 A segunda cabeça do rebite pode ser feita por meio 
de dois processos: 
 Manual: é feito à mão, com pancadas de martelo. O 
formato da segunda cabeça é feito por meio de 
outra ferramenta chamada estampo.
 Processos de rebitagem
 Mecânico: é feito por meio de martelo pneumático 
ou de rebitadeiras pneumáticas e hidráulicas.
 Processos de rebitagem
 Rebitagem a quente: é indicada para rebites com 
diâmetro superior a 6,35 mm, sendo aplicada, 
especialmente, em rebites de aço.
 Rebitagem a frio: é feita por martelamento simples, 
sem utilizar qualquer fonte de calor. É indicada 
para rebites com diâmetro de até 6,3 mm, se o 
trabalho for à mão, e de 10 mm, se for à máquina.
 Uso dos rebites
 Deve-se saber:
 Material;
 Tipo de cabeça;
 Diâmetro do corpo;
 Comprimento útil (é o comprimento do corpo - L, menos a sobra necessária 
- Z, que é o comprimento restante necessário para formar a outra cabeça do 
rebite).
 Rebites de expansão
 Indicados quando não existe a possibilidade de acesso a um 
dos lados da união;
 Cálculo do diâmetro do rebite
 É feita de acordo com a espessura das chapas que 
se quer rebitar. A prática recomenda que se 
considere a chapa de menor espessura e se 
multiplique esse valor por 1,5.
 d = diâmetro;
 < S = menor espessura da chapa;
 1,5 = constante ou valor predeterminado.
 Exercício 01 - Para rebitar duas chapas de aço, 
uma com espessura de 5 mm e outra com 
espessura de 4 mm, qual o diâmetro do rebite?
 d=1,5.<S
 d=1,5.4mm
 d=6mm
 Cálculo do diâmetro do furo
 O diâmetro dofuro pode ser calculado 
multiplicando-se o diâmetro do rebite pela 
constante 1,06.
 dF = diâmetro do furo;
 dR = diâmetro do rebite;
 1,06 = constante ou valor predeterminado.
 Exercício 02 - Qual é o diâmetro do furo para um 
rebite com diâmetro de 6,35 mm?
 dF = dR · 1,06
 dF = 6,35 · 1,06
 dF = 6,73 mm
 Portanto, o diâmetro do furo será de 6,73 mm.
 Cálculo do comprimento útil do rebite
 O cálculo desse comprimento é feito por meio da 
seguinte fórmula:
 L = comprimento útil do rebite;
 y = constante determinada pelo formato da cabeça do rebite;
 d = diâmetro do rebite;
 S = soma das espessuras das chapas.
 Cálculo do comprimento útil do rebite
 Para rebites de cabeça redonda e cilíndrica, temos:
 Para rebites de cabeça escareada, temos:
 Cálculo do comprimento útil do rebite
 Exercício 03 - Calcular o comprimento útil de um rebite 
de cabeça redonda com diâmetro de 3,175 mm para 
rebitar duas chapas, uma com 2 mm de espessura e a 
outra com 3 mm.
 L = y · d + S
 L = 1,5 · 3,175 + 5
 L = 4,762 + 5
 L = 9,76 mm
 Cálculo do comprimento útil do rebite
 Exercício 04 - Calcular o comprimento útil de um rebite 
de cabeça escareada com diâmetro de 4,76 mm para 
rebitar duas chapas, uma com 3 mm de espessura e a 
outra com 7 mm de espessura.
 L = y · d + S
 L = 1 · 4,76 + 10
 L = 4,76 + 10
 L = 14,76 mm
 Cálculo do rebite
 Exercício 05 - Calcular o diâmetro do rebite, diâmetro do furo e 
comprimento útil do rebite. Utilizado pra unir duas chapas, uma 
com espessura de 4mm e a outra com 6mm. Utilizar rebite com 
cabeça redonda.
 d = 1,5.<S
 d = 1,5.4mm
 d = 6mm
 dF = dR.1,06
 dF = 6mm.1,06
 dF = 6,36mm
 L = 1,5.d+S
 L = 1,5.6mm+4mm+6mm
 L = 19mm
 Tipos de Juntas
 Junta sobreposta com 1 fileira
 Tipos de Juntas
 Junta sobreposta com 2 fileira
 Tipos de Juntas
 Junta de topo com cobre-junta simples
 Tipos de Juntas
 Junta de topo com cobre-junta duplo
 Tipos de Juntas
 Rebitagem de recobrimento simples
 Rebitagem de recobrimento duplo
 Defeitos
 Espaçamento mínimo
 Para evitar a possibilidade de ruptura da chapa entre os furos, a 
ABNT recomenda que sejam adotados os espaçamentos indicados na 
figura (“d” representa o diâmetro do rebite).
 Espaçamento mínimo
 Espaçamento mínimo
 Espaçamento mínimo NBR 8800
 Remoção
 A remoção irá danificar o rebite e pode ser da seguinte forma:
 Com talhadeira: corta-se a cabeça do rebite em duas partes e depois 
extrair.
