Atps Elementos de maquinas 1234

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FACULDADE ANHANGUERA EDUCACIONAL 
ENGENHARIA MECÂNICA 
 
 
 
 
 
ATIVIDADES PRÁTICAS SUPERVISIONADAS 
ELEMENTOS DE MÁQUINAS 
 
 
 
 
 
 
 
 
Anápolis 
2015 
 
 
 
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ALUNOS: 
Amadeu Gomez Pereira - Ra: 5631103563 
Arailton Gabriel dos S. Bastos - Ra: 4211796214 
Edilson A. de Sousa Filho - Ra: 5899076586 
Franciliano C. Lima - Ra: 3226021138 
Lucas Eliathan Faria Ferreira - RA: 3776753495 
Magdiel Ramos Rodrigues - Ra: 5670128594 
Marcos Antônio M. da Costa - Ra: 5222985910 
Thalles Jose da Silva - Ra: 5899076605 
 
 
ATIVIDADES PRÁTICAS SUPERVISIONADAS 
ELEMENTOS DE MÁQUINAS 
 
 
 
 
 
 
 
 
Anápolis 
2015 
Trabalho apresentado a Disciplina de Elementos de 
Maquinas. Para composição de nota do Segundo bimestre 
do curso de Engenharia Mecânica da Faculdade 
Anhanguera. 
Prof.º: Claudio Magela 
 
 
 
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SUMÁRIO 
 
 
INTRODUÇÃO ......................................................................................................................03 
 
ETAPA 1: RELATORIO 1 - Prevenção de Falha...............................................................04 
 
ETAPA 2: RELATORIO 2 - Eixo Árvore ...........................................................................06 
ETAPA 3: RELATORIO 3 – MANCAIS ............................................................................08 
ETAPA 4: TIPOS DE GUINDASTES .................................................................................14 
CONCULUSÃO .....................................................................................................................16 
 
BIBLIOGRAFIA ....................................................................................................................17 
 
 
 
 
 
 
 
 
INTRODUÇÃO 
 
 
 
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Elementos de Maquinas são encontrados em todo tipo de maquina, cada elemento e 
responsável por uma função da maquina, eixos e mancais engrenagens parafusos cada um 
deles e responsável pelo funcionamento da maquina, muitos deles trabalham sobre pressão o 
que pode diminuir a vida útil desses elementos que estão sujeitos ao desgaste corrosão, 
Fraturas entre outros fatores que interferem no seu funcionamento, saber dimensionar esses 
elementos e essencial para que não venham sofre um desgaste ou fratura prematura colocando 
em risco a segurança daqueles que operam a maquina ou equipamento. Neste trabalho vamos 
entender possíveis falhas que podem ocorrer em um projeto mecânico e conhecer mais sobre 
essas falhas, para poder ter um projeto seguro e de confiança. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
RELATORIO 1 – Prevenção de Falhas 
Somatório final dos Ra´s: 5 
 
 
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Valor da Carga: 5200 lbf 
 Deformação elástica: O grau ao qual uma estrutura se deforma ou se esforça depende da 
magnitude da tensão imposta. Para a maioria dos metais que são submetidos a uma tensão 
de tração em níveis relativamente baixos, a tensão e a deformação são proporcionais entre 
si, de acordo com a relação: 
σ = Ee 
Esta relação é conhecida por lei de Hooke, e a constante de proporcionalidade E (GPa ou 
psi) é o módulo de elasticidade, ou módulo de Young. A deformação elástica não e 
permanente, ou seja assim que a força cessar o material volta a sua forma inicial. 
 Escoamento: E o limite entre a deformação elástica( quando o material volta a sua forma 
inicial), e a deformação plástica ( quando o material sofre uma deformação permanente), 
 Indentação: Em ensaios de dureza o penetrador ao Marcar o corpo de prova forma o que 
chamamos de indentação, que e a Marca deixada pelo penetrador no corpo de prova, isso 
para avaliar a dureza do material. 
 Fratura Frágil: A fratura frágil ocorre sem qualquer deformação apreciável e através de 
uma rápida propagação da trinca. A direção do movimento da trinca está muito próxima 
de ser perpendicular à direção da tensão de tração aplicada e produz uma superfície de 
fratura relativamente plana. As superfícies de fratura de materiais que falharam em modo 
frágil terão os seus próprios padrões de distinção; quaisquer sinais de deformação plástica 
generalizada estarão ausentes. 
 Fadiga: E uma forma de falha que ocorre em estruturas que estão sujeitas a tensões 
dinâmicas e oscilantes (por exemplo, pontes, aeronaves e componentes de máquinas). 
Sob essas circunstâncias, é possível a ocorrência de uma falha em um nível de tensão 
consideravelmente inferior ao limite de resistência à tração ou ao limite de escoamento 
para uma carga estática. O termo "fadiga" é usado pois esse tipo de falha ocorre 
normalmente após um longo período de tensão repetitiva ou ciclo de deformação. A 
fadiga é importante no sentido de que ela é a maior causa individual de falhas em metais, 
sendo estimado que ela compreende aproximadamente 90% de todas as falhas metálicas. 
 
