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FACULDADE DE TECNOLOGIA DE SOROCABA “José Crespo Gonzales” 1 Apostila AJUSTES ENTRE EIXO/CUBO/CHAVETA, EIXO/ROLAMENTOS Curso de Tecnologia em Projetos Mecânicos Sigla de Disciplina: CM2/EMF005 Professor M.Sc. José Antonio Esquerdo Lopes Professor Antonio Accarini Filho Abril/2014 Revisão 0 2 AJUSTES ESCOLHA DOS AJUSTES A escolha dos ajustes para as peças em acoplamento em um conjunto mecânico, exige do projetista um profundo conhecimento dos processos de fabricação e da disponibilidade do equipamento. Além disso os ajustes devem representar as necessidades e exigências do dimensionamento que precedeu ao desenho de conjunto e detalhamento das peças. Somente de posse desses conhecimentos é que se poderá optar, dentro de uma grande variação de alternativas, pela melhor solução para a qualidade necessária no acoplamento. Devido à grande variação das possibilidades de acoplamento que oferece o sistema de ajustes, conclui-se que a escolha de um ajuste deve levar em consideração determinados fatores, tais como, peso das peças, custo de fabricação, vida útil desejável ao sistema mecânico e intercambiabilidade das peças em acoplamento. APLICAÇÕES DOS AJUSTES As tabelas 1, 2 e 3, apresentam as aplicações industriais mais importantes dos ajustes normalizados, tanto para furo-base como para eixo-base. Aplicações semelhantes para casos específicos, poderão ser utilizadas dependendo da análise de jogos e interferências passíveis de serem efetivadas, de acordo com as exigências do cálculo de dimensionamento. Tabela 1 – Tolerâncias abertas – construção grosseira Furo-base Eixo-base Tipo de ajuste Aplicações H11 a a12 h11 A12 Peças móveis com grande tolerância e muito jogo H11 c11 h11 C11 Peças móveis com grande tolerância e jogo ● rolamentos em máquinas agrícolas ● varão de acionamento de freio da automóveis ● eixos interruptores giratórios limitadores de curso H11 a11 H10 d10 H10 d9 h11 D9 h10 D10 h9 D10 Peças móveis, ajustes muito livres correspondentes a pequena precisão. Assento giratório folgado ● peças de freio ferroviário ● órgãos de máquinas com deslizamento sem lubrificação ● aros de êmbolos H11 h11 h11 H11 Fácil montagem Grande tolerância com pequeno jogo ● peças de máquinas agrícolas com eixos de pino de trava parafusadas ● espaçadores de distância 3 Tabela 2 – Tolerâncias de média precisão Furo-base Eixo-base Tipo de ajuste Aplicações H8 / e9 H9 / e8 E8 / h9 E9 / h8 F8 / h9 Peça móveis com jogo, desde perceptíveis até amplo. Utilizados em condições pouco severas, permitindo funcionamento sem lubrificação • virabrequins • bielas • eixos apoiados em três rolamentos • rolamentos em bombas centrífugas e de engrenagens • eixos de ventiladores • cruzetas H9 d10 D10 h9 Peças móveis com jogo muito amplo • suportes para eixos grandes (árvores de transmissão) de acionamento em guias • suportes para transmissão • polias loucas • suportes em máquinas agrícolas H8 / e7 E8 / h7 Precisão média para peças móveis que giram ou deslizam em mancal de deslizamento • ajustes para máquinas-ferramentas • ajustes para Alavancas • ajustes para Varões H8 f8 F8 h8 Precisão bastante grande. Ajustes de rotação de órgãos que se efetuam em baixas condições de velocidade e pressão, porém não necessitam de usinagem cuidadosa • assento de árvores de comando de válvulas • eixos de bomba de óleo • ajuste dos porta-escovas nos motores elétricos H8 h8 H8 h9 H8 h8 Peças que devem ser montadas sem esforço e deslizar em funcionamento. Casos em que é preciso boa precisão de rotação • retentores em transmissão • polias fixas e inteiriças • manivelas, engrenagens, acoplamentos que deslizem sobre seus eixos Tabela 3 – Ajustes de precisão Furo-base Eixo-base Tipo de ajuste Aplicações H7 d9 D9 h7 Peças móveis com grande jogo. Assento giratório folgado • furos rosqueados em suporte • eixos sobre suportes múltiplos em máquina operatriz H7 f7 F7 h7 Peças móveis com jogo apreciável. Assento giratório. Provocam