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DESENHO TÉCNICO MECÂNICO AULA 6 Prof. Marcelo Staff 2 CONVERSA INICIAL Nesta aula abordaremos como aplicar os tipos de acabamentos superficiais, conhecer os elementos normalizados e quais as necessidades dos desenhos de montagem. Além dos aspectos teóricos, também abordaremos diversos problemas práticos para que possamos entender melhor de que modo os conteúdos estudados podem ser aplicados. CONTEXTUALIZANDO As máquinas e os equipamentos são compostos por vários componentes que precisam ser fabricados. Com a evolução tecnológica, essas máquinas e equipamentos vêm aumentando a precisão de ajustes entre as peças a serem acopladas, melhorando o seu acabamento superficial. As superfícies de peças apresentam irregularidades que são provocadas por sulcos deixados por ferramentas quando fabricadas dentro de um processo, determinando assim a sua rugosidade superficial. A rugosidade superficial é de extrema importância quando houver desgaste, atrito e corrosão entre as peças montadas. Entretanto, podemos encontrar nas máquinas componentes mecânicos básicos que seguem as normas técnicas determinadas Elementos de Máquinas, que são divididos em fixação, alinhamento e ajuste. Todos esses elementos juntos montados na máquina são representados pelo desenho de conjunto, que mostra a máquina ou a estrutura montada, com todas as peças individuais em suas posições funcionais. TEMA 1 – ACABAMENTO SUPERFICIAL O estado da superfície de uma peça é resultante do acabamento superficial gerado por um determinado processo de fabricação. Figura 1 – Superfície da peça 3 Dentro dos processos de fabricação, temos vários tipos de superfície. • Superfície bruta: superfície que não é usinada, mas limpa com a eliminação de rebarbas e saliências. • Superfície desbastada: superfície em que os sulcos deixados pela ferramenta são bastante visíveis. • Superfície acabada: superfície acabada é aquela em que os sulcos deixados pela ferramenta são pouco visíveis. • Superfície polida: superfície em que os sulcos deixados pela ferramenta são imperceptíveis, sendo a rugosidade detectada somente por meio de aparelhos. Figura 2 – Superfície da peça ampliada Nos desenhos técnicos, os tipos de superfície podem ser indicados por símbolos, conforme pode ser visto na Tabela 1. Tabela 1 – Tipos de acabamentos superficial Figura 3 – Exemplo de aplicação dos símbolos e convenções 4 Para cada tipo de acabamento, temos um valor de rugosidade indicado no desenho técnico. O tipo de acabamento superficial determina a sua rugosidade. Rugosidade são erros microgeométricos existentes nas superfícies das peças. Na Figura 4, está esquematizada como é a rugosidade da superfície da peça. Figura 4 – Rugosidade superficial As irregularidades das superfícies são medidas por aparelhos capazes de medir a rugosidade superficial em um micrometro (1 μm = 0,001 mm) chamado de rugosímetro, conforme a Figura 5. Figura 5 – Rugosimetro Crédito: Magnon de Oliveira. Seguir, na Figura 6, temos um exemplo de como é medido a rugosidade de uma peça. 5 Figura 6 – Sistema de medição da superfície com o Rugosimetro A ABNT adota o desvio médio aritmético (Ra) para determinar os valores da rugosidade, os quais são representados por classes de rugosidade de N1 a N12, conforme a Tabela 2. Tabela 2 – Características da rugosidade Os desenhos podem apresentar algumas simbologias, conforme a Tabela 3, para indicar o seu acabamento superficial. 