 Corrosão: A corrosão metálica é a transformação de um material ou liga metálica pela 
sua interação química ou eletroquímica num determinado meio de exposição, processo 
 
 
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que resulta na formação de produtos de corrosão e na libertação de energia. Quase 
sempre, a corrosão metálica (por mecanismo eletroquímico), está associada à exposição 
do metal num meio no qual existem moléculas de água, juntamente com o gás oxigênio 
ou íons de hidrogênio, num meio condutor. 
 
 Desgaste: E a perda progressiva de material devida ao movimento relativo entre a 
superfície e a substância com a qual entra em contato. Está relacionado com interações 
entre as superfícies e, mais especificamente, a remoção e a deformação do material sobre 
uma superfície como resultado da ação mecânica da superfície oposta. 
 
 Flambagem: A flambagem é um fenômeno que ocorre em peças esbeltas (peças onde a 
área de secção transversal é pequena em relação ao seu comprimento), quando 
submetidas a um esforço de compressão axial. A flambagem acontece quando a peça 
sofre flexão transversalmente devido à compressão axial. A flambagem é considerada 
uma instabilidade elástica, assim, a peça pode perder sua estabilidade sem que o material 
já tenha atingido a sua tensão de escoamento. Este colapso ocorrerá sempre em torno do 
eixo de menor momento de inércia de sua seção transversal. A tensão crítica para ocorrer 
a flambagem não depende da tensão de escoamento do material, mas do seu módulo de 
Young. 
 
Falhas mais comuns em projeto mecânico de guindaste: 
Os guindastes são projetados para trabalhar por um longo período, mediante um 
planejamento cuidadoso da operação e precauções relacionadas às atividades rotineiras de um 
canteiro de obra. A fadiga dos materiais é um processo comum a todo equipamento e envolve 
uma série de fatores, como o peso da carga, a força do vento, a intensidade e frequência do 
uso, entre outros. Esses fatores ocasionam o enfraquecimento diário dos materiais e essa 
progressão, em ritmo lento, torna-se insustentável em um determinado momento, resultando 
na quebra daquele elemento estrutural. Esse fenômeno é denominado “fadiga de alto ciclo” e 
todas as máquinas são projetadas levando-se em conta tal fenômeno 
Algumas das falhas que podem ocorrer são rompimento do cabo de aço do ponto de 
pega ou a flambagem da lança do guindaste por excesso de carga. 
 
 
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Nosso guindaste poderá suportar ate 5200 lbf, ou aproximadamente 23140N. Ou 
seja, conseguira erguer aproximadamente 2,3 toneladas a partir desta carga esta sujeito a 
falhas como flambagem ou deformações permanentes em sua estrutura. 
 