jogos de funcionamento pouco importantes • suporte de fusos em afiadoras • engrenagens corrediças em caixas de câmbio • rolamentos de bielas • acoplamentos com discos deslocáveis • peças giratórias ou deslizantes em rolamentos ou mancal, correspondentes a uma rotação de menos de 600 rpm e pressão do serviço menor que 40 kgf/cm2 • fusos com ressaltos divisores H7 g6 H6 f6 H6 g5 G7 h6 G6 h6 G6 h5 Ajuste de peças móveis sem jogo. Assento giratório justo. Ajuste de grande precisão para peças móveis entre si que exigem guias precisas e somente deslizamento preferencial à rotação. • peças deslizantes de máquinas ferramentas • anéis exteriores de rolamentos e esferas • ajuste para rolamentos de cilindros secadores • acoplamento de discos deslocáveis ou desacopláveis • encaixe de centragem de tubulações e válvulas H7 h6 H6 h5 H7 / h6 H6 / h5 Assento deslizante em peças lubrificadas, com deslizamento à mão. • eixos de contra ponto • fixação por chavetas • montagem de acessórios em torre de torno revólver • mancais de furadeira • colunas-guia de furadeiras radiais • montagem de rolamentos de esferas e rolos • fresas em mandris, cabeçote broqueador H7 j6 H6 j5 H6 k5 J7 h6 J6 h5 K6 h5 Assento forçado leve. Podem ser montados ou desmontados à mão ou com martelo de madeira. Não • peças de máquinas operatrizes desmontadas com frequência e com fixação contra o giro como mancais, capas externas de rolamentos de esferas, buchas em 4 são suficientes para transmitir esforço, sendo necessário fixação de peças. Empregadas também para os casos em que há necessidade de grande precisão de giro, com carga leve com direção indeterminada. engrenagens de câmbio. • ajustes em máquinas elétricas (rolamentos, polias, alojamentos de chapas do extrator) • rolamentos em virabrequins • pinhões em pontas do eixo • discos, engrenagens, cubos, etc., que devem deslocar- se facilmente por uma chaveta. H7 k6 K7 h6 Assento forçado médio montados ou desmontados com martelo. Não permite rotação ou deslocamento. • engrenagens em fusos de torno • anel interior de rolamento de esferas • discos de excêntricos • polias fixas e volantes em eixos • manivelas para pequenos esforços H8 m7 H7 m6 H7 m5 M8 h7 M7 h6 M6 h5 Assentos forçados com aperto. Montagem e desmontagem com martelo, sem estragar o ajuste. • em máquinas ferramentas, engrenagens que se montam e desmontam com frequência, mas que não devem ter jogo apreciável • polias de correias • pinhões e engrenagens com assento prensado ou forçado com linguetas para 200 rpm • mancais (Ø externo) nos suportes correspondentes H7 n6 N7 h6 Montado e desmontado com grande esforço, com esforço. Assento forçado duro. • anéis externos em centros • mancais de bronze no cubo • anéis sobre eixos com interferência • pinhões em eixos motores • induzidos em dínamos H7 p6 H6 p5 P7 h6 P6 h5 Ajustes com grandes interferências, para peças onde deve-se garantir que não haja giro relativo entre uma peça e outra. Montagem e desmontagem somente com prensa a frio, ou com esquentamento de uma das peças óleo quente. Não podem ser desmontadas sem prejudicar a fixação • cubos de induzidos em eixos de motores elétricos • rotores sobre eixos até 50mm de diâmetro • montagem de polias e engrenagens de grande diâmetro • rolamento para trens de laminação • mancais de bronze em cubos (com trabalho forçado) • coroas de bronze em rodas de parafuso sem-fim • coroas de bronze para engrenagens • acoplamento em pontas de eixo sujeitas a severas condições de trabalho H7 s6 H8 u7 H8 x7 S7 h6 U8 h7 X8 h7 Ajustes com prensagem a quente com prensa, com desmontagemimpossível sem prejudicar a superfície. Possível transmitir esforços pelo ajuste. • ajustes para máquinas elétricas com furos acima de Ø 335 mm • anéis coletores com furos acima de 50 mm H7 h9 H7 h9 Ajustes deslizantes para peças que se soltam com facilidade • pinhões e engrenagens com n 200 rpm, presos com chavetas de cunha • acoplamentos e polias de freios montados sobre eixos