Atividade de pesquisa 02 - Aprendizagem mecânica de fluidos

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Elementos de Máquinas
Aluno (a): JAMÁLI FABIANO BIAZOTTO	
Data: 22/ 05 / 2021
Atividade de Pesquisa 02
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1 – Pesquise na ABNT NBR 9580: 2015 (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, 2015), a classificação dos rebites de acordo com o formato da cabeça. Cite os tipos e comente.
2 – Os parafusos podem ser providos de cabeça para permitir o atarraxamento, cada qual com uma configuração projetada para a aplicação específica. Pesquise sobre o tipo de cabeça de parafuso e sua finalidade.
Parafuso Máquina
Via de regra, esse tipo de parafuso costuma apresentar, em sua cabeça, uma fenda phillips, onde a chave deve ser inserida para instalá-lo e desinstalá-lo. Dadas as suas características, ele é muito usado em máquinas, equipamentos industriais, eletrodomésticos e conexões metálicas.
Parafuso Sextavado
O Parafuso Sextavado, por sua vez, apresenta uma cabeça chata com 6 lados, o que origina o seu nome. Esse dispositivo é muito utilizado para a conexão dos componentes de máquinas, equipamentos industriais e móveis de aço.
Parafuso Francês
 Esse tipo de parafuso é projetado com uma cabeça redonda, moldada de forma semelhante a um cogumelo. Essa cabeça fica sobre uma pequena base quadrada, desenvolvida com a finalidade de facilitar a conexão do parafuso a orifícios quadrados. Foi criado com a finalidade de otimizar a conexão de placas metálicas, como um reforço, em vigas de madeira, mas o dispositivo pode ser usado em outros objetivos, como os seguintes:
· Pallets de madeira;
· Bancos de madeira;
· Carrocerias feitas de madeira de caminhonetes e caminhões;
· Construções navais;
· Diversos tipos de suportes.
Parafuso Allen
O parafuso Allen, também muito conhecido como Sextavado Interno, é semelhante ao parafuso Sextavado comum. A grande diferença entre os dois é que o Allen apresenta a fenda, em que a chave deve ser inserida, na cabeça do parafuso. No caso dos parafusos sem cabeça, a fenda fica na haste. Dadas as características do Sextavado Interno, podemos dizer que, entre todos os tipos de parafusos, ele é considerado um dos mais indicados para situações em que o espaço é limitado. Por essa razão, ele é amplamente utilizado em motores e em peças e componentes internos de máquinas e equipamentos industriais.
Parafuso Sextavado de Rosca Soberba
É interessante ressaltar que os Parafusos Sextavados ainda contam com um modelo com Rosca Soberba - que pode se projetar parcialmente ou mesmo totalmente no corpo do parafuso. Esse tipo de Parafuso Sextavado é extremamente útil na instalação de cercas, portas e portões de madeira. Além disso, combinado com buchas de nylon, o Sextavado de Rosca Soberba pode até mesmo ser utilizado em estruturas de concreto, como paredes e muros.
Parafuso Plastic
Não é exatamente uma novidade que o plástico é dos insumos mais importantes para a operação industrial. Afinal, esse material se faz necessário na fabricação de uma série de produtos, como eletrodomésticos, computadores e até mesmo os componentes de veículos e equipamentos industriais. Dadas as suas características, porém, o plástico exige elementos de fixação diferenciados. O Parafuso Plastic foi criado para atender a essas demandas. Em primeiro lugar, é importante salientar que esse parafuso só encontrado com fendas próprias para chaves Philips, o que já o diferencia de outros tipos de parafusos. Além disso, ele tem uma rosca mais larga, quando comparado a outros modelos.
Parafuso Agrícola
O setor agrícola, estratégico para o Brasil, opera uma série de equipamentos e de maquinários. Equipamentos e maquinários estes que exigem peças e componentes especializados, o que obviamente inclui parafusos projetados para atender as suas demandas. É nesse contexto que surgem os Parafusos Agrícolas. Podemos dizer que esse grupo de fixadores incluí todos os tipos de parafusos que podem ser utilizados na operação de equipamentos voltados para o agronegócio.
Como exemplos, podemos citar os seguintes tipos de parafusos:
· Parafuso para Arado;
· Parafuso Sextavado Cônico de Silos;
· Parafusos para Correias Elevadoras.
Parafuso autobrocante
Durante o dia a dia de uma indústria, é comum que objetos precisem ser fixados em estruturas mais firmes e sólidas. A questão é que essa demanda exige um tipo de elemento de fixação capaz de perfurar a estrutura de um modo simples, sem ser danificado. Podemos dizer que o Parafuso autobrocante foi criado para solucionar esse problema. Isso ocorre porque, dadas a características do parafuso, ele é capaz de perfurar estruturas e conectar objetos a elas de uma forma muito eficiente. Usado em conjunto com uma arruela, esse elemento de fixação também se torna capaz de atarraxar e vedar conexões.
Por fim, como exemplos de uso do Parafuso autobrocante, podemos citar os seguintes exemplos:
· Instalação de coberturas e telhados;
· Aplicação de forros e placas de gesso;
· Construção de estruturas metálicas.
3 – Quer saber como são fabricados alguns tipos de roscas?
Existem diferentes tipos de roscas de parafusos, alguns indicados para o rosqueamento, travamento ou mesmo para movimentação.
 