6 Tabela 3 – Simbologia de acabamento superficial A simbologia das rugosidade são indicados na superfície da peça. A peça pode apresentar várias rugosidades em seu elementos, basta indicar. Quando a simbologia não estiver indicada na superfície da peça em específico, significa que o acabamento geral será indicado na folha de desenho acima da legenda, conforme pode ser visto na Figura 7. Figura 7 – Indicação das rugosidades nos desenhos O símbolo deve ser indicado uma vez para cada superfície e, se possível, na vista que leva a cota ou representa a superficie, conforme a Figura 7. Na Tabela 4, temos exemplos de processos de fabricação e o tipo de acabamento que pode ser realizado. 7 Tabela 4 – Tipos de processos TEMA 2 – ELEMENTOS DE FIXAÇÃO 2.1 Elementos de fixação: parafusos Quando as peças precisam ser unidas, exigem elementos próprios de união que são denominados elementos de fixação. Os principais elementos de fixação são rebites, pinos, cavilhas, cupilhas ou contrapinos, parafusos, porcas, arruelas, anéis elásticos e chavetas. Figura 8 – Fixação de peças Parafusos são elementos de fixação empregados na união não permanente de peças, isto é, as peças podem ser montadas e desmontadas facilmente, bastando apertar e desapertar os parafusos que as mantêm unidas. 8 Complementam também as porcas e arruela, cujos tipos e formatos são vários. Observe, a seguir, um exemplo de tabelas de parafusos com cabeça cilíndrica e sextavado interno métrico (Allen). Tabela 5 – Parafuso Allen: normalização de parafusos de cabeça cilíndrica Observe, a seguir, um exemplo de tabela de parafusos com cabeça sextavado métrico. 9 Tabela 6 – Parafuso sextavado métrico TEMA 3 – ELEMENTOS DE GUIA 3.1 Pinos O pino serve para unir peças articuladas. Os pinos e as cavilhas têm a finalidade de alinhar as peças, ou seja, unir duas ou mais peças e estabelecer o funcionamento do projeto. Pino guia paralelo é um elemento que é normalizado e apresenta-se em vários diâmetros e comprimentos já determinados. 10 Figura 9 – Pino Figura 10 – Cavilha 3.2 Contrapino ou cupilha O 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 em um 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, conforme a Figura 11. Figura 11 – Cupilha 3.3 Chaveta A chaveta tem por finalidade ligar dois elementos mecânicos que girem, fazendo um arraste, conforme a Figura 12. 11 Figura 12 – Eixo com chaveta TEMA 4 – ELEMENTOS DE AJUSTE Figura 13 – Elementos de ajuste Crédito: Aleks vF/Shutterstock. Rolamentos têm a função de servir de suporte a eixos, de modo a reduzir o atrito e amortecer choques ou vibrações. Para escolher o tipo de rolamento a ser utilizado na construção mecânica, torna-se indispensável conhecer o tipo de solicitação que atuará no rolamento. Quanto às solicitações, existem três tipos: • Radial; • Axial; • Combinada. 4.1 Rolamento com carga radial (Fr) Carga radial é a carga que atua na direção dos raios do rolamento. Na Figura 14, observe como é desenhado esse rolamento. 12 Figura 14 – Rolamento radial Crédito: SergeyMarina/Shutterstock. Figura 15 – Rolamento radial 4.2 Rolamento com carga axial Carga axial (Fa) é a carga que atua na direção do eixo longitudinal. Na Figura 16, observe como é desenhado. Figura 16 – Rolamento axial Crédito: Chongsiri Chaitongngam/Shutterstock. 13 Figura 17 – Rolamento axial 4.3 Rolamento com carga combinada Nesse caso, as cargas radial e axial atuam simultaneamente no rolamento, originando uma suposta carga resultante, denominada equivalente, como mostra a Figura 18. Figura 18 – Carga combinada Na figura 19, observe o desenho do rolamento montado no suporte. Figura 19 – Eixo montado no rolamento 14 4.4 Anel elástico O anel elástico é um elemento usado em eixos ou furos, tendo como principal função fixar elementos móveis como rolamentos, conforme a Figura20. Figura 20 – Dimensões dos anéis elásticos TEMA 5 – DESENHO DE CONJUNTO O desenho de conjunto tem a finalidade de orientar como devem ser