trefilados a frio • aplicação em trens de laminação H7 r6 R7 h6 Ajustes prensados • acoplamento elástico e rígido para n 200 rpm com chaveta • polias de freios com chaveta n 200 rpm • mancais de aço • mancais de bronze inteiriços em cárteres e cubos E8 h9 H8 e9 Ajustes deslizantes • engrenagens deslocáveis sobre eixos • ajuste giratório de rolamentos presos com anéis • ajustes de rolamentos em cárter de engrenagens, lubrificados com graxa grossa. AJUSTES DE INTERFERÊNCIA Somente peças pequenas podem ser ajustadas por pressão sem exceder a capacidade de força de uma prensa típica de oficina mecânica. Para peças grandes, um ajuste por encolhimento pode ser feito aquecendo-se o cubo para expandir seu diâmetro interno e/ou um ajuste por expansão que pode ser feito resfriando-se o eixo para reduzir seu diâmetro. As peças quentes e frias podem ser escorregadas juntas com 5 uma pequena força axial, e quando elas entrarem em equilíbrio com a temperatura ambiente, suas variações dimensionais irão criar a interferência desejada para contato por atrito. CHAVETAS Conforme definição ASME “uma parte desmontável da máquina que, quando colocada em assentos, representa um meio positivo de transmitir torque entre eixo e cubo”. As chavetas são padronizadas pelo tamanho e pela forma em diversos estilos. As chavetas paralelas são as mais usadas normalmente. As padronizações da ANSI e ISO definem os tamanhos particulares das seções transversais e as profundidades dos assentos (rasgos) das chavetas. As chavetas paralelas são feitas tipicamente a partir de barras padronizadas laminadas a frio, com tolerância negativa, ou seja, que não será maior que sua dimensão nominal, somente menor. O ajuste das chavetas pode exigir cuidados quando a carga de torque alterna de positivo a negativo em cada ciclo. Quando o torque muda de sinal, qualquer folga entre a chaveta e o rasgo aparecerá repentinamente, tendo como resultado um impacto e altas tensões. Um parafuso no cubo, colocado a 90 graus da chaveta, pode manter o cubo axialmente e estabilizar a chaveta para que essa reação não ocorra. O comprimento da chaveta deve ser menor que 1,5 vez o diâmetro do eixo para evitar torção excessiva com a deflexão do mesmo. Se for necessária maior resistência, duas chavetas podem ser usadas, orientadas a 90º e 180º, por exemplo. Principais tipos de chavetas: DIN 6885 – Chavetas paralelas – para diâmetros até 500 mm., mais comumente utilizada na construção mecânica. DIN 6888 - Chaveta Woodruf (meia-lua) – para diâmetros de eixos até 50 mm, DIN 6887 – Inclinada com cabeça DIN 6886 – Inclinada sem cabeça DIN 5461, 5462, 5463, 5465 – Eixos e cubos entalhados DIN 5482 – Eixos e cubos, unidos por dentes, com flancos de evolvente DIN 5481 – Por dentes Além desses normas, existem também as normas americanas, com medidas em polegadas. 6 Tabela 4 - DIMENSÕES DE CHAVETAS CONF. DIN 6885 Eixo La rg u ra (1 ) A lt u ra Rasgo no eixo Rasgo no cubo R ai o n o c u b o Fu ro s p ar a p ar af u so s d e fi xa çã o C o m p ri m en to d o p ar af u so Fu ro s p ar a p ar af u so d e fi xa çã o e d es m o n ta ge m C h an fr o o u ra io d P ro fu n d id a d e To le râ n ci a P ro fu n d id a d e To le râ n ci a Acima Até b h t1 t2 rmáx rmín d3 t3 t d1 d2 rmín rmáx 6 8 2 2 1,2 +0,1 0 1 +0,1 0 0,16 0,08 0,16 0,25 8 10 3 3 1,8 1,4 10 12 4 4 2,5 1,8 12 17 5 5 3 1,3 0,25 0,16 0,25 0,40 17 22 6 6 3,5 2,8 22 30 8 7 4 +0,2 0 3,3 +0,2 0 M3 4 8 2,4 6 3,4 30 38 10 8 5 3,3 0,40 0,25 5 10 0,40 0,60 38 44 12 8 5 3,3 M4 6 10 3,2 8 4,5 44 50 14 9 5,5 3,8 M5 6 10 4,1 10 5,5 50 58 16 10 6 4,3 6 10 58 65 18 11 7 4,4 M6 7 12 4,8 11 6,6 65 75 20 12 7,5 4,9 0,60 0,40 6 12 0,60 0,80 75 85 22 14 9 5,4 8 16 85 95 25 14 9 5,4 M8 9 16 6 15 9 95 110 28 16 10 6,4 M10 9 16 7,3 18 11 110 130 32 18 11 7,4 11 20 130 150 36 20 12 +0,3 0 8,4 +0,3 0 1,00 0,70 M12 15 25 8,3 20 14 1,00 1,20 150 170 40 22 13 9,4 13 25 170 200 45 25 15 10,4 15 30 200 230 50 28 17 11,4 12 30 230 260 56 32 20 12,4 1,60 1,20 13 35 1,60 2,00 260 290 63 32 20 12,4 13 35 290 330 70 36 22 14,4 M16 17 40 11,5 26 18 330 380 80 40 25 15,4 2,50 2,00 18 45 2,50 3,00 380 440 90 45 28 17,4 M20 20 50 12,5 33 22 440 500 100 50 31 19,5 20 55 7 Figura 1 – Dimensões de chavetas e principais tipos, conforme DIN 6885 (Tabela 4) Na Tabela 4 encontram-se as dimensões padronizadas para chavetas, extraídas da norma DIN 6885. 