A rosca é um dos principais elementos que compõem um parafuso. A rosca nada mais é do que uma estrutura helicoidal, composta por filetes em torno de uma superfície cilíndrica.
 
Sua função é permitir o encaixe e o travamento de materiais através do movimento rotacional.
 
Aplicações
 
Dentre as principais aplicações de uma rosca de parafusos estão:
 
• Fixação: como parafusos em madeira, parafusos para máquinas, porcas, etc;
• Conexão: ligando canos, mangueiras e outros elementos;
• Movimentação: através da conversão da rotação em movimento linear;
• Torque: através da compressão de peças, como no caso de tornos.
 
Ou seja, mais do que servir para “rosquear”, a rosca de parafusos e outros acessórios é responsável pela força de ferramentas e engrenagens.
 
Tipos de Roscas
 
Normalmente a rosca de um parafuso é definida através de quatro aspetos: diâmetro, número de filetes (em polegadas ou milímetros), espessura do filete ou material.
 
Também existe variação no formato dos filetes de rosca. Cada formato define o nome e a aplicação da rosca. Os principais formatos de roscas são: triangulares, trapezoidais, redondas, quadradas e dentes de serra.
 
Outro fator importante é a inclinação do filete com base no eixo do parafuso: direta e esquerda. No primeiro caso, o filete sobe da direita para a esquerda e no segundo, da esquerda para a direita.
 
Roscas Triangulares
 
As roscas triangulares são as mais comuns em parafusos, devido sua usabilidade na fabricação de máquinas e outros equipamentos. São fabricadas de acordo com três sistemas de normas: métrico (MA), americano (UNC) e inglês ou Whithworth (BSW).
 
Sistema Métrico (MA)
 
O sistema métrico também é conhecido como internacional (ISO). Seus filetes possuem forma triangular com 60º de inclinação, crista plana e raiz arredondada.
 
 
 
Sistema Inglês (Withworth – BSW)
 
Com uma inclinação de 55º, crista e raiz arredondadas, o sistema British Standard Whithworth (BSW) se faz pouco presente no universo brasileiro. Normalmente é encontrado em algumas poucas medidas.
 
Seu passo é calculado pela quantidade de filetes compreendidos entre uma polegada.
 
 
 
Sistema Americano (Unified Thread Standard – UNC)
 
O sistema americano (UNC) possui um ângulo de 60º, crista plana e raiz arredondada.
 
Da mesma forma que o inglês (BSW), seu passo é calculado pela quantidade de filetes compreendidos entre uma polegada.
 
 
 
Roscas Grossas e Finas
 
As roscas de parafusos também possuem distinções quanto à espessura de seus filetes. Normalmente são especificadas como roscas grossa e fina. O que as diferencia é a quantidadede filetes: as roscas grossas (ou normais) possuem menos filetes que as finas.
 
Nos sistemas americano e inglês, as respectivas siglas UNC e BSW se referem à rosca grossa (ou normal) enquanto as siglas UNF e BSF se referem à rosca fina.
 