 Remoção
 A remoção irá danificar o rebite e pode ser da seguinte forma:
 Com disco abrasivo: a cabeça do rebite deve ser esmerilhada e o 
corpo retirado com saca pino.
 Remoção
 A remoção irá danificar o rebite e pode ser da seguinte forma:
 Com broca: a cabeça do rebite deve ser removida com a broca e o 
corpo retirado com saca pino.
 Projeto União rebitada:
 Necessita-se unir duas chapas de um reservatório cilíndrico com 
800mm de diâmetro, para granalhas de aço com rebite de cabeça 
redonda. O reservatório tem 1500 mm de altura. Utilizar união de 
topo com cobre junta simples e fileira dupla de rebite. A chapa do 
reservatório tem espessura de ¼” e a do cobre junta 5/16”. Calcule o 
diâmetro do rebite, diâmetro do furo, comprimento útil do rebite, 
espaçamento dos rebites, a dimensão da chapa cobre junta e o 
número de rebites:
 Selecionar entre o material disponível:
 Rebite: 6mm, 8mm, 10mm, 12mm e 14mm.
 Broca: 8,5mm, 10mm, 10,5mm e 12mm.
• Usar 2 casas após a vírgula
 Pinos e Cavilhas
 Os pinos e cavilhas têm a finalidade de alinhar ou fixar 
os elementos de máquinas, permitindo uniões 
mecânicas, ou seja, uniões em que se juntam duas ou 
mais peças, estabelecendo, assim, conexão entre elas.
 Pinos e Cavilhas
 As cavilhas, também, são chamados pinos estriados, 
pinos entalhados, pinos ranhurados ou, ainda, rebite 
entalhado. A diferenciação entre pinos e cavilhas leva 
em conta o formato dos elementos e suas aplicações. 
 Pinos são usados para junções de peças que se 
articulam entre si e cavilhas são utilizadas em conjuntos 
sem articulações; indicando pinos com entalhes 
externos na sua superfície. Esses entalhes é que fazem 
com que o conjunto não se movimente.
 Os pinos são usados em junções resistentes a 
vibrações. Há vários tipos de pino, segundo sua 
função.
 Tipos
 A cavilha é uma peça cilíndrica, fabricada em aço, 
cuja superfície externa recebe três entalhes que 
formam ressaltos. 
 A forma e o comprimento dos entalhes determinam 
os tipos de cavilha. 
 Sua fixação é feita diretamente no furo aberto por 
broca, dispensando-se o acabamento e a precisão 
do furo alargado.
 Cavilha
 Cupilha ou contrapino
 Cupilha é um arame de secção semi-circular, dobrado 
de modo a formar um corpo cilíndrico e uma cabeça.
 Sua função principal é a de travar outros elementos de 
máquinas como porcas.
 Pino cupilhado
 Nesse caso, a cupilha não entra no eixo, mas no próprio 
pino. O pino cupilhado é utilizado como eixo curto para 
uniões articuladas ou para suportar rodas, polias, 
cabos, etc.
 É um elemento mecânico fabricado em aço. Sua forma, 
em geral, é retangular ou semicircular. A chaveta se 
interpõe numa cavidade de um eixo e de uma peça. 
 A chaveta tem por finalidade ligar dois elementos 
mecânicos.
 Classificação:
 As chavetas se classificam em:
 chavetas de cunha;
 chavetas paralelas;
 chavetas de disco.
 Chavetas de cunha
 As chavetas têm esse nome porque são parecidas com 
uma cunha. Uma de suas faces é inclinada, para facilitar 
a união de peças.
 As chavetas de cunha classificam-se em dois grupos:
 chavetas longitudinais;
 chavetas transversais.
 Chavetas de Cunha longitudinais
 São colocadas na extensão do eixo para unir roldanas, 
rodas, volantes etc.
 Podem ser com ou sem cabeça e são de montagem e 
desmontagem fácil.
 Chavetas de Cunha longitudinais
 Sua inclinação é de 1:100 e suas medidas principais são 
definidas quanto a:
 altura (h);
 comprimento (L);
 largura (b).
 Chavetas de Cunha longitudinais
 As chavetas longitudinais podem ser de diversos tipos:
 encaixada, 
 meia-cana, 
 plana, 
 embutida e 
 tangencial.
 Chavetas de Cunha longitudinais
 Chavetas encaixadas - Sua forma corresponde à do tipo 
mais simples de chaveta de cunha. 
 Para possibilitar seu emprego, o rasgo do eixo é sempre 
mais comprido que a chaveta.
 Chavetas de Cunha longitudinais
 Chaveta meia-cana – Sua base é côncava (com o mesmo 
raio do eixo). Sua inclinação é de 1:100, com ou sem cabeça.
 Não é necessário rasgo na árvore, pois a chaveta transmite o 
movimento por efeito do atrito. Desta forma, quando o 
esforço no elemento conduzido for muito grande, a chaveta
desliza sobre a árvore.
 Chavetas de Cunha longitudinais
 Chaveta plana – Sua forma é similar à da chaveta encaixada, 
porém, para sua montagem não se abre rasgo no eixo. É feito 
um rebaixo plano.