8 Tabela 5 - AJUSTES DA CHAVETA NO EIXO E NO CUBO Rasgo no eixo Rasgo no cubo Chaveta Medida Tolerância Ajuste Medida Tolerância Ajuste Medida Tolerância b H9 Com folga b D10 Com folga b h9 N9 Deslizante Js9 Deslizante h h11 P9 Forçado P9 Forçado Figura 2 – Ajustes recomendados para chavetas, conforme DIN 6885 (ajustes forçado, ajuste com folga e deslizante) – Tabela 5 9 TOLERÂNCIAS PARA ROLAMENTOS Uma condição importante para o funcionamento satisfatório dos rolamentos é que seus ajustes sejam bem escolhidos. A escolha depende, preferencialmente, das condições de serviço, se bem que outros fatores de menor importância podem ter alguma influência, como a construção do rolamento, as condições de montagem e seu jogo interno. Devido a isso, é realmente difícil fazer-se a escolha correta dos ajustes sem se recorrer à experiência já adquiridas nesse campo pelos principais fabricantes de rolamentos, como SKF, FAG, TIMKEN, NSK, etc. A fabricação dos rolamentos está devidamente normalizada pela ISO (International Organization for Standardization). Para facilidade e redução de custos em sua fabricação, adota-se: a) O furo do rolamento, em seu anel interno, sistema furo-base, classe de ajustes H, conseguindo-se as montagens respectivas com a variação da classe dos eixos nos quais irá assentado o rolamento. As qualidades utilizadas são IT 6 e IT 7, dependendo da precisão do rolamento; b) O diâmetro da capa externa adota o sistema eixo-base, portanto, classe de ajuste h, conseguindo-se as montagens respectivas com a variação da classe dos furos dos alojamentos. As qualidades utilizadas são IT 5 e IT 6, dependendo da precisão do rolamento. A partir dessa colocação, serão estudadas as possíveis variações nas tolerâncias dos eixos e dos alojamentos para se conseguir o ajuste que se deseja. Assim deve ser considerado os seguintes fatores. a) Condições de rotação Sendo necessário que um dos anéis do rolamento possa deslocar-se em sentido axial, deve-se analisar quais dos dois anéis deverá receber ajuste deslizante. O deslocamento axial do anel interno ou do anel externo, deverá sempre ser previsto em projeto, para evitar bloqueamento e, consequentemente, aumento das forças axiais sobre os rolamentos devido ao aumento de temperatura em funcionamento. Preliminarmente, é preciso definir a carga que atua sobre o anel, fazendo-se distinção entre carga rotativa e carga fixa. A principal função do ajuste em rolamentos é evitar que ocorra movimento relativo entre a superfície do anel do rolamento e a superfície da peça em ajuste com ele. A existência de movimento relativo entre as duas superfícies provocaria a sua erosão e a consequente destruição dos assentos, estragando-se as peças. A carga será fixa sobre o anel do rolamento quando nãovaria sua posição relativa com a rotação deste. Assim, tem-se o caso de carga fixa sobre o anel interno quando o anel externo gira e o interior permanece parado. Nesse caso, a carga será rotativa sobre o anel externo do rolamento, visto que sua posição variará constantemente devido a rotação do anel externo. É o caso de polias e engrenagens loucas, rodas de automóveis, etc. Para o caso de transmissão por engrenagens, correias, etc., onde o eixo sempre gira, tem-se o caso de carga rotativa sobre o anel externo e fixa sobre o anel interno. Uma carga fixa sempre admitirá um ajuste deslizante, visto que o anel não terá tendência de deslocamento no sentido axial. Contrariamente, uma carga rotativa tenderá sempre a afrouxar o ajuste, devido à deformação do aro, havendo, portanto, necessidade de um ajuste mais apertado. Há