Atividade: União Parafusada, Chavetas, Pinos e Cavilhas

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Síntese de Pesquisa
Atividade: União Parafusada, Chavetas, Pinos e Cavilhas
Aluna
Joyce Ingrid Venceslau de Souto
1. 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. É uma peça formada por um corpo cilíndrico roscado e uma cabeça, que pode ter várias formas.
	Suas principais vantagens estão relacionadas ao baixo custo, facilidade de montagem e desmontagem, e a união que é notoriamente resistente. Já as suas principais desvantagens são a necessidade de uso de dispositivo de segurança contra afrouxamento, a concentração de tensões, principalmente nos primeiros filetes de rosca, e o peso. As aplicações dos parafusos são: parafusos de fixação, em juntas uniões desmontáveis; parafusos obturadores, para tampar orifícios; parafusos de transmissão de forças, para obtenção de forças axiais a partir de forças tangenciais em menor intensidade; parafusos micrométricos, para obtenção de deslocamentos mínimos; parafusos de movimento, para transformação de movimento rotativo em retilíneo.
2. Cargas externas de tração no corpo e rosca do parafuso; esforços cisalhamentos nos filetes da rosca da porca e do parafuso; carga de flexão na cabeça e porca do parafuso; fadiga, tendo em vista que a união é submetida a carga variável e/ou repetitiva durante toda a sua vida útil; e impacto.
3.	Para o projeto de uniões parafusada, tendo em vista o limite de resistência a fadiga, leva-se em conta uma série de fatores de correção que, na verdade, explicam a diferença entre o limite de resistência a fadiga de um elemento de máquina e o limite de fadiga de um corpo de prova do teste de flexão rotativa . A partir disso, tem-se:
	Onde é o fator de superfície; é o fator de tamanho; é o fator de confiabilidade; é o fator de temperatura; é o fator de concentração de tensões; é o fator de redução a resistência a fadiga.
4.	Os dispositivos de travamento mais comumente utilizados em uniões parafusada são: arruela de travamento de pressão; contraporca; porca flexível de travamento; porcas especiais de travamento; e arruela especial de travamento.
5.	Os parafusos podem ser divididos em três tipos, são eles: parafuso com porca, parafuso com porca prisioneira e parafuso prisioneiro. Os parafusos com porca são usados quando o furo das peças é passante, visando facilitar a montagem. Os parafusos com porca prisioneira são utilizados quando uma das peças da união não possui o furo passante, porém deve ser utilizado quando a desmontagem não for frequente porque, caso contrário, pode causar danos à rosca do parafuso. Já os parafusos prisioneiros são utilizados quando ambas as peças da união não possuem furo passante então o rosqueamento da peça deve ser maior que o do parafuso para que, através de ajustes, o parafuso possa ser bloqueado às peças e facilitar a desmontagem dele.
	Como regra geral a sequência de parafusos a ser utilizada é, preferencialmente, os parafusos com porcas, depois os parafusos com porcas prisioneiras, seguidos pelos parafusos prisioneiros. 
6.	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. As cavilhas, também, são chamadas 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, especificando os seguintes fatores: utilização, forma, tolerância de medidas, acabamento superficial, material e tratamento térmico.
	Os pinos são usados para junções de peças que se articulam entre si e as cavilhas são utilizadas em conjuntos sem articulações, pois elas possuem pinos com entalhes externos na sua superfície, que fazem com que o conjunto não se movimente. Ambos os elementos são geralmente fabricados em aço.
7.	O pré-carregamento em uma união desmontável é utilizado quando se objetiva uma união desmontável notoriamente resistente, mas sem utilizar métodos destrutivos. No caso das uniões parafusadas, utiliza-se a união simples com arruelas endurecidas. A função do pré-carregamento é prover melhor resistência à carga de tração externa para as partes em compressão, além de aumentar o atrito entre as peças, fazendo com que elas possuam maior resistência ao cisalhamento.
8.	Essa norma estabelece acerca das características mecânicas e peculiaridades do ensaio de parafusos e peças roscadas de aços carbono e aços-liga, para diâmetros iguais ou inferiores a 39mm. A designação de classe, composta por dois números, determina que o primeiro número é equivalente a do valor (em ) da resistência a tração requerida e o segundo número equivale a da relação (em porcentagem) entre a tensão de escoamento e a resistência a tração. Portanto, para a classe métrica 12.9, tem-se que, a partir do primeiro número, sua resistência a tração é igual a e, a partir do segundo número, a tensão de escoamento corresponde a .
9.	Na união parafusada, o parafuso necessita de maior resistência mecânica e dureza para suportes os esforços trativos e cisalhantes, sem apresentar deformação considerável para não comprometer o estado da união uma vez que, se o parafuso possuísse uma ductilidade considerável, a tolerância da união iria mudar de acordo com a carga externa submetida à união parafusada e isso poderia gerar novas tensões internas. Já, para a porca, recomenda-se sua fabricação a partir de materiais dúcteis, de modo a garantir a plasticidade da peça, para assegurar que a carga será uniformemente distribuída entre filetes da rosca. Ademais, por ser um elemento de fácil fabricação e suportar mais esforços, a escolha do material para a porca indica que, além de ser o elemento mais flexível da união, ele pode ser facilmente substituído numa montagem, o que não ocorre para o parafuso. 
10.	A expressão indica uma especificação de parafuso sextavado. Este possui de diâmetro nominal (bitola), rosca série UNC (grossa) com 13 fios (filetes) por polegada, com comprimento de , de classe 3 que indica que ele é fabricado com aço-liga de médio carbono tratado termicamente.
11. 	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. A chaveta desempenha as duas funções: como elemento de fixação e como elemento de transmissão. Geralmente fabricada em aço, a chaveta objetiva se interpor entre a cavidade de um eixo e de uma peça.
	As chavetas se classificam em: de cunha, paralelas e de disco. As chavetas de cunha têm esse nome porque são parecidas com uma cunha e uma de suas faces é inclinada, para facilitar a união de peças. As chavetas de cunha se classificam em longitudinais e transversais. As longitudinais são colocadas na extensão do eixo para unir roldanas, rodas, volantes etc., podendo ser com ou sem cabeça e sua montagem e desmontagem é fácil. As chavetas longitudinais podem ser de diversos tipos, sendo eles: encaixada, meia-cana, plana, embutida e tangencial.
	Uma lingueta permite ao cubo de uma engrenagem se mover ao longo de uma árvore, porém impede a rotação isolada dele, sendo usada, por exemplo, para permitir o movimento de uma engrenagem para engate ou desengate, e para ligar ou desligar uma embreagem de dentes. A lingueta pode ser fixa na árvore ou no cubo, e é preferível usar duas linguetas deslocadas de 180º porque, neste caso, a força necessária para o deslocamento axial é bem menor.
	Já os eixos-árvore estriados se caracterizam por garantir uma boa concentricidade com boa fixação, os eixos-árvore estriados também são utilizados para evitar rotação relativa em barras de direção de automóveis, alavancas de máquinas etc.
12. 	Primeiramente, observa-se que ambas as equações são referentes às componentes média () e variável () da tensão em uma união parafusada, e as duas componentes são utilizadospara determinar a segurança de um projeto. Para reduzir os seus valores, pode-se adotar algumas medidas como adotar um coeficiente de rigidez () elevado, fazendo um valor bem alto e sendo um valor bem baixo. Dessa forma, consegue-se um valor reduzido de .
	Além disso, pode-se também aumentar a quantidade de parafusos utilizados, de forma a reduzir a carga () imposta por parafuso, já que os esforços seriam distribuídos para um número maior de pontos.
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