 Chavetas de Cunha longitudinais
 Chavetas embutidas – têm os extremos arredondados. O 
rasgo para seu alojamento no eixo possui o mesmo 
comprimento da chaveta. As chavetas embutidas nunca têm 
cabeça.
 Chavetas de Cunha longitudinais
 Chavetas tangenciais – formadas por um par de cunhas, 
colocado em cada rasgo. São sempre utilizadas duas 
chavetas, e os rasgos são posicionados a 120º. Transmitem 
fortes cargas e são utilizadas, sobretudo, quando o eixo está 
submetido a mudança de carga ou golpes.
 Chavetas de Cunha Transversais
 São aplicadas em união de peças que transmitemmovimentos 
rotativos e retilíneos alternativos.
 Quando as chavetas transversais são empregadas em uniões 
permanentes, sua inclinação varia entre 1:25 e 1:50. Se a 
união se submete a montagem e desmontagem freqüentes, a 
inclinação pode ser de 1:6 a 1:15.
 Chavetas de Cunha Transversais
 Chavetas paralelas ou lingüetas
 Essas chavetas têm as faces paralelas, portanto, não têm 
inclinação.
 A transmissão do movimento é feita pelo ajuste de suas faces 
laterais às laterais do rasgo da chaveta. Fica uma pequena 
folga entre o ponto mais alto da chaveta e o fundo do rasgo 
do elemento conduzido.
 Chavetas paralelas ou lingüetas
 As chavetas paralelas não possuem cabeça. Quanto à forma 
de seus extremos, eles podem ser retos ou arredondados. 
Podem, ainda, ter parafusos para fixarem a chaveta ao eixo.
 Chaveta de disco ou meia-lua
 É uma variante da chaveta paralela. Recebe esse nome porque 
sua forma corresponde a um segmento circular.
 É comumente empregada em eixos cônicos por facilitar a 
montagem e se adaptar à conicidade do fundo do rasgo do 
elemento externo.
 Dimensão das chavetas
 Chaveta muito alta evita um assento adequado entre eixo e cubo.
 Chaveta folgada causa desgaste.
 Tolerâncias para chavetas
 O ajuste da chaveta deve ser feito em função das 
características do trabalho. 
 A figura mostra os três tipos mais comuns de ajustes e 
tolerâncias para chavetas e rasgos.
 Tolerâncias para chavetas
 Definir as tolerancias para a seguinte chaveta:
 Furo: P9 = (-0,061; -0,018)
 Eixo: h9 = (0; -0,043)
 Rasgo = 14,939 até 14,982 mm
 Chaveta = 15 até 14,957 mm
 Tolerâncias para chavetas
 Definir as tolerancias para a seguinte chaveta:
 Furo Sup.: D10 = (+0,065; +0,149)
 Furo Inf.: H8 = (0; +0,033)
 Eixo: h9 = (0; -0,052)
 Rasgo Sup. = 20,065 até 20,149 mm
 Rasgo Inf. = 20 até 20,033 mm
 Chaveta = 20 até 19,948 mm
 O anel elástico é um elemento usado em eixos ou furos, 
tendo como principais funções:
 Evitar deslocamento axial de peças ou componentes.
 Posicionar ou limitar o curso de uma peça ou conjunto 
deslizante sobre o eixo.
 Esse elemento de máquina é conhecido também como anel de 
retenção, de trava ou de segurança.
 Exemplos
 Material de fabricação e forma
 Fabricado de aço-mola, tem a forma de anel incompleto, que 
se aloja em um canal circular construído conforme 
normalização.
 Para eixos com diâmetro entre 4 e 1 000 mm. Trabalha 
externamente
◦ Norma DIN 471.
 Para furos com diâmetro entre 9,5 e 1 000 mm. Trabalha 
internamente
◦ Norma DIN 472.
 Para a escolha e seleção dos anéis em função dos tipos de 
trabalho ou operação, existem tabelas padronizadas de anéis.
 Para a escolha e seleção dos anéis em função dos tipos de 
trabalho ou operação, existem tabelas padronizadas de anéis.
 Para que esses anéis não sejam montados de forma incorreta, 
é necessário o uso de ferramentas adequadas, no caso, 
alicates.
 Exercicio 1: Definir as dimensões de um anel elástico para 
eixo com diâmetro 12mm.
 Exercicio 2: Definir as dimensões de um anel elástico para 
furo com diâmetro 14mm.
 Todo parafuso tem rosca de diversos tipos.
 Roscas
 Rosca é um conjunto de filetes em torno de uma superfície 
cilíndrica.
 Roscas
 Hélice
 O desenvolvimento da hélice forma um triângulo, onde:
 α= ângulo da hélice 
 P (passo) = cateto oposto
 hélice = hipotenusa 
 D2 (diâmetro médio) = cateto adjacente
 Roscas
 Podem-se aplicar, então, as relações trigonométricas em 
qualquer rosca, quando se deseja conhecer o passo, diâmetro 
médio ou ângulo da hélice:
 Passo - P = tgα.D2.π
 Roscas
 Quanto maior for o ângulo da hélice, menor será a força de 
atrito atuando entre a porca e o parafuso, e isto é 
comprovado através do paralelogramo de forças. 