casos, no entanto, que não são abrangidos por esse esquema, como por exemplo, eixos submetidos a tensões de correias e simultaneamente a fortes vibrações, ou ainda, mecanismo de manivela. Esses casos são definidos como “cargas indeterminadas”, e os anéis interiores recebem ajustes como se fossem submetidos a cargas rotativas. Para os anéis externos, que tem maior superfície de contato que os internos, pode-se – sempre que a aplicação exija que o anel externo 10 tenha mobilidade axial dentro do suporte e não esteja submetido a grandes cargas – adotar um ajuste um pouco mais folgado que o indicado para “carga rotativa sobre o anel externo” b) Grandeza da carga e temperatura Sob a ação da carga, o anel interno dilata-se no sentido do seu perímetro e o ajuste então se afrouxa. De modo idêntico atua geralmente uma elevação de temperatura durante o funcionamento. Com carga rotativa sobre o anel interno, este anel deverá ter ajuste forte não somente ao efetuar o montagem, como também durante o funcionamento. Se a carga é muito grande e a variação de temperatura é considerável, será necessário um ajuste mais forte entre o anel interior do rolamento e o eixo do que o necessário para condições de funcionamento mais moderadas. A mesma linha de raciocínio deve ser seguida quando for necessário escolher o ajuste para o anel externo. c) Influência do ajuste na exatidão da aplicação Quando houver necessidade de uma grande precisão de giro do rolamento, será preciso evitar deformações elásticas e vibrações. Em tais casos não é aconselhável empregar-se, como regra geral, ajustes leves. Em aplicações precisas, como furos de máquinas, ferramentas de precisão, onde são empregados rolamentos de grande exatidão de giro, assume grande importância a exatidão das formas das superfícies em ajuste. Ovalização, conicidade, falta de circularidade, são transmitidas às pistas dos rolamentos, provocando ruídos e vibrações. Para estes casos será sempre necessário que sejam retificados os assentos. ESCOLHA DO AJUSTE Como as tolerâncias dos rolamentos estão padronizadas internacionalmente, o ajuste desejado é conseguido pela fabricação, tanto do alojamento quanto do eixo, dentro de tolerâncias adequadas. Para que uma aplicação funcione satisfatoriamente, será necessário respeitar as tolerâncias recomendadas pelo fabricante. Os suportes bipartidos são impróprios quando o anel exterior deve ter um ajuste forte, pois há o risco de se comprimir o rolamento introduzindo-se neste uma ovalização. Quando é necessário grande precisão de giro, só se conseguirá a necessária exatidão de forma dos alojamentos com suporte inteiriço. As Tabelas 6, 8 e 9 indicam os ajustes dos eixos para rolamentos de esferas, de rolos e auto- compensadores de rolos, além de rolamentos axiais e cônicos. A Tabela 7 detalha a escolha dos ajustes para os alojamentos (cubos) correspondentes ao ajustes supracitados. NOTA: Além dessas Tabelas, alguns fabricantes de rolamentos, especificam com mais detalhes os ajustes recomendados para diversos tipos de montagem em máquinas e equipamentos, tais como: veículos motorizados, motores elétricos, veículos ferroviários, laminadores, construção naval, construção mecânica geral, máquinas operatrizes, máquinas para madeira. 11 Tabela 6 – Escolha de ajuste – eixos para rolamentos radiais com furo cilíndrico Condições Exemplos Diâmetro de Eixo em mm Tolerância Observações Rolamentos de Esferas Rolamentos de Rolos Cilíndricos e de Rolos Cônicos Rolamentos Auto- compensadores de Rolos Rolamentos com Furo Cilíndrico C a rg a f ix a s o b re o a n e l in te ri n o O anel interno deve poder mover-se facilmente no eixo Rodas em eixo estacionário Todos os diâmetros g6 O anel interno não precisa mover-se facilmente no eixo Polias esticadoras, polias de cabo de aço h6 C a rg a r o ta ti v a s o b re o a n e l in te rn o o u d ir e ç ã o d a c a rg a i n d e te rm in a d a Carga leves e variáveis Aparelhos elétricos, máquinas-ferramenta, bombas, ventiladores, vagonetes 