Determinando as propriedades dos metais

• Na engenharia é fundamental o conhecimento do comportamento do material com que se trabalha, ou seja, suas propriedades mecânicas em várias condições de uso, seja para projeto e manufatura de pequenos ou grandes componentes. 
• As condições de uso envolvem temperaturas, tipo de cargas e frequência de aplicação, desgaste, deformabilidade, entre outros pontos. Para prever o comportamento do material em condições de trabalho, os projetistas utilizam parâmetros de comportamento, que são determinados através de ensaios mecânicos. 
• Embora os valores de propriedades de muitos materiais comumente usados na engenharia possam ser obtidos de tabelas, é importante que os engenheiros tenham conhecimento da metodologia da execução dos ensaios e do significado de cada parâmetro. 
• Portanto, é importante conhecer os fundamentos básicos relativos a cada ensaio. Em um ensaio de tração, um corpo de prova é alongado ou esticado até sua ruptura. O ensaio costuma ser realizado em um corpo de formas e dimensões padronizadas, para que os resultados obtidos possam ser comparados ou, se necessário, reproduzidos. 
• Quando se induz um material a compressão, propriedades mecânicas podem ser medidas, tais como a força de compressão ou o módulo de elasticidade. Os cientistas utilizam, normalmente, máquinas para induzir a compressão. Este tipo de experimento é utilizado para comprovar as características mecânicas de uma peça, descobrindo assim a que tensão ela sofrerá ruptura. 
• Na ciência dos materiais, dureza é a propriedade característica de um material sólido, com resistência a deformações permanentes e está diretamente relacionada com a força de ligação dos átomos. Basicamente, a dureza pode ser avaliada a partir da capacidade de um material riscar ou penetrar o outro. 
• Já os ensaios de impacto são feitos para medir a segurança, qualidade e confiabilidade dos mais diversos materiais como, por exemplo, no setor automobilístico, de aeronaves, assim como em peças específicas utilizadas na indústria. Este ensaio é empregado no estudo da fratura frágil dos metais, que é caracterizada pela propriedade de um metal em atingir a ruptura sem sofrer deformação apreciável. 
• O ensaio de dobramento, um ensaio qualitativo simples e barato, para avaliar a ductilidade de um material. 
• Por último, a estampabilidade de materiais metálicos, ensaio que exige muitos testes, é a capacidade que uma chapa tem para ser conformada à forma de uma matriz, pelo processo de estampagem, sem se romper ou apresentar qualquer outro tipo de defeito superficial. A análise da estampabilidade de chapas é significativa tanto para o usuário do material em uma planta de estamparia como para o fabricante da chapa. Fonte: CIMM

Elementos de Máquinas I - Aula 6

As buchas são elementos de máquinas de forma cilíndrica ou cônica. Servem para apoiar eixos e guiar brocas e alargadores. Nos casos em que o eixo desliza dentro da bucha, deve haver lubrificação. Podem ser fabricadas de metal antifricção ou de materiais plásticos.
Normalmente, a bucha deve ser fabricada com material menos duro que o material do eixo.

Buchas de fricção radial
Essas buchas podem ter várias formas. As mais comuns são feitas de um corpo cilíndrico furado, sendo que o furo possibilita a entrada de lubrificantes. Essas buchas são usadas em peças para cargas pequenas e em lugares onde a manutenção seja fácil.

Bucha de fricção axial
Essa bucha é usada para suportar o esforço de um eixo em posição vertical.

Elementos de Máquinas I - Aula 5

Existem vários tipos de arruela: lisa, de pressão, dentada, serrilhada, ondulada, de travamento com orelha e arruela para perfilados. Para cada tipo de trabalho, existe um tipo ideal de arruela:

Arruela lisa
Além de distribuir igualmente o aperto, a arruela lisa tem, também, a função de melhorar os aspectos do conjunto. A arruela lisa por não ter elemento de trava, é utilizada em órgãos de máquinas que sofrem pequenas vibrações

Arruela de pressão
A arruela de pressão é utilizada na montagem de conjuntos mecânicos, submetidos a grandes esforços e grandes vibrações. A arruela de pressão funciona, também, como elemento de trava, evitando o afrouxamento do parafuso e da porca. É, ainda, muito empregada em equipamentos que sofrem variação de temperatura (automóveis, prensas etc.).

