Questões Prova 3

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Parafusos e juntas parafusadas 
1. Cite os tipos de juntas existentes. 
Juntas móveis: permitem que os elementos unidos sejam colocados ou retirados do conjunto 
sem causar nenhum dano às peças, ou seja, são desmontáveis. Como exemplo disso tem-
se os parafusos, as porcas e arruelas. 
Juntas fixas: não permite essa flexibilidade, uma vez instalados, os elementos de fixação 
não podem ser reutilizados, pois ao serem retirados perdem a utilização. A desmontagem 
deste tipo de união só é possível através da ruptura da junta. Pode-se citar como exemplos 
a união por rebites e as juntas soldadas. 
2. O que são rebites? 
São elementos formados por um corpo cilíndrico e uma cabeça. Eles podem ser fabricados 
em aço, alumínio, cobre ou latão. É usado para a fixação permanente de duas ou mais peças. 
Os rebites unem rigidamente peças ou chapas em estruturas metálicas de reservatórios, 
caldeiras, máquinas, navios, aviões, veículos de transporte e treliças. 
3. O que são guias? 
 
4. Explique os significados dos termos: M10x9, 11/4x8-UNC, Parafuso Classe 10.9. 
Um parafuso especificado como M10x9 significa uma rosca Métrica, com diâmetro nominal 
de 10,0 mm e passo de 9,0 mm. 
Uma rosca 11/4x8-UNC possui 0,25 de diâmetro nominal, 8 roscas por polegada e UNC é a 
série de roscas. 
Um parafuso classificado como Classe 10x9 significa Limite de resistência à tração de 1.000 
MPa (10x100) e Limite de escoamento de 900 MPa (90% de 1.000). 
5. O que é passo de um parafuso? 
Passo é a distância entre formas adjacentes de rosca medida paralelamente ao eixo da 
rosca. O passo em unidades inglesas é igual ao número de formas de rosca por polegada. 
6. O que é avanço de um parafuso? 
O avanço (dp) é a distância que a rosa se move paralelamente ao eixo do parafuso quando 
a porca dá uma volta. Para uma rosca única, o avanço é igual ao passo. 
7. O que é força de montagem em uma junta parafusada? 
É a força aplicada para promover a junção de elementos mecânicos por meio de juntas 
parafusadas. 
8. O que é constante de rigidez equivalente de corpos em uma união por parafusos? 
 É a constante resultante de todos os corpos unidos pelo parafuso. 
9. Explique todos os termos da Equação: 
 
 
Fp: Força de tração; 
Fi: Pré-carga para comprimir os corpos a serem unidos; 
Kp: Constante de rigidez do parafuso; 
Kc: Constante de rigidez equivalente dos corpos unidos; 
FEXT: Esforços externos. 
10. A equação da questão 9 pode ser usada para calcular a Força atuante nos corpos 
após a aplicação da força externa? Explique. 
Não, pois existe na equação o termo Kp/(Kp+Kc), que determina a parcela da força externa 
que é absorvida pelo parafuso. 
11. A constante de rigidez do parafuso deve ser maior, menor ou igual que a constante 
de rigidez equivalente dos corpos unidos? Justifique. 
A constante de rigidez da junta deve ser a maior possível para preservar a união entre os 
corpos. 
12. Considere uma junta parafusada. A força externa varia de zero a um valor máximo. 
Como é a variação das forças no parafuso? 
Na fase inicial, antes de atuarem esforços externos (FEXT = 0), os corpos ficam comprimidos 
de -Fi (Força de união) e os parafusos tracionados com +Fi (Carga de tensão). Em seguida, 
passam a atuar as forças Fp (Força de tração) e Fc (Força de compressão). 
As forças atuantes no parafuso, quando as forças externas na junta variam de zero a um 
valor máximo são: FMín-Paraf = Fi; FMáx-Paraf = FP. A força mínima no parafuso nunca é zero e 
sim a força de montagem (Fi). 
13. Qual é a influência da Força de montagem nas forças atuantes nos parafusos em uma 
junta? 
 
 
14. Porque a introdução de uma junta de borracha (terceiro corpo) é bastante usada 
em união de corpos de aços por parafusos de aço? 
Para aumentar a constante de rigidez da junta. 
 