18 --- --- h5 Para aplicações de alta precisão, principalmente quando são usados rolamentos com precisão maior que a normal, recomenda-se j5,k5 e m5 ao invés de j6,k6 e m6 (18)- - -100 40 40 j6 (100)- - -200 (40)- - -140 (40)- - -100 k6 --- (140)- - -200 (100)- - -200 m6 Carga normais e pesadas Aplicações em geral, motores elétricos, turbinas, bombas, motores de combustão, engrenagens, máquinas para trabalhar madeira 18 --- --- j5 Para rolamentos de rolos cônicos, pode- se em geral usar k6 e m6 ao invés de k5 e m5 respectivamente, pois na aplicação deste tipo de rolamento não é necessário considerar a diminuição da folga interna (18)- - -100 40 40 k5 (100)- - -140 (40)- - -100 (40)- - -65 m5 (140)- - -200 (100)- - -140 (65)- - -100 m6 (200)- - -280 (140)- - -200 (100)- - -140 n6 --- (200)- - -400 (140)- - -280 p6 --- --- (280)- - -500 r6 --- --- > 500 r7 Cargas pesadas e cargas de choque em severas condições de trabalho Caixas de graxa para locomotivas e outros veículos pesados sobre trilhos, motores de tração --- (50)- - -140 (50)- - -100 n6 Devem ser usados rolamentos com folga maior que a normal --- (140)- - -200 (100)- - -140 p6 --- --- (140)- - -200 r6 --- --- (200)- - -500 r7 Carga axial pura Aplicações de toda espécie Todos os diâmetros j6 12 Tabela 7 – Escolha de ajuste – suportes (cubos) para rolamentos radiais Condições Exemplos Tolerância Observações 1 C a ix a s i n te ir iç a s C a rg a r o ta ti v a s o b re o a n e l e x te rn o D ir e ç ã o d e c a rg a in d e te rm in a d a Cargas pesadas sobre rolamento em caixas de paredes finas. Cargas pesadas de choque Cubos de roda com rolamentos de rolos, rolamentos de manivela P7 O anel externo não tem mobilidade axial Cargas normais e pesadas Cubos de roda com rolamentos de esferas, rolamentos de manivela N7 Cargas leves e variáveis Rolos transportadores, polias de gorne, polias esticadoras M7 Cargas pesadas de choque Motores elétricos de tração D ir e ç ã o d e c a rg a in d e te rm in a d a Cargas pesadas e normais. Mobilidade axial do anel externo não necessária Motores elétricos de tamanho médio, bombas, rolamentos de apoio de eixos de manivela K7 O anel externo geralmente não tem mobilidade axial C a ix a s i n te ir iç a s o u b i- p a rt id a s Cargas normais e leves. Mobilidade axial do anel externo conveniente Motores elétricos de tamanho médio, bombas, rolamentos de apoio de eixos de manivela J7 O anel externo geralmente tem mobilidade axial Cargas de choque. Descarregamento completo temporário Caixas de graxa para veículos sobre trilhos C a rg a f ix a s o b re o a n e l e x te rn o Todas as espécies de cargas Aplicações em geral caixas de graxas para veículos sobre trilhos, grandes máquinas elétricas com rolamentos de roloscilíndricos H7 O anel externo tem fácil mobilidade axial Cargas normais e leves em condições simples de serviço Transmissões H8 Transmissão de calor através do eixo Cilindros secadores, grandes máquinas elétricas com rolamentos auto-compesadores de rolos G7 C a ix a s in te ir iç a s Exigência de giro preciso e silencioso Rolamentos de rolos em fusos de máquinas -ferramenta K6 2 O anel externo geralmente não tem mobilidade axial Rolamentos de esferas em fusos de máquinas- ferramentas, motores elétricos pequenos J6 O anel externo tem mobilidade axial Motores elétricos pequenos quando é desejável uma mobilidade fácil do anel externo H6 O anel externo tem fácil mobilidade axial Tabela 8 – Escolha de ajuste – eixos para rolamentos axiais Condições Diâmetro do eixo em mm Tolerância Carga axial pura Todos os diâmetros j6 Carga combinada sobre rolamentos axias auto- compesadores de rolos Carga fixa sobre o anel de eixo Todos os diâmetros j6 Carga rotativa sobre o anel de eixo ou direção de carga indeterminada 200 k6 (200)- - -400 m6 400 n6 13 As fixações dos graus mais frequentemente utilizados com relação às tolerâncias do diâmetro de furo interno (cubo) e diâmetro do eixo para ajuste