INSTITUTO FEDERAL DE
EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA
SÃO PAULO
ELMA3 – AULA 5
Prof. Carlos Fernando
Dispositivos de Fixação
Pinos, Cupilhas, Cavilhas, Roscas, Mancais de
Deslizamento e Rolamento.
Elementos de Máquinas
Pinos e Cavilhas
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.
Elementos de Máquinas
A diferenciação entre pinos e cavilhas leva em conta
o formato dos elementos e suas aplicações. Por
exemplo, pinos são usados para junções de peças que
se articulam entre si e cavilhas são utilizadas em
conjuntos sem articulações.
O pino une peças articuladas. Nesse tipo de união,
uma das peças pode se movimentar por rotação.
Os pinos são usados em junções resistentes a
vibrações.
Elementos de Máquinas
Pinos e cavilhas se diferenciam pelos seguintes fatores:
• Utilização;
• Forma;
• Tolerâncias de Medidas;
• Acabamento Superficial;
• Material;
• Tratamento Térmico.
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Elementos de Máquinas
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Cavilha
A cavilha une peças que não são articuladas entre si. Também chamada de pino estriado, entalhado ou ranhurado ou rebite entalhado.
A cavilha é uma peça cilíndrica, fabricada em aço, cuja superfície externa recebe entalhes que formam ressaltos. A forma e o comprimento dos entalhes determinam os tipos de cavilha. Sua fixação é feita diretamente no furo aberto por broca, dispensando-se o acabamento e a precisão do furo alargado.
Elementos de Máquinas
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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 num
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.
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Pino cupilhado
Nesse caso, a cupilha não entra no eixo, mas no próprio pino. O pino cupilhado é utilizado como eixo curto para uniões articuladas ou para suportar rodas, polias, cabos, etc.
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Roscas
As roscas de perfil triangular são fabricadas segundo três sistemas normalizados: o sistema métrico ou internacional (ISO), o sistema inglês ou whitworth e o sistema americano (UNS).
• Métrico (ISO)
Designação: Diâmetro externo (em milímetros) x passo em
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• Withworth (Inglês) e Americano (UNS)
Designação: Diâmetro externo (em polegada) x número de
fios por polegada.
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Características das Rosca Métrica (M)
• Diâmetro externo (D): diâmetro nominal da rosca e caracterizada por este diâmetro junto com o valor do passo, qualidade de fabricação e posição da tolerância.
• Ângulo de flanco é 60° ( sendo os semiângulos a1 = a2 = 30°) • ABNT NB97: prescreve quais diâmetros nominais devem ser
usados preferencialmente, quais diâmetros são complementares, de forma que a combinação do diâmetro nominal com certo valor numérico do passo deve ser considerado como normal.
• NBR- 8225 especifica os valores nominais, tolerâncias de fabricação e tolerância de desgaste para calibradores de roscas métricas.
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Manual de Identificação de Roscas
Exemplos de especificações de roscas:
Rosca Withwoth e Americana
• NPT/NPTF - National Pipe Thread (Fine), rosca tipo cano, padrão americano.
Exemplo: 1/4”-18 NPTF
1/4” = Diâmetro nominal em polegada; 18 = Passo (filetes por polegada);
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• UN/UNF - Rosca unificada, rosca paralela, padrão americano (SAE)
Exemplo: 9/16”-18 UNF
9/16” = Diâmetro nominal em polegada; 18 = Passo (filetes por polegada).
• BSPT - British Standard Pipe Taper, rosca tipo cano, padrão inglês
Exemplo: 3/8”-19 BSPT
3/8” = Diâmetro nominal em polegada; 19 = Passo (filetes por polegada);
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• BSPP - British Standard Pipe Parallel Exemplo: 3/4”-14 BSPP
3/4” = Diâmetro nominal em polegada; 14 = Passo (filetes por polegada);
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Rosca Métrica
• Métrica paralela - Exemplo: M22X1.5 M = Significa métrica;
22 = Diâmetro da rosca em mm;
1.5 = passo (distância entre os filetes em mm). • Métrica cônica - Exemplo: M10X1 keg
M = Significa métrica;
10 = Diâmetro da rosca em mm;
1 = passo (distância entre os filetes em mm);
keg é uma abreviação de uma palavra, em alemão, que significa
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Instrumentos para Medir Roscas
Paquímetro: mede diâmetro interno e externo.