Já no sistema métrico, são utilizadas as siglas MA para rosca grossa e MB para rosca fina.
4 – O que é soldagem e quais os tipos?
Classicamente, a soldagem é considerada como um método de união, porém, muitos processos de soldagem ou variações destes são usados para a deposição de material sobre uma superfície, visando a recuperação de peças desgastadas ou para a formação de um revestimento com características especiais.
5 – Quais as Vantagens e desvantagens da soldagem com eletrodo revestido, da soldagem TIG e da MIG/MAG?
O processo pode ser definido como o método de soldagem por fusão, do qual utiliza o calor de um arco elétrico formado entre um eletrodo metálico consumível e a poça de fusão para realizar a união de materiais metálicos.
Trata-se de um procedimento que acontece através do arco elétrico com a utilização de gases de proteção, assim, uma fonte externa de gás é utilizada para proteger a poça de fusão contra qualquer tipo de contaminação externa tanto do arco quanto da poça.
Conheça os processos:
Os gases de proteção utilizados neste sistema, são o que diferenciam um processo do outro.
Processo MIG (METAL INERT GÁS)
No processo de soldagem MIG, utiliza-se um gás ou a mistura de gases inertes, ou seja, gases normalmente monoatômicos, sem nenhuma atividade física com a poça de fusão, como o argônio e o hélio, por exemplo.
O argônio é um gás inerte com baixo potencial de ionização, baixo potencial de oxidação e baixa condutividade térmica.
Devido a sua alta densidade, o gás promove uma maior eficiência de proteção, pois consegue facilmente substituir o ar em torno da solda.
Processo MAG (METAL ACTIVE GÁS)
No processo de soldagem MAG, utiliza-se um gás ativo ou a mistura de um gás ativo com inerte, ou seja, dióxido de carbono, misturado com dióxido de carbono e/ou oxigênio, etc.
É denominado “MAG” quando um gás interage com a poça de fusão (normalmente, o CO2).
O CO2 foi introduzido parcialmente ou totalmente no argônio para a soldagem de aços. Ele também é o mais barato entre os outros tipos de gases e o mais utilizado no processo MIG/MAG em aço com transferência por curto-circuito.
O gás exibe características de gás inerte em temperatura ambiente, não reagindo com outros elementos, mas é um gás ativo nas temperaturas de soldagem.
Quais são as suas principais aplicações?
O procedimento é excelente para ser empregado na: fabricação de componentes e estruturas, fabricação de equipamentos de médio e grande porte, indústria automobilística, manutenção de equipamentos e peças metálicas, recuperação de peças desgastadas e revestimentos de superfícies metálicas com materiais especiais.
Vantagens e desvantagens do Processo MIG/MAG
As principais vantagens oferecidas por este procedimento, podem ser separadas em 9 tópicos diferentes:
1. O processo é semiautomático e versátil, assim, pode ser adaptado para a soldagem automática também;
2. Ele exige menor habilidade do soldador do que o processo de eletrodo revestido, por exemplo;
3. O eletrodo é alimentado continuamente, evitando a perda de arame;
4. Oferece versatilidade em relação ao tipo de material e à espessura de soldagem;
5. A penetração é mais uniforme quando comparado ao processo de eletrodo revestido;
6. A penetração e a diluição podem ser controladas durante o processo;
7. É um procedimento que trabalha com baixo teor de hidrogênio;
8. Aqui, os problemas de distorções e tensões residuais são menores;
9. A visibilidade da poça de fusão é excelente!
Agora pensando nas desvantagens e limitações do processo, podemos separá-las em 8 aplicações:
1. Gera uma maior velocidade de resfriamento por não haver escória e tende a aumentar a ocorrência de trincas no caso de aços temperáveis;
2. A soldagem deve estar protegida de correntes de ar;
3. O processo de soldagem é dificultado em juntas de difícil acesso, devido à geometria da tocha;
4. Seu sistema produz soldas com alto nível de respingos;
5. Durante as suas operações, ocorrem grandes emissões de raios ultravioletas;
6. O custo do equipamento utilizado é relativamente alto;
7. Ainda falando sobre os equipamentos, eles são menos portáteis do que os recomendados para os processos de eletrodo revestido;
8. Existe uma sensibilidade maior à variação dos parâmetros elétricos de operação.
6 – Elabore um resumo contendo informações de quando um componente deve ser soldado.
As juntas soldadas são mais leves e simples, sendo amplamente utilizadas para unir materiais como geometrias complexas, permitindo a perfeita continuidade entre os elementos. Uma das desvantagens da soldagem, é que a união é irreversível, podendo resultar em falta de alinhamento e perda de qualidade, se realizado de forma inadequada.
7 – O que é fixação por interferência? Cite exemplos.
Na área da mecânica de precisão, é muito comum a necessidade de unir peças como eixos, buchas, mancais, engrenagens, entre outros. Qualquer montagem, por mais simples que seja, exige a união de componentes. Entretanto, na mecânica, as peças a serem unidas exigem elementos próprios de união, que são denominados elementos de fixação