montadas as peças do conjunto, permitindo uma visualização das posições das diversas peças desse conjunto e do funcionamento delas. Figura 21 – Desenho de conjunto 15 No desenho de conjunto, as dimensões das peças não devem aparecer, exceto aquelas necessárias à montagem do equipamento, conforme pode ser visto na Figura 22. Figura 22 – Desenho de montagem de um grampo A posição do desenho de conjunto na folha de desenho deve ser a desenhada conforme o funcionamento do equipamento, para se ter uma visão melhor do projeto. Todas as peças do desenho de conjunto devem ser numeradas para se fazer a identificação, conforme a Figura 23. Figura 23 – Desenho de conjunto Crédito: Magnon de Oliveira. 16 Cada uma das peças que compõem o conjunto é identificada por um numeral. O algarismo do número deve ser escrito em tamanho facilmente visível. Observe que, nesse sistema de numeração, os numerais são ligados a cada peça por linhas de chamada. As linhas de chamada são representadas por uma linha contínua estreita. Sua extremidade termina com um ponto, quando toca a superfície do objeto. Quando toca a aresta ou contorno do objeto, termina com seta, conforme pode ser visto na Figura 24. Figura 24 – Contra ponta No desenho de conjunto, deve-se representar todas as peças que compõem a máquina, mais os elementos normalizados (parafusos, rolamentos, pinos etc.). Observe, na Figura 25, que o desenho de conjunto apresentará legenda com a lista de peças, os materiais utilizados e as quantidades necessárias para a montagem do conjunto. Todas as informações da lista de peças são importantes. A lista de peças informa: • A quantidade de peças que formam o conjunto; • A identificação numeral de cada peça; • A denominação de cada peça; • A quantidade de cada peça no conjunto; • Os materiais usados na fabricação das peças; • As dimensões dos materiais de cada peça. 17 Figura 25 – Desenho de conjunto de um gancho FINALIZANDO Nesta aula você pôde aprender que as rugosidades superficiais da peça são determinadas por uma superfície com sulcos deixados pela ferramenta que a fabricou. As rugosidades superficiais de uma peça são normalmente medidas pela unidade chamada de Ra, por meio de um equipamento específico chamado de rugosímetro. Baixos níveis de rugosidade são importantes para reduzir o atrito entre as peças, diminuindo a temperatura e, consequentemente, o desgaste. Vimos também que os elementos das máquinas são componentes mecânicos básicos, como pinos, parafusos, rolamentos, correias etc., usados na maioria das máquinas e equipamentos. A maior parte dos elementos de máquina segue normas técnicas de padronização, mas todo esse conjunto de informações, desenho e elementos de máquinas formam o desenho de conjunto. Então, o desenho de conjunto é o desenho da máquina, do dispositivo ou da estrutura com suas partes montadas. As peças são representadas nas mesmas posições que ocupam no conjunto mecânico. 18 REFERÊNCIAS CRUZ, M. D. Desenho técnico. São Paulo: Érica, 2014. _____. Desenho técnico mecânico: conceitos, leitura e interpretação. São Paulo: Érica, 2010. CRUZ, M. D.; MORIOKA, C. A. Desenho técnico: medidas e representação gráfica. São Paulo: Érica, 2014. LEAKE, J. M.; BORGERSON, J. L. Manual de desenho técnico para engenharia: desenho, modelagem e visualização. 2. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2017. RIBEIRO, A. C.; PERES, M. P.; IZIDORO, N. Desenho técnico e AutoCad. São Paulo: Pearson, 2013. SILVA, A. S. Desenho técnico. São Paulo: Pearson Education do Brasil, 2014. SILVA, A.; RIBEIRO, C. T.; DIAS, J. SOUSA, L. Desenho técnico moderno. 4. ed. Rio de janeiro: LTC, 2014. ZATTAR, I. C. Introdução ao desenho técnico. Curitiba: InterSaberes, 2016.