 Portanto, deve-se ter critério na aplicação do passo da rosca.
 Para um aperto adequado em parafusos de fixação, deve-se 
manter α < 15º.
 Roscas
 Para um aperto adequado em parafusos de fixação, deve-se 
manter α < 15º.
 FA = força de atrito
 FN = força normal
 FR = força resultante
 Roscas
 Rosca Fina
 Usada na construção de automóveis e aeronaves, 
principalmente porque nesses veículos ocorrem choques e 
vibrações que tendem a afrouxar a porca.
 Roscas
 Rosca de transporte ou movimento
 Possui passo longo e por isso transforma o movimento 
giratório num deslocamento longitudinal.
 É empregada em máquinas (tornos, prensas, morsa, etc.)
 As roscas podem ser internas ou externas.
 As roscas permitem a união e desmontagem de peças. 
Também movimentos.
 Perfis do filete
 Perfis do filete
 Sentido de direção da rosca
 Dependendo da inclinação dos filetes em relação ao eixo do 
parafuso, as roscas ainda podem ser direita e esquerda.
 a) Direita b) Esquerda
 Nomenclatura da rosca
 As roscas têm os mesmos elementos, variando apenas os 
formatos e dimensões.
 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
 α = ângulo do filete h1 = altura do filete da porca
 f = fundo do filete h = altura do filete do parafuso
 Roscas triangulares
 Rosca Métrica 
 Ângulo do perfil da rosca = 60º
 Roscas triangulares - Rosca Métrica 
 Ângulo do perfil da rosca 
 a = 60º 
 Diâmetro menor do parafuso ( Ø do núcleo ) 
 d1 =d – 1,2268 . P 
 Diâmetro efetivo do parafuso (Ø médio ) 
 d2 = D2 = d – 0,6495 . P 
 Folga entre a raiz do filete da porca e a crista do filete do parafuso 
 f = 0,045 . P 
 Diâmetro maior da porca 
 D = d + 2f 
 Diâmetro menor da porca ( furo ) 
 D1 = d – 1,0825 . P 
 Diâmetro efetivo da porca ( Ø médio ) 
 D2 = d2 
 Altura do filete do parafuso 
 he = 0,61343 . P 
 Raio de arredondamento da raiz do filete do parafuso 
 rre = 0,14434 . P 
 Raio de arredondamento da raiz do filete da porca 
 rri = 0,063 . P 
 Roscas triangulares
 Rosca Whitworth
 Ângulo do perfil da rosca = 55º
 Roscas triangulares - Rosca Whitworth
 a = 55º 
 P = 1” / nº de filetes 
 hi = he = 0,6403 . P 
 rri = re = 0,1373 . P 
 d = D 
 d1 = d – 2he 
 D2 = d2 = d - he
 Roscas triangulares - Rosca Whitworth
 a = 55º 
 P = 1” / nº de filetes 
 hi = he = 0,6403 . P 
 rri = re = 0,1373 . P 
 d = D 
 d1 = d – 2he 
 D2 = d2 = d - he
 Roscas triangulares - Rosca Whitworth
 a = 55º 
 P = 1” / nº de filetes 
 hi = he = 0,6403 . P 
 rri = re = 0,1373 . P 
 d = D 
 d1 = d – 2he 
 D2 = d2 = d - he
 Definir os parâmetros para uma rosca ¾”:
 Parafuso Métrico
 Whitworth
 O primeiro procedimento para calcular roscas consiste na 
medição do passo da rosca. Para obter essa medida, 
podemos usar pente de rosca, escala ou paquímetro.
 Esses instrumentos são chamados verificadores de roscas e 
fornecem a medida do passo em milímetro ou em filetes por 
polegada e, também, a medida do ângulo dos filetes.
 Os parafusos se diferenciam pela forma da rosca, da cabeça, 
da haste e do tipo de acionamento.
 O corpo do parafuso pode ser cilíndrico ou cônico, totalmente 
roscado ou parcialmente roscado. A cabeça pode apresentar 
vários formatos; porém, há parafusos sem cabeça.
 Parafusos passantes
 Esses parafusos atravessam, de lado a lado, as peças a serem 
unidas, passando livremente nos furos.
 Parafusos não-passantes
 São parafusos que não utilizam porcas. O papel de porca é 
desempenhado pelofuro roscado, feito numa das peças a ser 
unida.
 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.
 Parafusos prisioneiros
 São parafusos sem cabeça com rosca em ambas as extremidades, 
sendo recomendados nas situações que exigem montagens e 
desmontagens freqüentes.
 Em tais situações, o uso de outros tipos de parafusos acaba 
danificando a rosca dos furos.
 O parafuso prisioneiro permanece no lugar quando as peças são 
desmontadas.
 Ao unir peças com parafusos, precisa-se levar em consideração 
quatro fatores:
 Profundidade do furo broqueado;
 Profundidade do furo roscado;
 Comprimento útil de penetração do parafuso;
 Diâmetro do furo passante.