RELATORIO 2 – Eixo Árvore 
 
Vamos usar o aço 1020 que e um aço ao carbono,de uso geral, sem elementos de liga, usado 
em peças mecânicas, eixos, partes soldadas, apresenta ainda uma tensão de escoamento de 
210 Mpa e modulo de elasticidade 205Gpa, Tensão de ruptura 250. 
Falhas comuns por tensão normal, cisalhamento, torsão e flexão já que estão sempre 
transmitindo movimento e recebem muitas solicitações de forças, seu desgaste também e 
comum já que estão sempre em atrito com engrenagens, mancais etc, Trabalhos longos e 
repetitivos mesmo que com a carga abaixo do máximo permitido podem ocasionar fratura por 
fadiga e caso a trinca que se da devido a fadiga não for cessada com o reparo em solda, a 
maquina pode vir a romper podendo causar acidentes. 
As falhas por desgastes podem ser amenizadas com a manutenção preventiva do guindaste, 
em dias com a lubrificação dessas peças que costuma se desgastar pelo constante uso da 
maquina. 
Para minimizar as falhas que ocorrem no eixo arvore do moitão uma metodologia empregada 
é a de calcular as solicitações por separado e, após, somar os resultados para identificar a 
força resultante. No dimensionamento dos elementos de máquinas ou estruturas, como os 
eixos, vários são os critérios que podem ser utilizados para o estabelecimento de suas 
dimensões mínimas, compatíveis com as propriedades mecânicas dos materiais utilizados. Os 
 
 
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critérios surgem quando se busca a resposta do ponto onde ocorrerá a deterioração do 
material, por ruptura, por plastificação, (por ser ultrapassado o limite de proporcionalidade, ou 
de escoamento etc, dependendo de seu uso). Assim o dimensionamento do eixo deve ser 
realizado considerando que o material é elástico e linear, (Lei de Hooke). 
A carga em eixos de transmissão de rotação é predominantemente uma de dois tipos: 
 Torção devido ao torque transmitido 
 Flexão devido às cargas transversais em engrenagens, polias e catracas. 
 Calculando-se a carga resultante. Essas cargas normalmente ocorrem em combinação, 
porque, o torque transmitido pode estar associado com forças nos dentes das engrenagens ou 
de catracas fixadas aos eixos. 
Tensão de ruptura = 250 Mpa força 23140N 
 med cisalhamento= F/a.2 
 
250mpa= 23140/A.2 
D=√ 00.4/3,14 = 76,5 mm 
 
 
 
 
 
ETAPA 3: MANCAIS DE ROLAMENTO 
 
 
 
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Mancais: Elementos de máquinas que servem de apoios fixos aos eixos que 
transmitem movimentos giratórios . O mancal é composto de uma estrutura geralmente de 
ferro fundido e bipartida, que encerra o casquilho, no interior do qual gira o eixo. A maioria 
das máquinas e equipamentos possuem mancais. É sua função posicionar um elemento de 
máquina que gira em relação a outro. Em outras palavras, os mancais são componentes de 
máquinas destinados a assegurar movimentação rotativa entre duas superfícies, com baixo 
nível de atrito. São conjuntos destinados a suportar as solicitações de peso e rotação de eixos e 
árvores. 
Mancais de Deslizamento: Tem a função dé servir de apoio para eixos girantes. 
Estes mancais estão sujeitos às forças de atrito devido a rotação do eixo, ou seja, o atrito 
ocorre devido ao contato da superfície do eixo com o mancal. Os mancais são constituídos de 
uma bucha fixada em um suporte e são utilizados em máquinas pesadas e em equipamentos de 
baixa rotação, porque a baixa velocidade evita o superaquecimento dos equipamentos 
expostos ao atrito. 
A vida útil dos mancais de deslizamento poderá ser prolongada seguindo alguns 
parâmetros: os materiais necessitam ser muito bem escolhidos e apropriados a partir do 
desenvolvimento do projeto de fabricação. O projeto de fabricação deverá prever os modos 
para os trabalhos de manutenção, conservação, limpeza, lubrificação, alinhamento e 
reposição, mas no caso de possíveis danos faz-se importante considerar as principais funções 
dos mancais de deslizamento, que são: apoiar e guiar os eixos. Figura 1 Representação de 
Mancal de deslizamento. 
Vantagens Desvantagens 
Fácil Montagem e desmontagem Altas temperaturas e desgaste devido ao 
atrito 
Fácil adaptação Atrito causa Desgaste de buchas devido a 
falta de lubrificação e perda de rendimento. 
Varias formas modelos Não permitem desalinhamentos 
 
 
 