As fixações são classificadas em dois grandes grupos:
� Fixação permanente: nesta fixação, os componentes de fixação, uma vez instalados, não podem ser retirados sem que fiquem inutilizados. Geralmente são utilizadas as uniões soldadas para a fixação permanente. 
� Fixação não permanente: nesta fixação, os componentes de fixação podem ser montados e desmontados do conjunto sem causar qualquer dano aos elementos que foram unidos. Destacam-se a fixação por para-fuso e porca, além das fixações por chaveta e, dependendo da aplicação, a fixação por interferência.
A fixação por interferência é a união por interferência mecânica de duas peças para formar um conjunto integral. Essa união é alcançada por meio de dois métodos: método de aquecimento ou método de resfriamento
Processo de montagem por interferência a quente: é caracterizado pelo aquecimento de peças metálicas, como rolamentos, engrenagens, acoplamentos, polias, mancais, anéis, cilindros de laminação, discos, rodas e mais uma variedade de peças. O aquecimento causa a dilatação térmica da peça, permitindo sua montagem por deslizamento. Vantagens da montagem a quente: 
� Reversibilidade fácil do processo para a remoção; 
� Aquecimento controlado e localizado; 
� Pode ser integrado nas linhas de montagem;
� Redução do tempo total de processamento; 
� Economia de energia
Processo de montagem por interferência a frio Com o objetivo de aperfeiçoar os processos de resfriamento, esse método de fixação por interferência aplica o nitrogênio em temperaturas baixíssimas, de forma a congelar rapidamente o componente a ser montado. Esse resfriamento brusco faz com que o material contraia e, consequentemente, há uma diminuição em suas dimensões, para a perfeita montagem em outro elemento. Após o processo, o material resfriado retorna à temperatura ambiente, aumentando seu dimensional e, dessa forma, fixando por interferência os componentes montados
Vantagens da montagem a frio: 
� Reversibilidade fácil do processo para a remoção; 
� Redução de tensões e deformações residuais; 
� Capacidade de controle de qualidade da união; 
� Eliminação de erros geométricos causados pelos processos de fabricação dos elementos.
8 – Na construção de máquinas, as molas helicoidais de arame de aço são as mais empregadas. Justifique essa afirmação.
As molas são elementos utilizados para exercer força ou torque e, ao mesmo tempo, armazenar potência. Franceschi e Antonello (2014) mencionam que as molas são elementos de máquinas que têm a função de armazenar energia, assim como absorver ou amortecer choques e vibrações. Também têm a capacidade de sofrer grandes deformações, voltando ao seu estado inicial. Esses elementos flexíveis têm a característicade transmitir potência através de distâncias relativamente grandes, substituindo engrenagens, eixos, mancais ou dispositivos similares de transmissão de potência. As molas armazenam potência quando defletidas e a devolvem quando a força que causa a deflexão é removida. Existem diferentes tipos de molas, que são classificadas de acordo com o sentido e a natureza da força exercida por elas quando defletidas. 
Os principais tipos de mola existentes são: 
� Molas helicoidais de compressão; 
� Molas helicoidais de tração com e sem ganchos; 
� Molas de torção, helicoidais ou não; 
� Molas tipo prato; 
� Molas planas de lâminas; 
� Molas conjugadas ou feixe de molas
9 – O que é têmpera e quais as suas etapas?
Esse tratamento consiste no aquecimento de certo material até uma temperatura de aproximadamente 800 °C (completa austenitização) e em seguida resfriada bruscamente em água, óleo ou em meios de têmpera de composição química especial. O objetivo do tratamento de têmpera é obter martensita na estrutura do aço, microconstituinte muito duro e frágil. Para tanto, as peças devem ser resfriadas rapidamente, para evitar a formação de ferrita, perlita, bainita, microconstituintes mais moles que a martensita. A têmpera é um dos tratamentos mais comuns, e é o visto nas cenas de filmes em que o ferreiro mergulha a espada escaldante em um balde de água. O sucesso da têmpera depende da composição da liga, do tipo e natureza da têmpera e tamanho/forma da amostra.
10 - Identifique como funcionam os acoplamentos, freios e volantes.
Nos freios: O sistema de frenagem funciona através da conversão de pressão mecânica, em hidráulica, utilizando um circuito fechado de fluído de freio, desde o cilindro mestre, ligado ao servo freio e pedal de frenagem, até aos cilindros ou pinças hidráulicas ligadas as rodas.
Nos volantes: São massas girantes instaladas em sistemas girantes de elementos de máquinas, para agirem como um reservatório de energia cinética. Geralmente a função de um volante é controlar as flutuações de velocidade angular e a do torque, que afetam a fonte de potência, a carga de ambos.
Atividade de Pesquisa 02: Elementos de Máquinas