 Veja
 Ø - diâmetro do furo broqueado
 d - diâmetro da rosca
 A - profundidade do furo broqueado
 B - profundidade da parte roscada
 C - comprimento de penetração do parafuso
 d1 - diâmetro do furo passante
 Veja
 Exemplo: duas peças de alumínio devem ser unidas com um parafuso de 6 
mm de diâmetro. Qual deve ser a profundidade do furo broqueado? Qual 
deve ser a profundidade do furo roscado? Quanto o parafuso deverá 
penetrar? Qual é o diâmetro do furo passante?
 O diâmetro do parafuso, ou seja: 3 x 6 mm = 18 mm.
 A profundidade da parte roscada deverá ser: 2,5 x 6 mm = 15 mm.
 O comprimento de penetração 2 x 6 mm = 12 mm.
 O diâmetro do furo passante 1,06 x 6 mm = 6,36 mm.
 Se a união por parafusos for feita entre materiais diferentes, os cálculos 
deverão ser efetuados em função do material que receberá a rosca.
 Parafuso de cabeça sextavada
 Em desenho técnico, esse parafuso é representado da 
seguinte forma:
 Parafuso de cabeça sextavada
 Parafuso de cabeça sextavada
 Em geral, esse tipo de parafuso é utilizado em uniões em que 
se necessita de um forte aperto da chave de boca ou estria.
 Parafusos com sextavado interno
 De cabeça cilíndrica com sextavado interno (Allen). Em 
desenho técnico, este tipo de parafuso é representado na 
seguinte forma:
 Parafusos com sextavado interno
 É utilizado em uniões que exigem um bom aperto, em locais 
onde o manuseio de ferramentas é difícil devido à falta de 
espaço.
 Esses parafusos são fabricados em aço e tratados 
termicamente para aumentar sua resistência à torção.
 Parafusos de cabeça com fenda
 De cabeça escareada chata com fenda.
 Parafusos de cabeça com fenda
 É muito empregado em montagens que não sofrem grandes 
esforços e onde a cabeça do parafuso não pode exceder a 
superfície da peça.
 Parafusos de cabeça com fenda
 De cabeça redonda com fenda
 Parafusos de cabeça com fenda
 Empregado em montagens que não sofrem grandes esforços. 
Possibilita melhor acabamento na superfície.
 Parafusos com rosca soberba para madeira
 Vários tipos
 Parafusos com rosca soberba
 Também é utilizado com auxílio de buchas plásticas. O 
conjunto, parafuso-bucha é aplicado na fixação de elementos 
em bases de alvenaria.
 Roscas Laminadas
 Fuso trapezoidal
 Fuso de esferas
 Roscas Laminadas
 Os fusos de rosca trapezoidal ou ACME, são conformados a frio, 
usando um único processo de laminação de rosca por rolamento, 
garantindo uma superfície lisa e rosca de alta qualidade.
 Roscas Laminadas
 A figura mostra a alteração interna do material, a dureza aumenta 
(usando um material de base com uma dureza de 340 Brinell).
 Porcas
 Porca é uma peça de forma prismática ou cilíndrica 
geralmente metálica, com um furo roscado no qual se encaixa 
um parafuso, ou uma barra roscada. 
 Em conjunto com um parafuso, a porca é um acessório 
amplamente utilizado na união de peças.
 A porca está sempre ligada a um parafuso. A parte externa 
tem vários formatos para atender a diversos tipos de 
aplicação.
 Porca sextavada
 Tipos de porca
 Para aperto manual são mais usados os tipos de porca 
borboleta, recartilhada alta e recartilhada baixa.
 Tipos de porca
 Porcas cegas
 Tipos de porca
 Tipos de porca
 Tipos de porca – para montagem em chapas
 As arruelas têm a função de distribuir igualmente a força de 
aperto entre a porca, o parafuso e as partes montadas. 
 Em algumas situações, também funcionam como elementos 
de trava.
 Tipos
 Tipos
 Aplicação:
 Os elementos de apoio consistem de acessórios auxiliares 
para o funcionamento de máquinas.
 Vamos estudar os seguintes elementos de apoio: 
 buchas,
 guias, 
 rolamentos e 
 mancais.
 Buchas:
 O movimento rotativo entre as rodas e os eixos, ocasiona 
problema de atrito que, por sua vez, causa desgaste tanto 
dos eixos como das rodas.
 Para evitar esse problema, surgiu a idéia de se colocar um 
anel de metal entre o eixo e a roda.
 Esse anel de metal é chamado bucha.
 Buchas:
 As buchas são elementos de máquinas de forma cilíndrica ou 
cônica.
 Servem para apoiar eixos e guiar brocas e alargadores. Nos 
casos em que o eixo desliza dentro da bucha, deve haver 
lubrificação.
 Podem ser fabricadas de metal antifricção ou de materiais 
plásticos.
 A bucha deve ser fabricada com material menos duro que o 
material do eixo.
 Buchas:
 Metal antifricção é uma liga de cobre, zinco, estanho, chumbo 
e antimônio.