do rolamento estão ilustradas na Figura 3 Figura 3 – Ajustes recomendados para montagem do rolamento no furo da caixa (cubo) e no eixo ROLAMENTOS AXIAIS Geralmente esses rolamentos são montados com um ajuste firme sobre o eixo. O ajuste na caixa depende da carga puramente axial ou combinada à qual o rolamento será submetido. Rolamentos axiais de esferas e rolamentos axiais de rolos cilíndricos só admitem cargas puramente axiais, por isso são montados em combinação com dois rolamentos radiais. O anel de caixa deve receber um ajuste tão folgado que não possa apoiar-se no furo da caixa e, porventura, absorver cargas radiais. Da mesma forma, também os rolamentos fixos de esferas, os rolamentos radiais de contato angular de esferas, os rolamentos axiais de contato angular de esferas e os rolamentos axiais auto-compensadores de rolos devem ter um ajuste folgado na caixa, desde que atuem como rolamentos puramente axiais. As únicas exceções são os rolamentos axiais de rolos cilíndricos, os quais devido as suas pistas planas, se ajustam automaticamente em sentido radial, pelo que podem ser montados com ajuste firme tanto no eixo como na caixa. Os rolamentos axiais de contato angular de esferas e axiais auto-compensadores de rolos admitem, além de cargas axiais, também cargas radiais. Em caso de tais cargas combinadas, prevalecerão, com respeito aos ajustes, os mesmos critérios já definidos para rolamentos radiais. 14 Tabela 9 – Escolha de ajuste – eixos para rolamentos radiais com furo cônico e bucha de fixação Condições Exemplos Diâmetro de Eixo em mm Tolerância Observações Rolamentos de Esferas Rolamentos de Rolos Cilíndricos e de Rolos Cônicos Rolamentos Auto- compensadores de Rolos Rolamentos com furo cônico e bucha cônica Cargas de toda espécie Aplicações em geral, caixas de graxa para veículos sobre trilhos Todos os diâmetros h9/IT5 As denominações IT5 e IT7 apostas ao símbolo de tolerância significam que os desvios da forma geométrica de eixo, como ovalização e conicidade, não devem ultrapassar o 5º e o 7º graus de tolerância respectivamente Transmissões h10/IT7 15 BUCHAS DE FIXAÇÃO Para os assentos das buchas de fixação e de desmontagem no eixo podem ser admitidas maiores tolerâncias de diâmetro. Em geral os eixos tem acabamento conforme h7 ou h8 para buchas de desmontagem e h9 ou h10 para buchas de fixação (Tabela 9). Entretanto, em todos os casos, as tolerâncias quanto à forma geométrica devem ser menores, isto é, devem corresponder às qualidades IT 5 a IT 7. Os anéis de rolamentos separáveis podem ser montados com ajustes firmes. BUCHAS DE FIXAÇÃO PARA ROLAMENTOS As buchas de fixação são os componentes mais frequentemente utilizados para fixar rolamentos com um furo cônico em um assento cilíndrico, uma vez que podem ser usadas em eixos lisos ou escalonados (Fig. 1) Elas são fáceis de montar e não exigem fixação adicional no eixo. Figura 4 – Montagem de bucha de fixação com rolamento de furo cônico Quando buchas de fixação são utilizadas em eixos lisos, o rolamento pode ser fixado em qualquer posição no eixo. Quando utilizadas em eixos escalonados juntamente com um anel de reforço, os rolamentos podem ser posicionados axialmente com precisão e a desmontagem do rolamento também é facilitada. o Figura 5 – Bucha de fixação http://www.skf.com/br/products/bearings-units-housings/bearing-accessories/index/index.html http://www.skf.com/br/products/bearings-units-housings/bearing-accessories/index/index.html http://www.skf.com/br/products/bearings-units-housings/bearing-accessories/index/index.html 16 Tabela 10 – Buchas de fixação dimensões principais Dimensões principais Massa Designações d1 d d3 B1 G Bucha de fixação com porca e dispositivo de fixação Porca de fixação respectiva Dispositivo de fixação respectivo mm - kg - 17 20 32 24 M 20x1 0,036 H 204 KM 4 MB 4 17 20 32 28 M 20x1 0,04 H 304 KM 4 MB 4 17 20 32 28 M 20x1 0,047 H 304 E KMFE 4 - 20 25 38 29 M 25x1.5 0,076 H 305 E KMFE 5 - 20 25 38 29 M 25x1.5 