15.Considere uma junta parafusada unindo dois corpos de aço com um parafuso de aço. A força 
de montagem é igual a 40 kN. A constante de rigidez do parafuso é igual a 2,5 vezes a constante 
de rigidez equivalente dos corpos. São conhecidos os seguintes dados do parafuso: Parafuso 
classe 10.9; 
Limite de resistência à Fadiga (para vida infinita) = 190,0 MPa; 
Fator de segurança de fadiga = 1,2. 
O parafuso usado na junta foi M27x2. 
a. Houve uma falha na junta logo após a sua montagem. A força externa atuante era constante 
e igual a 145 MPa. Analise, determine e justifique com cálculos a causa da falha da junta. 
b. Uma nova junta com componentes novos (e idênticos ao caso a) foi montada. No entanto, a 
força externa variava de 0 a 116 kN. O parafuso usado foi M27x2 (classe 10.9). A força de 
montagem foi mantida a mesma do caso anterior. Este parafuso (e consequentemente a junta) 
terá vida infinita? Justifique detalhadamente. 
 
Mancais e Lubrificantes 
1. O que são mancais? 
Mancais são elementos de que permitem o movimento relativo entre componentes de 
máquinas. 
 
2. Como os mancais são classificados quanto à resistência ao movimento? 
Mancais de rolamento: são aqueles em que um elemento rolante é interposto entre as 
superfícies deslizantes. 
Mancal de deslizamento (planos ou hidrodinâmicos): nestes mancais ocorre um 
movimento relativo entre o componente móvel e o mancal. Entre o eixo e o mancal é 
interposto um terceiro componente chamado de bucha. Esta bucha tem a função de 
evitar o desgaste do eixo, aumentando sua vida útil. 
 
3. Como os mancais são classificados quanto às forças atuantes? 
Mancais radiais, axiais e mistos. 
 
 
 
4. O que são buchas? 
É um componente colocado entre o componente móvel e o mancal a fim de evitar o 
desgaste do eixo, aumentando sua vida útil. 
 
5. Quais são as falhas mais comuns em mancais de buchas? 
A principal falha em mancais de deslizamento é o desgaste. As buchas são selecionadas 
para absorver os desgastes existentes e proteger o eixo. 
 
6. Quais são as falhas mais comuns em mancais de rolamentos? 
A principal falha em rolamentos durante o serviço é a fadiga superficial ou superficial. 
Devido ao movimento de rolamento, as tensões de contatos superficiais (tensões de 
Hertz) entre elemento rolante e pista geram tensões cisalhantes abaixo da superfície de 
contato. Como estas tensões são cíclicas, podem gerar trincas de fadiga que são 
nucleadas abaixo da superfície de contato entre os elementos girantes e pista. As trincas 
são nucleadas na pista. Estas trincas crescem no sentido da superfície arrancando 
material (lascamento) vida dos rolamentos é limitada por pela fadiga superficial. 
 
7. A dureza das buchas deve ser menor, maior ou igual à dos eixos? Porque? 
O material usado na bucha deve ter dureza menor que a do eixo, ou seja, deve ter uma 
maciez relativa para absorver os desgastes existentes, uma vez que a principal função 
da bucha é evitar o desgaste do eixo que gira em altas velocidades. 
 
8. Quais são os tipos de mancais de rolamentos? 
Rolamentos de esferas: são classificados de acordo com a configuração dos seus anéis: 
Rígidos de esferas, de contato angular e axiais. 
Rolamentos de rolos: são classificados de acordo com a forma dos rolos: Cilíndricos, 
agulhas, cônicos e esféricos. 
Os rolamentos podem ser adicionalmente classificados de acordo com a direção em que 
é aplicada a carga; rolamentos radiais suportam cargas radiais e rolamentos axiais 
suportam cargas axiais. 
 
9. O que são rolamentos auto-compensadores? 
Os rolamentos auto-compensadores são aqueles que suportam grandes 
desalinhamentos entre os mancais. Estes rolamentos são insensíveis ao desalinhamento 
do eixo em relação ao mancal, o que pode ser causado, por exemplo, por deflexão do 
eixo. São projetados para acomodar cargas
radiais pesadas, assim como cargas axiais 
pesadas em ambas as direções. 
 
 
10. O que são mancais axiais? 
São mancais que suportam cargas axiais em um único sentido. 
 
11. O que é capacidade de carga dinâmica de um rolamento? 
Representa a capacidade de carga do rolamento. Ela é definida como a carga de direção 
e intensidade constantes que resulte na vida nominal de um milhão de rotações, ou seja, 
L10=106 rotações. A capacidade de carga é definida na condição de anel interno em 
movimento e anel externo em repouso. 
 