 Buchas:
 Classificação:
 Classificam-se quanto ao tipo de solicitação. 
 fricção radial para esforços radiais
 fricção axial para esforços axiais e 
 cônicas para esforços nos dois sentidos.
 Buchas:
 Classificação:
 Buchas:
 Buchas de fricção radial
 As mais comuns são feitas de um corpo cilíndrico furado, 
sendo que o furo possibilita a entrada de lubrificantes.
 Essas buchas são usadas em peças para cargas pequenas e 
em lugares onde a manutenção seja fácil.
 Buchas:
 Bucha de fricção axial
 Essa bucha é usada para suportar o esforço de um eixo em 
posição vertical.
 Buchas:
 Bucha cônica
 Esse tipo de bucha é usado para suportar um eixo do qual se 
exigem esforços radiais e axiais.
 Buchas:
 Bucha-guia para furação e alargamento
 A bucha-guia orienta e possibilita auto posicionamento da 
ferramenta em ação na peça. 
 Guias
 A guia é um elemento de máquina que mantém, com certo 
rigor, a trajetória de determinadas peças.
 Guias
 Tipos:
 Guias
 Tipos:
 Guias
 Classificação:
 Deslizamento 
 Rolamento.
 Guias
 Deslizamento:
 Guias
 Deslizamento:
 Réguas de ajuste
 Para evitar que a folga prejudique a precisão do movimento, é 
necessário que ela seja compensada por meio de réguas de 
ajuste.
 Guias
 Deslizamento:
 Réguas de ajuste
 Guias de Rolamento
 Geram menor atrito que as guias de deslizamento. Isto ocorre 
porque os elementos rolantes giram entre as guias. 
 Os elementos rolantes podem ser esferas ou roletes.
 Conservação das Guias:
 Para conservar as guias de deslizamento e de rolamento em 
bom estado, são recomendadas as seguintes medidas:
 Manter as guias sempre lubrificadas.
 Protegê-las quando são expostas a um meio abrasivo.
 Protegê-las com madeira quando forem usadas como apoio 
de algum objeto.
 Providenciar a manutenção do ajuste da régua, sempre que 
necessário.
 Mancais
 O mancal pode ser definido como suporte ou guia em que se 
apóia o eixo.
 No ponto de contato entre a superfície do eixo e a superfície 
do mancal, ocorre atrito. Dependendo da solicitação de 
esforços, os mancais podem ser de:
 deslizamento ou
 rolamento.
 Mancais de deslizamento
 Osmancais de deslizamento são constituídos de uma bucha 
fixada num suporte. 
 Esses mancais são usados em máquinas pesadas ou em 
equipamentos de menor rotação, porque a baixa velocidade 
evita superaquecimento dos componentes expostos ao atrito.
 Mancais de deslizamento
 Mancais de deslizamento
 O uso de buchas e de lubrificantes permite reduzir esse atrito 
e melhorar a rotação do eixo.
 As buchas são, em geral, corpos cilíndricos ocos que 
envolvem os eixos, permitindo-lhes uma melhor rotação. 
 São feitas de materiais macios, como o bronze e ligas de 
metais leves.
 Mancais de deslizamento
Mancal
 Mancais de deslizamento
 A vida útil dos mancais de deslizamento poderá ser prolongada 
se alguns parâmetros forem observados:
 os materiais de construção deverão ser bem selecionados e 
apropriados.
 Prever as facilidades para os trabalhos de manutenção e 
reposição.
 Apresentar um sistema de lubrificação eficiente.
 O meio em qual os mancais trabalharão.
 Mancais de deslizamento
 Controle da folga de mancais de deslizamento
 Para o controle da folga de mancais de deslizamento, exige-
se o posicionamento correto do conjunto mancal e eixo. O 
conjunto deverá girar livremente. 
 O controle da folga entre o mancal e o eixo é feito com uma 
lâmina calibrada verificadora de folgas. O controle da folga, 
quando se exige maior precisão dimensional, pode ser 
efetuado com um relógio comparador.
 Mancais de deslizamento
 Controle da folga de mancais de deslizamento
 Mancais de deslizamento
 Formas construtivas e ajustes
 A manutenção é efetuada com a troca da bucha de 
deslizamento.
 Mancais de deslizamento
 Mancal bipartido no qual se pode aplicar buchas inteiriças ou 
partidas.
 Mancais de rolamento
 Quando necessitar de mancal com maior velocidade e menor 
atrito, o mancal de rolamento é o mais adequado.
 Os rolamentos são classificados em função dos seus 
elementos rolantes.
 Mancais de rolamento
 Mancais de rolamento
 Quando é necessário reduzir ainda mais o atrito de escorregamento, 
utilizamos um elemento de máquina, chamado rolamento.
 Os rolamentos limitam, ao máximo, as perdas de energia em 
conseqüência do atrito.
 Mancais de rolamento
 São geralmente constituídos de dois anéis concêntricos, entre 
os quais são colocados elementos rolantes como esferas, 
roletes e agulhas.