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Figura 1 
 
Mancais de Rolamento: Quando o eixo gira dentro do furo é produzido o atrito 
denominado de escorregamento. Para reduzir esse atrito utiliza-se o rolamento: que é um 
elemento de máquina que permite o movimento relativo controlado entre duas ou mais partes. 
Eles limitam as perdas de energia produzidas pelo atrito. O comportamento do mancal de 
rolamento pode ser verificado através do tato e da audição. No entanto, para fazer a avaliação 
do processo de giro, é necessário girar o rolamento lentamente através do tato, isso permite 
constatar se o movimento está tendo dificuldades para girar ou não. Já na avaliação pela 
audição é necessário que o rolamento gire através de rotações reduzidas, levando em 
consideração o ruído emitido que se classificam como: raspantes, estrepitoso ou metálico; se 
isto ocorrer é porque as pistas estão sujas, descascadas, com folgas ou com falta de 
lubrificação. Essa classe se divide em três sub classes: Esfera Rolete e Agulha. 
VANTAGENS DESVANTAGENS 
Menor atrito e aquecimento Maior sensibilidade a choques 
Baixa exigência de lubrificação Maior custo de fabricação 
Não há desgaste do eixo Tolerância pequena para carcaça e 
alojamento do eixo 
Pouca folga durante a vida útil Maior espaço e menor resistência a cargas 
elevadas. 
 
 
 
 
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Figura 2 
 
 Esfera Rolete Agulha 
 
Rolamento Fixo de uma carreira de esferas: É o mais comum dos rolamentos. Suporta 
cargas radiais e pequenas cargas axiais e é apropriado para rotações mais elevadas. Sua 
capacidade de ajustagem angular é limitada. É necessário um perfeito alinhamento entre o 
eixo e os furos da caixa. Figura 3 
 
Figura 3 
 
Rolamento auto compensador de esferas: É um rolamento de duas carreiras de esferas com 
pista esférica no anel externo, o que lhe confere a propriedade de ajustagem angular, ou seja, 
de compensar possíveis desalinhamentos ou flexões do eixo. Figura 4 
 
 
 
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Figura 4 
 
Rolamento auto compensador de uma carreira de rolos Seu emprego é particularmente 
indicado para construções em que se exige uma grande capacidade para suportar carga radial 
e a compensação de falhas de alinhamento. Figura 5. 
Figura 5 
 
Rolamento auto compensador de duas carreiras de rolos: É um rolamento adequado aos 
mais pesados serviços. Os rolos são de grande diâmetro e comprimento. Devido ao alto grau 
de oscilação entre rolos e pistas, existe uma distribuição uniforme da carga. Figura 6. 
Figura 6 
 
 
 
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Rolamento de rolos cônicos: Além de cargas radiais, os rolamentos de rolos cônicos também 
suportam cargas axiais em um sentido. Os anéis são separáveis. O anel interno e o externo 
podem ser montados separadamente. Como só admitem cargas axiais em um sentido, torna-se 
necessário montar os anéis aos pares, um contra o outro. Figura 7. 
Figura 7 
 
 
Rolamento de agulha: Possui uma seção transversal muito fina em comparação com os 
rolamentos de rolos comuns. Comprimento de 3 a 10 vezes o diâmetro. É utilizado 
especialmente quando o espaço radial é limitado. Figura 8. 
 
Figura 8 
 
 
 
 
 
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Dimensionamento do Rolamento 
C = fs.P 
C = Carga dinâmica 
Fs = Fator de segurança 
P = Carga Estática 
C = 2 x 23140 
C = 46,2 KN 
Rolamento MU214 D externo 125 mm 
 
 
ETAPA 4: TIPOS DE GUINDASTES 
Grua 
 
Também chamada de guindaste universal de torre, é um equipamento desenvolvidopara auxiliar no transporte de cargas, tanto na horizontal como na vertical, é um equipamento 
de grande durabilidade e versatilidade: tendo manutenção adequada, poderá ser utilizado por 
várias décadas. 
Ela é uma estrutura metálica de grande porte, pode ter altura de trabalho de 10 
metros até 150 metros ou mais. A grande evolução ocorrida com as Gruas atualmente, ocorreu 
a partir de 1997, quando houve a inserção junto ao sistema de comando dos motores elétricos 
convencionais existentes, o sistema eletrônico de variador de frequência ou conversor de 
torque, fazendo com que a grua trabalhe mais suavemente, com arranque menos brusco 
acarretando menores manutenções e menor desgaste, inclusive com maior economia no 
consumo de energia elétrica. Figura 8. 
 