12. O que é capacidade de carga estática de um rolamento? 
É a força que provoca uma deformação plástica no elemento rolante e na pista do 
rolamento. O valor desta deformação plástica é da ordem de 1/100000 do diâmetro do 
elemento rolante. 
 
13. O que é vida nominal de um rolamento? 
A Vida Nominal (L10) é a vida (números de rotações ou de horas de serviço) em que 90% 
de um lote de rolamentos, sob velocidade constante, trabalham sem apresentar falhas. 
 
14. A vida em serviço de um rolamento é igual à sua vida nominal? Explique. 
Não, pois a Vida Nominal deve ser corrigida através da introdução de fatores que 
expressem as condições reais de serviço, que são capazes de alterar o tempo de vida de 
um rolamento. 
 
15. O que significa um rolamento SKF6012? 
Rolamento de esfera (6) com diâmetro do furo de 65 mm (13x5). O algarismo zero 
informa o diâmetro externo, o qual deve ser consultado no catálogo. Os dois últimos 
algarismos representam o diâmetro do furo do rolamento multiplicado por cinco. 
 
16. O que é lubrificação hidrodinâmica? 
É a lubrificação na qual as superfícies são completamente separadas pelo filme 
lubrificante. A carga que tende a aproximar as superfícies é suportada totalmente pela 
pressão do lubrificante gerada pela rotação do eixo. Neste caso o desgaste é evitado e 
as perdas por atrito são devidas apenas ao contato com o filme lubrificante. A rotação 
do eixo (árvore) é responsável pelo bombeamento do lubrificante para a região de alta 
pressão. 
 
17. Quais são as funções de um lubrificante? 
A função principal é diminuir o atrito, que pode provocar a quebra do componente, 
através da formação de uma película que impede o contato direto entre as peças 
metálicas em movimento. Além disso eles servem para refrigerar, limpar e manter 
limpo, proteger contra a corrosão e vedar a câmara de combustão, impedindo a saída 
de lubrificante e a entrada de contaminantes externos ao compartimento. Somando a 
essas funções, os lubrificantes também auxiliam nas partidas em baixas temperaturas 
dos motores, amortece choques e impactos, auxiliam na economia de combustível, 
além de possuir ação higroscópica, ou seja, tem a capacidade de incorporar a água que 
por ventura apareça nos componentes, evitando assim a oxidação. 
 
18. Quais são as principais propriedades de um lubrificante? 
 Viscosidade: é a principal característica dos óleos. Consiste na resistência entre as 
moléculas do fluido em movimento. Ou seja, é a medida da resistência ao escoamento. 
 Índice de viscosidade: é um número empírico que indica o grau de mudança da 
viscosidade de um óleo a uma dada temperatura. Alto IV significa pequenas mudanças 
na viscosidade com a temperatura, enquanto baixo IV reflete grande mudança com a 
temperatura. 
 Ponto de fulgor (lampejo): é a temperatura em que o óleo, quando aquecido em 
aparelho adequado, desprende os primeiros vapores que só inflamam 
momentaneamente (lampejo) ao contato de uma chama. 
 Ponto de fluidez: é a menor temperatura, expressa em múltiplos de 3°C, na qual a 
amostra ainda flui, quando resfriada e observada sob condições determinadas. 
 
19. O que significa um lubrificante 5W30? 
Óleo multiviscoso que a baixas temperaturas possui temperatura limite de escoamento 
de 5ºC e a 100ºC apresenta temperatura limite de escoamento igual à 30ºC. 
 
20. O que são graxas? 
Graxas lubrificantes são o nome genérico e popular dado a lubrificantes pastosos 
compostos (semiplásticos) ou de alta viscosidade. 
 
 
 
 
21. Um sistema transmitindo potência usava mancais de deslizamento. Houve uma 
falha no acoplamento mancal e eixo. Que tipo de falha pode ter ocorrido? Qual dos 
dois elementos tem maior probabilidade de falhar? Porque? 
Desgaste, devido ao atrito entre o eixo e o mancal, sendo o mancal mais passível de 
falha, uma vez que a montagem da bucha e do eixo é com folga, já que este último deve 
girar o mais livre possível. Por isso os mancais devem ser lubrificados. 
 