 Mancais de rolamento
 Mancais de rolamento
 Mancais de rolamento
 Mancais de rolamento
 Rolamento Fixo de Esferas
 O canal da pista no anel interno e no anel externo 
apresentam um perfil lateral em arco, com raio ligeiramente 
maior que o raio das esferas.
 Além da carga radial, permite o apoio de uma pequena carga 
axial em ambos os sentidos.
 O torque de atrito é pequeno, sendo o mais adequado para 
aplicações que requerem baixo ruído e vibração, e em locais 
de alta velocidade de rotação.
 Mancais de rolamento
 Rolamento de Esferas de Contato Angular
 Os rolamentos deste tipo permitem o apoio da carga radial e 
num único sentido a carga axial. A esfera e os anéis interno e 
externo formam ângulos de contato de 15°, 25°, 30° ou 40°. 
 Quanto maior o ângulo de contato maior será a capacidade 
de carga axial, e quanto menor o ângulo de contato melhor 
será para altas rotações.
 Mancais de rolamento
 Rolamento Autocompensador de Esferas
 O anel interno possui duas pistas e a pista do anel externo é 
esférica. O centro do raio que forma esta superfície esférica é 
coincidente ao centro do rolamento, conseqüentemente, o 
anel interno, as esferas e a gaiola inclinam-se livremente em 
relação ao anel externo.
 Os erros de alinhamento que ocorrem devido aos casos como 
o do desvio na usinagem do eixo e alojamento, e as 
deficiências na instalação são corrigidos automaticamente.
 Mancais de rolamento
 Rolamento de Rolos Cilíndricos
 Rolamentos de construção simples em que os rolos de forma 
cilíndrica estão em contato linear com a pista. Possuem uma 
grande capacidade de carga, principalmente, apoiando a 
carga radial. 
 Como o atrito entre os corpos rolantes e o rebordo do anel é 
reduzido, são adequados para altas rotações.
 Mancais de rolamento
 Rolamento de Rolos Agulha
 Nos rolamentos de rolos agulha são inseridos um grande 
número de rolos finos e alongados com comprimento de 3 a 
10 vezes o diâmetro. 
 Com a reduzida proporção do diâmetro externo em relação 
ao diâmetro do círculo inscrito dos rolos, possuem 
capacidade de carga radial comparativamente maior.
 Mancais de rolamento
 Rolamento de Rolos Cônicos
 Os rolos cônicos trapezoidais inseridos como corpos rolantes 
são guiados pelo rebordo maior do anel interno. De grande 
capacidade de carga permitem o apoio da carga radial e num 
único sentido a carga axial.
 Mancais de rolamento
 Rolamento Autocompensador de Rolos
 Rolamentos formados pelo anel interno com duas pistas, anel 
externo com pista esférica e os rolos com a superfície de 
rolagem esférica. Devido ao centro da pista esférica do anel 
externo ser coincidente ao centro do rolamento, permite o auto-
alinhamento como os rolamentos autocompensadores de 
esferas.
 Erros de alinhamento são automaticamente ajustados, fazendo 
com que não ocorram cargas anormais no rolamento.
 Permitem o apoio da carga radial e em ambos os sentidos a 
carga axial.
 Mancais de rolamento
 Rolamento Axial de Esferas de Escora Simples
 Os rolamentos axiais de esferas de escora simples suportam 
a carga axial em um sentido.
 Os rolamentos axiais de esferas são constituídos por anéis 
em configuração de arruelas com canal e gaiolas com as 
esferas embutidas.
 O anel a ser instalado no eixo é denominado de anel interno e 
o anel a ser instalado no alojamento é denominado de anel 
externo.
 Mancais de rolamento
 Rolamento Axial Autocompensador de Rolos
 Os rolos trapezoidais são dispostos obliquamente na 
superfície de rolagem. O rolamento possui auto-alinhamento 
em virtude da pista do anel externo ser esférica.
 A capacidade de carga axial é elevadíssima e quando estiver 
sob carga axial permite a aplicação de cargas radiais 
moderadas.
 Mancais de rolamento
 Rolamento Axial de Rolos Cilíndrico e Cônicos
 Suportam cargas axiais, sendo que o de rolos cilíndricos 
suporta apenas axiais.
 Já o de rolos cônicos suporta carga radial combinada.
 Aquecedor Indutivo
 Cálculo de Mancal de Deslizamento:
 Comportamento em rotação:
 Cálculo de Mancal de Deslizamento:
 Comportamento em rotação:
 Cálculo de Mancal de Deslizamento:
 Comportamento em rotação:
 Cálculo de Mancal de Deslizamento:
 Comportamento em rotação:
 Cálculo de Mancal de Deslizamento:
 Variáveis utilizadas no projeto:
 Conhecidas ou adotadas pelo projetista:
 Viscosidade (μ). 
 Pressão projetada ou força atuante dividida pela área projetada (P). 
 Força atuante no mancal (W) 
 A rotação da árvore/eixo (N). 
 As dimensões do mancal: Raio do eixo (r), Folga radial (c), ângulo de 
abraçamento (β) e Comprimento do mancal (l). 
