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SEM0568 - Projeto Mecânico de Elementos de Máquinas **6 - Eixos
- 1 - Introdução** Definição : Elemento sobre o qual se assentam partes giratórias de uma máquina e que recebe destas as cargas de trabalho que devem ser descarregadas na estrutura da máquina.
- Função: Transmitir esforços Flexão Torção Axiais Nome Uso Tipo Esforços Fixos Girantes Flexão Torção Axiais Eixos normal X X X X Eixos-árvore precisão X X X X Fusos* normal X X Varões* grosseira X X X X
- Movimento: Fixos ou rotativos
- 1
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SEM0568 - Projeto Mecânico de Elementos de Máquinas 6.2-Construção de eixos a) Formas construtivas
- cheios
- vasados
- lisos
- escalonados
- Secção circular
- Secção retangular
- Secção hexagonal
- Perfilados
- Articulados
- Telescópicos
- Flexíveis Redução de peso obtida com eixos vazados.
Wf
Peso
85 % Wf
57 % Peso
100 %
0 0 , 5 1 ,^0
de di e i
d
d
Eixos devem ser o mais curtos possível L $ diminuir custos
- 4
SEM0568 - Projeto Mecânico de Elementos de Máquinas Escalonamento , a grande maioria dos eixos é escalonada. Sem apoio axial Errado Montagem mais difícil Errado
OK!
Raios de arredondamento
r 0 , 05 ~ 1 ,0 dmenor
Encosto de rolamentos Saída de ferramentas r Superfícies funcionais de eixos
- Assento de mancais impõe posição
- Assento/encosto engrenagens/polias transmite forças Quando necessário :
- especificar rugosidade
- especificar tolerância de forma e posição concentricidade coaxialidade paralelismo batida Errado Errado (^) Tempo de torneamento Tempo de retífica OK!
- 5
SEM0568 - Projeto Mecânico de Elementos de Máquinas b) Fabricação
- Facear e abrir furo de centro
- Tornear face e longitudinal
- Tratamento térmico: temperar, revenir
- Acabamento Assento de mancais retífica Assento de engrenagens e polias torneamento Superfícies acessórias torneamento e tornos universais tornos copiadores tornos CNC c) Materiais para construção de eixos Matéria prima:
- forjados
- laminados
- trefilados
- fundidos barras de até Ø 75 mm
- Alta resistência
- Pequena sensibilidade a concentração de tensões
- Boa usinabilidade
- Beneficiável: têmpera / revenido têmpera localizada: nitretação, indução ...
- 7 Produção grande Produção grande, engrenagens fundidas junto
https://youtu.be/FQ_2YYdwMn https://youtu.be/bezSrUgTjOA https://youtu.be/g-F_USWjLVI https://youtu.be/T8dEeewMApQ https://youtu.be/EF71wbL1-sM Ra 0. 3 ~ 2. 5 [ m ]
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SEM0568 - Projeto Mecânico de Elementos de Máquinas d) Causas de rupturas em eixos
- Fadiga
- cálculos ou hipóteses incorretas
- Erros de avaliação da solicitação dinâmica
- Sobrecargas não previstas
- Apreciação incorreta dos pontos ou valor das concentrações de tensões
- Montagem incorreta
- folga excessiva
- pré-carga excessiva
- falta de liberdade para dilatação térmica
- montagem incorreta dos rolamentos
- Flecha de trabalho excessiva
- Falta de rigidez flexional
- Falta de rigidez torcional
- 10
SEM0568 - Projeto Mecânico de Elementos de Máquinas 6.3- Cálculo de Eixos
- Quanto à resistência mecânica (ou à σall )
- Quanto à rigidez (ou à flecha admissível)
- Quanto à velocidade crítica (frequência natural) cálculo à σall
- eixos de redutores de velocidade
- eixos de laminadores
- eixos de máquinas de elevação
- eixos de transmissão (carros / caminhões) Eixos comuns Eixos de precisão cálculo à flecha admissível limitante é deflexão
adm
- eixos árvore de máquinas ferramentas
- aparelhos de metrologia Eixos de alta rotação um dos critérios anteriores
velocidade crítica
crit
- eixos árvores de retificadoras internas 50 000 [rpm]
- eixos centrifugadores 30 000 [rpm]
- giroscópios 20 000 [rpm]
- 11
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SEM0568 - Projeto Mecânico de Elementos de Máquinas 6.4- Cálculo de Eixos quanto à resistência mecânica Solicitação Estática
- 14 Também usado para pré-dimensionamento
= 𝜎^2 + 3𝜏^2
𝜎𝑎𝑙𝑙 = 𝑡𝑒𝑛𝑠ã𝑜 𝑙𝑖𝑚𝑖𝑡𝑒 𝑛
SEM0568 - Projeto Mecânico de Elementos de Máquinas Coeficientes de segurança Fatores que influenciam em n:
- Material da peça - homogêneo - bem especificado - Cargas atuantes - constante ou variável - modo de aplicação suave e bem distribuída - valor bem conhecido - Sobrecarga - Perigos de falha - danos à propriedade - danos à vida - Classe de máquinas 6. 16
𝑛 = 𝑎 × 𝑏 × 𝑐 × 𝑑
SEM0568 - Projeto Mecânico de Elementos de Máquinas Fatores a – garante que a peça trabalhe no regime elástico limite elástico material dúctil: Sy material frágil: Sp (proporcional – estimado em ε = 0.002)
Valor típico : a 1. 5 ~ 2. 0
a 1. 0 Se^ 𝑡𝑒𝑛𝑠ã𝑜^ 𝑙𝑖𝑚𝑖𝑡𝑒^ =^ Sy
b – fator do tipo de carga Carga constante: b = 1. Variável sem reversão: b = 1.5 ~ 2. Variável com reversão: b = 2.0 ~ 3. c – fator do tipo de aplicação de carga carga aplicada gradualmente: com choque normal: c = 2. pesado: c = 3. violento: c = 5. c = 1. d – fator geral de segurança Depende da análise conjunta de todos fatores que influenciam em S Orientação geral: material dúctil: d = 1.5 ~ 2. material frágil: d = 2.0 ~ 3.
- 17
𝑡𝑒𝑛𝑠ã𝑜 𝑙𝑖𝑚𝑖𝑡𝑒 𝑙𝑖𝑚𝑖𝑡𝑒 𝑒𝑙á𝑠𝑡𝑖𝑐𝑜
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Goodman Modificado:
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