0,071 H 305 C KM 5 MB 5 C 20 25 38 35 M 25x1.5 0,085 H 2305 KM 5 MB 5 20 25 38 26 M 25x1.5 0,064 H 205 KM 5 MB 5 20 25 38 29 M 25x1.5 0,071 H 305 KM 5 MB 5 25 30 45 27 M 30x1.5 0,086 H 206 KM 6 MB 6 25 30 45 31 M 30x1.5 0,095 H 306 KM 6 MB 6 25 30 45 38 M 30x1.5 0,11 H 2306 KM 6 MB 6 25 30 45 31 M 30x1.5 0,095 H 306 C KM 6 MB 6 C 25 30 45 31 M 30x1.5 0,11 H 306 E KMFE 6 - 30 35 52 35 M 35x1.5 0,15 H 307 E KMFE 7 - 30 35 52 35 M 35x1.5 0,14 H 307 C KM 7 MB 7 C 30 35 52 43 M 35x1.5 0,16 H 2307 KM 7 MB 7 30 35 52 35 M 35x1.5 0,14 H 307 KM 7 MB 7 30 35 52 29 M 35x1.5 0,12 H 207 KM 7 MB 7 35 40 58 31 M 40x1.5 0,16 H 208 KM 8 MB 8 35 40 58 36 M 40x1.5 0,17 H 308 KM 8 MB 8 35 40 58 46 M 40x1.5 0,22 H 2308 KM 8 MB 8 35 40 58 36 M 40x1.5 0,17 H 308 C KM 8 MB 8 C 35 40 58 36 M 40x1.5 0,19 H 308 E KMFE 8 - 40 45 65 39 M 45x1.5 0,24 H 309 E KMFE 9 - 40 45 65 39 M 45x1.5 0,23 H 309 C KM 9 MB 9 C 40 45 65 50 M 45x1.5 0,27 H 2309 KM 9 MB 9 40 45 65 39 M 45x1.5 0,23 H 309 KM 9 MB 9 40 45 65 33 M 45x1.5 0,21 H 209 KM 9 MB 9 45 50 70 42 M 50x1.5 0,27 H 310 KM 10 MB 10 45 50 70 55 M 50x1.5 0,34 H 2310 KM 10 MB 10 45 50 70 35 M 50x1.5 0,24 H 210 KM 10 MB 10 45 50 70 42 M 50x1.5 0,27 H 310 C KM 10 MB 10 C 45 50 70 42 M 50x1.5 0,3 H 310 E KMFE 10 - 50 55 75 45 M 55x2 0,33 H 311 E KMFE 11 - 50 55 75 45 M 55x2 0,32 H 311 C KM 11 MB 11 C 50 55 75 37 M 55x2 0,28 H 211 KM 11 MB 11 50 55 75 59 M 55x2 0,39 H 2311 KM 11 MB 11 50 55 75 45 M 55x2 0,34 H 311 KM 11 MB 11 55 60 80 47 M 60x2 0,36 H 312 KM 12 MB 12 55 60 80 38 M 60x2 0,31 H 212 KM 12 MB 12 55 60 80 62 M 60x2 0,45 H 2312 KM 12 MB 12 55 60 80 47 M 60x2 0,36 H 312 C KM 12 MB 12 C NOTA: As buchas estão tabeladas para eixos de diâmetro até 1000 mm. Consulte catálogo dos fabricantes. 17 Figura 6 – Indicação das medidas da bucha de fixação (exemplo para diâm. 50) TOLERÂNCIAS DE BUCHA DE FIXAÇÃO O diâmetro do furo das buchas de fixação métricas da SKF é para tolerância JS9 e a largura para h15. As tolerâncias das buchas de fixação da SKF, com dimensões em polegadas, estão de acordo com as normas ANSI/ABMA 8.2-1991. TOLERÂNCIAS DO EIXO Como próprio nome indica, as buchas de fixação adaptam-se ao diâmetro do eixo, de modo que podem ser permitidas tolerâncias de diâmetro maiores que para o assento de um rolamento com furo cilíndrico. No entanto, as tolerâncias de forma devem ser mantidas dentro de limites estreitos, uma vez que a precisão da forma afeta diretamente a precisão de giro do rolamento. Geralmente, os eixos devemser de uma tolerância h9, mas a cilindricidade deve ser IT5/2, de acordo com a norma ISO 1101:2004. 18 Tabela 11 - Tolerâncias do eixo para rolamentos montados em buchas Diâmetro do eixo Tolerâncias do diâmetro da forma d h9 IT51) h10 IT71) Nominal Desvios Desvios acima de incl. alta baixa máx. alta baixa máx. mm μm 10 18 0 -43 8 0 -70 18 18 30 0 -52 9 0 -84 21 30 50 0 -62 11 0 -100 25 50 80 0 -74 13 0 -120 30 80 120 0 -87 15 0 -140 35 120 180 0 -100 18 0 -160 40 180 250 0 -115 20 0 -185 46 250 315 0 -130 23 0 -210 52 315 400 0 -140 25 0 -230 57 400 500 0 -155 27 0 -250 63 500 630 0 -175 32 0 -280 70 630 800 0 -200 36 0 -320 80 800 1.000 0 -230 40 0 -360 90 1.000 1.250 0 -260 47 0 -420 105 1) A recomendação é para IT5/2 ou IT7/2, porque a zona de tolerância t é um raio. Porém, na tabela acima, os valores dizem respeito ao diâmetro nominal do eixo, portanto, não são divididos. Figura 7 – Exemplo de montagem de bucha de fixação para eixo diam. 50 mm 19 Bibliografia: Agostinho, Osvaldo Luís, Tolerâncias, ajustes, desvios e análise de dimensões, Edgard Blucher, 1977 Norton, Robert L., Projeto de Máquinas: uma abordagem integrada, 2ª Edição, Bookman, 2004 Niemann, G., Elementos de Máquinas , 6ª. Edição Vol. II, Edgard Blucher, 1971 Collins, J. A., Projeto Mecânico de Elementos de Máquinas: uma perspectiva de prevenção da falha, Rio de Janeiro: LTC, 2014 Norma DIN 6885 – Chavetas Paralelas Catálogo Rolamentos SKF
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