Arruela dentada
Muito empregada em equipamentos sujeitos a grandes vibrações, mas com pequenos esforços, como, eletrodomésticos, painéis automotivos, equipamentos de refrigeração etc. O travamento se dá entre o conjunto parafuso/porca. Os dentes inclinados das arruelas formam uma mola quando são pressionados e se encravam na cabeça do parafuso.

Arruela serrilhada
A arruela serrilhada tem, basicamente, as mesmas funções da arruela dentada. Apenas suporta esforços um pouco maiores. É usada nos mesmos tipos de trabalho que a arruela dentada.

Arruela ondulada
A arruela ondulada não tem cantos vivos. É indicada, especialmente, para superfícies pintadas, evitando danificação do acabamento. É adequada para equipamentos que possuem acabamento externo constituído de chapas finas.

Arruela de travamento com orelha
Utiliza-se esta arruela dobrando-se a orelha sobre um canto vivo da peça. Em seguida, dobra-se uma aba da orelha envolvendo um dos lados chanfrado do conjunto porca/parafuso.

Arruela para perfilados
É uma arruela muito utilizada em montagens que envolvem cantoneiras ou perfis em ângulo. Devido ao seu formato de fabricação, este tipo de arruela compensa os ângulos e deixa perfeitamente paralelas as superfícies a serem parafusadas.

Elementos de Máquinas I - Aula 4

• O procedimento para calcular a medida das roscas consiste na medição do passo da rosca. Para obter essa medida, podemos usar o pente de rosca, escala ou paquímetro. Estes instrumentos são chamados verificadores de roscas e fornecem a medida do passo em milímetro ou em filetes por polegada e a medida do ângulo dos filetes. 

• As roscas de perfil triangular são fabricadas segundo três sistemas normalizados: o sistema métrico ou internacional (ISO), o sistema inglês (whitworth) e o sistema americano. 
• No sistema métrico, as medidas das roscas são determinadas em milímetros. Os filetes tem forma triangular, ângulo de 60º, crista plana e raiz arredondada. 
• No sistema whitworth, as medidas são dadas em polegadas. Neste sistema, o filete tem a forma triangular, ângulo de 55º, crista e raiz arredondadas.O passo é determinado dividindo-se uma polegada pelo número de filetes contidos em uma polegada. 
• No sistema americano, as medidas são expressas em polegadas. O filete tem a forma triangular, ângulo de 60º, crista plana e raiz arredondada. Neste sistema, como no whitworth, o passo também é determinado dividindo-se uma polegada pelo número de filetes contidos em uma polegada. 
• Nos três sistemas, as roscas são fabricadas em dois padrões: normal e fina. A rosca normal tem menor número de filetes por polegada que a rosca fina. No sistema whitworth, a rosca normal é caracterizada pela sigla BSW (british standard whitworth - padrão britânico para roscas normais). Nesse mesmo sistema, a rosca fina é caracterizada pela sigla BSF (british standard fine – padrão britânico para roscas finas).

Cálculo de dimensões da rosca métrica normal

Exemplo - Calcular o diâmetro menor de um parafuso (d1) para uma rosca de diâmetro externo (d) de 10 mm e passo (p) de 1,5 mm.

Fórmula: d1 = d - 1,2268 · P

Substituindo os valores desta fórmula:
d1 = 10 - 1,2268 · 1,5
d1 = 10 - 1,840
d1 = 8,16 mm
Portanto, o diâmetro menor da rosca é de 8,16 mm.

Calcular o diâmetro efetivo de um parafuso (D médio) com rosca métrica, cujo diâmetro externo é de 12 mm e o passo é de 1,75 mm.

Fórmula: d2 = d - 0,6495 · P

Substituindo os valores desta fórmula:
d2 = 12 - 0,6495 · 1,75
d2 = 12 - 1,1366
d2 = 10,86 mm
Portanto, a medida do diâmetro médio é de 10,86 mm.


É muito importante para o mecânico saber o cálculo do diâmetro da broca que vai realizar um furo no qual a rosca será confeccionada por macho. No cálculo de diâmetro da broca para confecção de rosca métrica triangular, utiliza-se a seguinte fórmula:

Diâmetro da broca = d - P

Exemplo - Calcular diâmetro de broca para abrir o furo a ser roscado com rosca métrica, sabendo que o diâmetro maior do parafuso é de 10 mm e o passo é de 1,5 mm.
Substituindo os valores na fórmula:
Diâmetro da broca = 10 - 1,5
Diâmetro da broca = 8,5 mm
Portanto, o diâmetro da broca deve ser de 8,5 mm.