22. Um rolamento SKF2016 terá rotação de 1200 rpm. A capacidade de carga calculada 
para este rolamento foi igual a 68.591 N. Qual (ou quais) rolamento(s) dos listados abaixo 
podem ser usados. (4 ptos). 
Os seguintes rolamentos estão disponíveis (catálogo X): 
Deve ser selecionado um rolamento cuja capacidade de carga seja igual ou superior à capacidade 
de carga calculada. 
Poderiam ser utilizados os rolamentos B e C. 
 
 
23.Marque uma única alternativa correta sobre mancais. 
a. A capacidade de carga do rolamento selecionado é a sua vida calculada. 
b. A força equivalente de um rolamento é a força resultante calculada a partir da potência 
transmitida e independe do tipo de rolamento. 
c. Um mancal auto-compensador admite flechas (ou declividade) maiores que os rolamentos 
comuns. 
d. Todas as respostas acima estão corretas. 
e. Todas as respostas acima estão erradas. 
 
24.Marque uma única alternativa correta sobre mancais. 
a. Um mancal axial suporta esforços em todos os sentidos. 
b. Mancais de deslizamento suportam somente esforços axiais. 
c. A principal falha em um mancal de deslizamento é o desgaste do eixo. 
d. A principal falha em um mancal de deslizamento é o desgaste da bucha. 
e. Todas as repostas acima estão corretas. 
f. Todas as respostas acima estão erradas 
 
25.Marque uma alternativa correta sobre lubrificação e lubrificantes: 
a. A especificação 20W40 é de uma graxa automotiva. 
b. A especificação 20W40 é de um lubrificante multiviscoso. 
c. A especificação 20W40 não se aplica a lubrificantes. 
d. A especificação 20W40 é de um lubrificante usado apenas para altas temperaturas de serviço. 
e. Todas as demais respostas estão erradas. 
 
26.Marque uma alternativa correta sobre mancais. 
a. O mancal NSK6014 pode ser usado com um eixo de diâmetro de 70 mm. 
b. O mancal NSK6014 pode ser usado com um eixo de diâmetro de 14 mm. 
c. O mancal NSK6014 pode ser usado com um eixo de diâmetro de 140 mm. 
d. Somente com estes dados não se pode determinar o diâmetro do eixo para este mancal. 
 
Cabos de aço 
1. Quais são os constituintes de um cabo de aço? 
A alma, o arame e a perna. 
 
 
2. O que significa os seguintes termos para cabos de aço: 
a. 6x25+AACI 
Cabo com alma de aço de cabo independente que possui 6 pernas torcidas, formadas por 25 
arames torcidos em cada perna. 
 b. 8x20+AF 
Cabo com alma de fibra que possui 8 pernas torcidas, formadas por 20 arames torcidos em cada 
perna. 
2. O que é torção regular em cabos de aço? 
Quando os fios de cada perna são torcidos me sentido oposto à torção das pernas. Dessa forma, 
os arames são dispostos aproximadamente paralelos ao eixo axial do cabo. Na torção regular, o 
sentido pode ser tanto para esquerda, quanto para a direita. Vantagens proporcionadas por 
utilizar a Torção Regular: 
 Menor desgaste; 
 Maior estabilidade; 
 Menos distorções e amassamentos; 
 Maior resistência à torção. 
 
3. O que é torção Lang em cabos de aço? 
Quando os arames de cada perna são torcidos no mesmo sentido das pernas. Dessa forma, os 
arames são posicionados
aproximadamente diagonalmente ao eixo axial do cabo de aço. Na 
Torção Lang, o sentido pode ser tanto para esquerda quanto para a direita. 
Vantagens proporcionadas por utilizar a Torção Lang: 
 Maior resistência à abrasão; 
 Maior flexão; 
 Maior resistência à fadiga. 
 
4. Quais são as principais falhas em cabos de aço? 
Abrasão: visualização de 6 ou mais arames rompidos em um passo, ou 3 arames em uma perna. 
Normalmente os arames são rompidos por abrasão do cabo de aço; 
Redução de diâmetro maior do que 5% em relação ao seu diâmetro nominal; 
Corrosão acentuada: Pode ocorrer externamente ou internamente. Neste último caso a condição 
é mais difícil de ser detectada, mas pode-se notar aproximação das pernas do cabo e variação 
no diâmetro. 
Além desses, os cabos podem sofres desgaste e deformações consideráveis.