 
 
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Figura 9 
 
 
Pinça ou multiangular 
Usado na construção civil, é desmontável devido a ser pesado e grande, geralmente treliçado. 
É composto de duas extremidades: numa delas, fica a pinça elevatória descendente e/ou 
ascendente; na outra, fica um imenso contrapeso, que estabiliza o conjunto, evitando a sua 
queda. Normalmente, é fixada em pesada base sustentado por uma torre modular. É um 
conjunto de possante motor com roldanas, acopladas a um ou mais cabos de alta resistência. 
Utiliza a teoria das roldanas para "dividir" o peso nos cabos de elevação. 
Truck-crane, Guindauto, Rodoviário ou Munck 
 
Usados para a movimentação de cargas na construção civil, descarga de maquinário, 
montagem de estruturas e movimentação de tanques, silos, entre outras utilidades. São 
equipamentos montados sobre caminhão convencional(com chassis alongado) ou concebidos 
num conjunto que já compreende caminhão e equipamento num só. Tem lança telescópica 
com a opção de colocação de jib. Podem ter diversas capacidades e ser de diversas marcas, 
em sua maioria estrangeiras. Popularmente no Brasil são chamados de 
"caminhão Munck".Figura 10. 
 
 
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Figura 10 
 
 
 
Protótipo para o Guindaste: 
 
 
 
 
 
 
 
 
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CONCLUSÃO 
 
Com a elaboração deste trabalha nos vimos como são as falhas que ocorrem em um projeto 
Mecânico, uma vez que o material esta sujeito a varias solicitações sendo forças cortantes, 
normais, de tensão flexão compreensão, e outros fatores também contribuem para que o 
material venha romper, que e o que acontece na Fadiga, quando o material a receber uma 
determinado repetitivo prolongado, vem a trincar-se e romper-se sem deformações, No 
projeto do guindaste conhecemos um pouco também sobre eixo arvore que e um eixo que 
transmitem e recebem algum movimento por meio de engrenagens, Os Mancais de rolamento 
e deslizamento são elementos para apoiar eixos e arvores, cada um e empregado de acordo 
com a necessidade do projeto como maior carga ou maior rotação. Vimos que os mancais de 
deslizamento suportam maiores cargas porem já são prejudicados pela grande necessidade de 
lubrificação para não haver desgastes de eixos e buchas, Já os de Rolamento já são muitos 
utilizados quando não necessidade de grandes cargas e não necessitam de lubrificação 
rigorosa. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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BIBLIOGRAFIA 
 
Ciência e engenharia dos Materiais - WlLLlAM D. C.VLLISTER. JR – 5 Edição editora 
LTC. 
Corrosão disponível em: http://pt.wikipedia.org/wiki/Corros%C3%A3o acesso em 11 de abril 
de 2015 
Desgaste disponível em: http://pt.wikipedia.org/wiki/Desgaste acesso em 11 de abril de 2015 
Elementos orgânicos de maquinas disponível em: 
http://www.madeira.ufpr.br/disciplinasalan/AT102-Aula01.pdf acesso em 14 de abril de 2015 
Propriedades mecânicas de alguns materiais: disponível em: 
http://www.petmec.uff.br/sites/default/files/downloads/W%20-
%20Apendice%20C%20Materiais.pdf acessso em: 14 de abril de 2015 
Acidentes causados pela movimentação de carga: Disponível em: 
https://www.editoraroncarati.com.br/v2/phocadownload/artigos_e_estudos/Acidentes_Causad
os_Durante_a_Movimentacao_de_Cargas.pd acesso em: 14 de abril de 2015. 
Elementos de Maquinas II Disponível em: http://www.graduacao.mecanica.ufrj.br/pdf/9_-
_Mancais_de_Rolamentos.pdf Acesso em: 20 de junho de 2015. 
Guindaste: Disponível em: https://pt.wikipedia.org/wiki/Guindaste Acesso em: 20 de Junho 
de 2015. 
Conceitos essenciais de Mancais de deslizamento e rolamento; Disponivel em: 
http://fatecgarca.edu.br/revista/Volume2/Artigo_8_Volume_2.pdf Acesso em: 20 de junho de 
2015.