Para confecção de furos para rosca whitworth o mecânico industrial pode associar o valor da medida da rosca em polegadas com um valor correspondente em milímetros, respeitando o limite de folga que o macho deve ter para executar uma rosca sem danificar a peça e sem correr riscos de ruptura na ferramenta.Veja abaixo a tabela (para imprimir) com a relação de brocas para confecção de furos para roscas:

O que é porca rápida?

• A porca rápida é um elemento de máquina especial, destinado a montagens de peças onde o acesso para a confecção de roscas para fixação de parafusos é difícil. 
• São montadas em conjunto com parafusos autoatarraxantes (conhecidos como rosca soberba). 
• Tem larga aplicação na montagem de chapas de pequena espessura e estruturas de fibra de vidro. 
• No setor automotivo a porca rápida é utilizada principalmente como presilha para forrações e outras peças de carro que não tem resitência suficiente pra segurar o parafuso. 
• Veja abaixo os diferentes tipos de porcas rápidas:

Elementos de Máquinas I - Aula 3

As porcas são elementos de máquinas que trabalham associados aos parafusos na fixação de uniões permanentes. Podem ser fabricadas em vários materiais variando de acordo com a finalidade a ser aplicada. Geralmente as porcas apresentam perfil de rosca triangular. Na união de conjuntos mecânicos com a utilização de porcas, devemos observar que a ação de aperto deve concentrar-se na porca com maior intensidade. Na utilização de torquímetro deve-se aplicar a "força" na porca. Veja abaixo a classificação destas porcas:

1 - Porca sextavada baixa
Acabamento: polido, zincado branco, bricromatizado

2 - Porca sextavada castelo com coroa alta
Acabamento: polido, zincado branco, bricromatizado

3 - Porca sextavada flange esférica
Acabamento: polido, zincado branco, bricromatizado

4 - Porca sextavada dupla
Acabamento: polido, zincado branco, bricromatizado

5 - Porca sextavada castelo com coroa baixa
Acabamento: polido, zincado branco, bricromatizado

6 - Porca sextavada castelo sem coroa
Acabamento: polido, zincado branco, bricromatizado

7 - Porca sextavada classe 6
Acabamento: polido, zincado branco, bricromatizado, galvanizado a fogo

8 - Porca sextavada classe 8
Acabamento: polido, zincado branco, bricromatizado, galvanizado a fogo

9 - Porca sextavada classe 10 (temperada)
Acabamento: polido, zincado branco, bricromatizado, galvanizado a fogo

10 - Porca sextavada flange
Acabamento: zincado branco

11- Porca sextavada latão
Acabamento: polido

12 - Porca sextavada autotravante nylon (alta) classe 8
Acabamento: zincado branco

13 - Porca sextavada autotravante nylon (baixa) classe 8
Acabamento: zincado branco

14 - Porca sextavada torque flange classe 8
Acabamento: zincado branco

15 - Porca sextavada torque classe 8
Acabamento: zincado branco

16 - Porca sextavada 2H
Acabamento: polido, zincado branco, bricromatizado, galvanizado a fogo


17 - Porca sextavada alumínio
Acabamento: polido

18 - Porca sextavada baixa
Acabamento: polido, zincado branco, bricromatizado

19 - Porca sextavada bicicleta
Acabamento: polido, zincado branco

20 - Porca sextavada castelo sem coroa
Acabamento: polido

21 - Porca sextavada dupla
Acabamento: polido, zincado branco, bricromatizado

22 - Porca sextavada flange
Acabamento: zincado branco

23 - Porca sextavada grau 2
Acabamento: polido, zincado branco, bricromatizado, galvanizado a fogo

24 - Porca sextavada pesada
Acabamento: polido, zincado branco, bricromatizado, galvanizado a fogo

25 - Porca sextavada autotravante nylon alta grau B e C
Acabamento: zincado branco

26 - Porca sextavada torque, grau B (até 3/4)
Acabamento: zincado branco

27 - Porca sextavada torque flange
Acabamento: zincado branco

28 - Porca sextavada quadrada
Acabamento: polido, zincado branco, bricromatizado, galvanizado a fogo

29 - Porca sextavada com arruela móvel
Acabamento: polido, zincado branco, bricromatizado, galvanizado a fogo

30 - Porca sextavada cônica
Acabamento: incado branco, bricromatizado

31 - Porca sextavada esférica
Acabamento: polido, zincado branco, bricromatizado