Pente de roscas: Usado para comparar o passo predeterminado
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Calibradores de Rosca
Um processo usual e rápido de verificar roscas consiste no uso dos calibradores de rosca. São peças de aço, temperadas e retificadas, obedecendo a dimensões e condições de execução para cada tipo de rosca.
Basicamente apresentam-se em dois modelos:
• Calibrador de anel – emprega-se na verificação de roscas externas;
• Calibrador tampão – emprega-se na verificação de roscas internas.
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Calibrador de Anel
O calibrador de rosca da figura a seguir é um tipo usual de calibrador de anel, composto por dois anéis, sendo que um lado passa e o outro não passa, para a verificação da rosca externa.
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Calibrador regulável de rosca
O calibrador de boca de roletes é geralmente de boca progressiva, o que torna a operação muito rápida, não só porque é desnecessário virar o calibrador, como porque o calibrador não se aparafusa à peça.
O calibrador em forma de ferradura pode ter quatro roletes cilíndricos ou quatro segmentos de cilindro.
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Calibrador Tampão
São peças de aço temperadas e retificadas, obedecendo a dimensões e condições de execução para cada tipo de rosca. o calibrador da figura é o modelo comum do tipo tampão de rosca, servindo para verificação de roscas internas. A extremidade da rosca mais longa é chamada “lado passa”, consequentemente a outra extremidade é conhecida como “lado não passa”.
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Mancais
Mancal é um dispositivo mecânico fixo, em geral em ferro fundido ou aço, e antigamente também de madeira , onde se apoia um eixo, girante, deslizante ou oscilante
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Mancais de Deslizamento
Mancais de deslizamento são constituídos de uma bucha fixa em um suporte. As buchas são feitas de material macio: bronze e ligas de metais leves. Usados para máquinas pesadas e de baixa rotação.
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Mancais de Deslizamento Radiais
Os mancais de deslizamento radiais são projetados para suportar exclusivamente cargas radiais. E podem ser de diversos tipos, entre eles:
• Integrais ( usados em eixos de diâmetro pequeno);
• Bipartidos (todos os tipos de eixos, mas obrigatórios para eixos de grande diâmetro).
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Mancais de Deslizamento Axiais
Os mancais de deslizamento axiais são projetados para suportar cargas exclusivas axiais.
Os mancais de deslizamento conjugados, ou radias – axiais são projetados para suportar cargas tanto sentido radial como axial. São mancais com comprimento maior que os anteriores devido a sua construção física.
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Mancais de Rolamento
Quando necessitar de mancal com maior velocidade e menos atrito, o mancal de rolamento é o mais adequado.
Os rolamentos são classificados em função dos seus elementos rolantes.
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Outros Tipos de Mancais
• Mancal Hidrodinâmico: Cria uma pequena camada de fluido hidrodinâmico entre o mancal e o eixo, diminuindo o atrito. Pequenos canais na bucha permitem a passagem do lubrificante;
• Mancal Magnético: é constituído por dois elementos, um acoplado no eixo e o outro no mancal, que criam campos magnéticos da mesma polaridade, de tal forma que se repelem, permitindo desta forma que o eixo fique sem contato com o mancal
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Exercícios de Fixação
1. Qual principal diferença entre pinos e cavilhas? 2. Cite 3 tipos de pinos e suas respectivas funções.
3. Qual a função da cupilha? Cite 3 exemplos de aplicação de cupilhas.
4. Quais as principais diferenças entre os modelos de rosca métrica, withwoth e americana?
5. Qual significado das designações de roscas abaixo:
• M 15 x 1,5 • 1”1/2-18 UNF • M 6 x 1
6. Quais instrumentos utilizados na medição de roscas?
7. Quais os tipos de mancais de deslizamento existentes? Descreva seu principio de funcionamento.
8. Descreva as características de funcionamento dos mancais de deslizamento e de rolamento.