 Cálculo de Mancal de Deslizamento:
 Variáveis utilizadas no projeto:
 Pressão projetada P:
 Cálculo de Mancal de Deslizamento:
 Variáveis utilizadas no projeto:
 Raio do eixo (r), Folga radial (c), ângulo de abraçamento (β) :
 Cálculo de Mancal de Deslizamento:
 Variáveis utilizadas no projeto:
 Dependentes:
 - Coeficiente de atrito (f). 
 - Acréscimo de temperatura (ΔT). 
 - Vazão de óleo (Q). 
 - Espessura mínima do filme lubrificante (h0). 
 h0 = Espessura mínima do filme lubrificante. 
 h = Espessura do filme lubrificante (variável ao longodo abraçamento da bucha). 
 β = Ângulo de abraçamento do mancal. 
 c = Folga radial entre eixo e bucha (Calculado com o eixo concêntrico com a 
bucha). 
 e = Excentricidade = Distância entre o centro do eixo e o centro do mancal. 
 ε = razão de excentricidade. 
 Cálculo de Mancal de Deslizamento:
 Ex: Dimensionamento de mancal de deslizamento:
 Dados conhecidos: 
 Viscosidade: μ = 2,0 mPa.s 
 Rotação: N = 30 Hz 
 Força Atuante: W = 2000 N 
 Raio do Eixo: r = 25 mm 
 Folga Radial: c = 0,04 mm 
 Comprimento do Mancal: l = 50,0 mm 
 Ângulo de Abraçamento: β = 3600
 Cálculo de Mancal de Deslizamento:
 Ex: Dimensionamento de mancal de deslizamento:
 Solução: 
 Pressão Projetada:
 Número de Sommerfeld: 
 Cálculo de Mancal de Deslizamento:
 Ex: Dimensionamento de mancal de deslizamento:
 1. Espessura mínima da película lubrificante: h0/c 
 Com l/d = 50/50 = 1 e 
 S = 0,03 
h0/c=0,15
 Cálculo de Mancal de Deslizamento:
 Ex: Dimensionamento de mancal de deslizamento:
 2. Posicionamento de espessura mínima da película 
lubrificante :φ 
 Com l/d = 50/50 = 1 e 
 S = 0,03 
Ф=31
 Cálculo de Mancal de Deslizamento:
 Ex: Dimensionamento de mancal de deslizamento:
 3. Excentricidade do eixo em relação ao mancal: e 
 Com l/d = 50/50 = 1 e S = 0,03
 OBS.: 1. O eixo estaria centralizado se e = 0 e h0 = c = 0,04 mm. 
 O projeto de um mancal pode ser feito para maximizar a carga 
atuante no mancal ou para ter a mínima perda de potência. As 
linhas tracejadas da figura determinam as regiões para carga 
máxima e para mínimo atrito. A região compreendida entre as linhas 
tracejadas pode ser considerada a melhor região de projeto.
 Cálculo de Mancal de Deslizamento:
 Ex: Dimensionamento de mancal de deslizamento:
 4. Coeficiente de atrito: f 
 Com l/d=50/50=1 e S = 0,03
fr/c=1,4
 Cálculo de Mancal de Deslizamento:
 Ex: Dimensionamento de mancal de deslizamento:
 5. Vazão do lubrificante: Q 
 Com l/d = 50/50 = 1 e S = 0,03
 6. Perda de lubrificante ou Vazão lateral QS:
Qs/Q=0,88
Q/rcNl=4,6
 Cálculo de Mancal de Deslizamento:
 Ex: Dimensionamento de mancal de deslizamento:
 7. Pressão do lubrificante: pmáx
P/Pmax=0,28
 Cálculo de Mancal de Deslizamento:
 Ex: Dimensionamento de mancal de deslizamento:
 Gráfico da Viscosidade
 A temperatura média (TMéd) é: 
 ∆T é o acréscimo de temperatura ocorrido no lubrificante devido ao 
atrito gerado no mancal. 
 Cálculo de Mancal de Deslizamento:
 Ex: Dimensionamento de mancal de deslizamento:
 Exemplo: Gráfico da Viscosidade 
 Tentr = 80
0C. 
 Acréscimo de temperatura ΔT = 300C. 
 TMéd = 95
0C
 Viscosidade (μ) = 8mPa.s. 
 Óleo SAE30
 Cálculo de Mancal de Deslizamento:
 Ex: Seleção de óleo
 Dado uma temperatura de entrada de 780C, com acréscimo de 140C.
 Dado uma viscosidade de (μ) 12mPa.s.
 Tentr = 78
0C. 
 Acréscimo de temperatura ΔT = 140C. 
 TMéd = 85
0C
 Óleo SAE40
 Exercício:
 Determinar h0 e e utilizando os seguintes parâmetros:
 Viscosidade: μ = 6,0 mPa.s
 Rotação: N = 40 Hz 
 Força Atuante: W = 2300 N 
 Raio do Eixo: r = 35 mm 
 Folga Radial: c = 0,08 mm 
 Comprimento do Mancal: l = 70 mm
 Bons estudos!