Download - Elementos de Maquina Aula 02 Parafusos
Disciplina Elementos de Maquina
Tema II. Elementos de fixação e Tema II. Elementos de fixação e união.união.
Aula Pratica No. 1 Cálculo das uniões parafusadas.
Junções por meio de parafusos
Parafuso
Porca
Elementos para unir (partes)
União desmontável
Ângulo do perfil da rosca: a = 60º.Diâmetro menor do parafuso ( do núcleo): d1 = d - 1,2268P.Diâmetro efetivo do parafuso ( médio): d2 = D2 = d - 0,6495P.
Altura do filete do parafuso he = (d – d1)/2
Folga entre a raiz do filete da porca e a crista do filete do parafuso: f = 0,045P.
Raio de arredondamento de raiz do filete do parafuso rre=0,14434P
Diâmetro maior da porca: D = d + 2f
Diâmetro menor da porca (furo): D1 = d - 1,0825P
Altura do filete do porca hi = (D – D1)/2
Raio de arredondamento de raiz do filete do porca rri=0,14434P
Uniões parafusadas. Elementos principais
Projeto e avaliação de uniões parafusadas.
Principais expressões e considerações para o cálculo das uniões pré-carregadas.
Cálculo de resistência.
21πd
5.2Pσ [σt]
t
1 π[σ
5.2Pd
Recomenda-se:
[σt] = (0.25 a 0.5) σy
nY
Onde
o coeficiente de segurança (n) estará entre 2 e 4.
σy =
Dimensionamento
Momento de aperte.
2
c22a d2
dSftan
2
dVM
V Valor da força da Pre-carga
Ψ Angulo de elevação da rosca
ρ Angulo de fricção
d2 Diâmetro efetivo do parafuso ( médio)
f Folga entre a raiz do filete da porca e a crista do filete do parafuso
S2 Distancia entre faces
Dc Diâmetro do furo
EJEMPLO
Na figura se mostra a união da tampa de um recipiente que se empregará para armazenar um fluido pouco viscoso e tóxico. Desejam-se utilizar parafusos M10.
Determine:
a) Quantidade de parafusos necessários.
b) Classe dos parafusos.
Outros Dados:
MPap 5.10
Flange
Solução:
a) Quantidade de parafusos necessários.
dD
Z75.3
mmD 210
mmd 10
8.1842.9
1075.3
210Z
Z = 10 - 19
Múltiplos de 4 ou 6 Z = 12, 16 e 18
Seleciona-se Z =16 (Fluido tóxico)
b) Cálculo de resistência
YYttd
P
25.05.025.0
2.52
1
0
(Fluido Tóxico)
PVP /0
= γ P (Pre-carga residual)/V
Coeficiente de aderência.
= 1.2 a 1.5 Se a carga for constante.
= 1.5 a 1.8 Se a carga for variável.
PV 5.1/
PP 5.20
Z
RP máx
Max riAPR maxmax
4
DA
21
ir
P0 = Força máxima no parafuso
V´ = Pre-carga residual
D1=150mm
NP 414216575.20
tt d
P
2
1
02.5
mmd 918.81
MPaY 8,34425,0
2,86
Yt MPa
25.02.86
918.8
41422.52
Seleciona-se a Classe 5,8 Onde MPaY 400
Prob No. 1
1) Selecione os parafusos necessários para a fixação da tampa (direita). Conhecem-se os seguintes dados:
- Pa = 410,6 Kgf
- 4 parafusos classe 3,6, y = 200 MPa
-A carga é constante.-A montagem se realiza sim controle da pré-carga.-Fator de segurança n = 3.
1- Determina-se a carga externa P que atua sobre o parafuso mais carregado.
KgfPa
P 6,1024
6,410
4
2- Determina-se o valor da pretensão residual.
PV , Não atuam cargas transversais.
= 1,2 Recomendações.
KgfV 12,123)6,102(2,1,
3- Determina-se a carga total que atua sobre o parafuso mais carregado.
KgfPVPo72,2256,10212,123
,
4- Determina-se o diâmetro:
t1 π[σ
5.2Pd
MPaY 66,663
200
3
Po = 2257,2 N
mm48,766,66π
2257,25.2d1
d1 7,48 mm
M10, d1 = 8,16 (Tabela de roscas)
Prob No. 2
Na figura se mostra um dos suportes de uma árvore do transportador de carga de um armazém. O suporte se fixa à base mediante três parafusos M10x1.25 que se alojam com folga. Determine a classe dos parafusos se: 0 ≤ P ≤ 3000 N
Considere:
- Coeficiente de segurança n = 2,85
- Coeficiente de aderência = 1,5
- Coeficiente de atrito aço – aço f = 0,15.
- d1 = 8,647 mm
Solução:
Redução das cargas externas em sistemas forças-pares aplicadas no centro geométrico da união, para cada plano de referência:
Posição do centro geométrico no eixo Y:
i
ii
A
YAY
Define-se como referência a posição dos parafusos 1 e 3 (Plano Z-Y): mm20A3
A60Y
1.- Cálculo de resistência.
yyy
tt nd
P
35.0
85,2
12.52
1
0
PVP /0
fi
QV R
/
Pré-carga residual
i =1 (pares de superfícies das peças em contato)
f = 0.15 (coeficiente de atrito)
myZmxZpzZZ PPPPP )()()(
Análise por plano:
Plano X-Z
)(10003
3000todosParaN
Z
PP z
Pz
ii
KyMy ZX
XMP
2
180 1 ZmmXX IK
1Zmm50X IIII
1Zmm20X IIIIII
N2580805020
)80(103P
222
5
MY1
N1613P MY2 N645P MY3
)(10003
3000todosParaN
z
pQ x
pxX
Plano Y-Z
ii
KXMX
ZY
YMP
2
2Zmm80Y II
1Zmm20Y IIII
N18220802
80103P
22
4
MX3,1
N4520802
20103P
22
4
MX2
Plano X-Y
ii
KZMZ Zr
rMQ
2
2Zmm362030r I22
I
1Zmm40r II2
N37340362
36103Q
22
4
MZ3,1
N41440362
40103Q
22
4
MZ2
Plano X-Y
NsenQQMZMZX 207
36
203733,13,1
NQQMZMZY 311
36
30373cos3,13,1
NQQ MZMZX 41422
23,1
23,13,1
22
3,1 MZYMZXPXXYxR QQQQQQ
NQR 12463112071000 223,1
NNNQQQ PXXMZR 5861000414)(22
NPPPP MXMYPZ 3762182258010001111
NPPPP MXMYPZ 265845161310002222
NPPPP MXMYPZ 182718264510003333
Mais carregado
Para o parafuso mais carregado
N12460
15.0
12465.15.1
fi
QV /
NPVP 16222376212460/0
Ytt Nd
P
35.0359
647.8
162222.52.522
1
0
9,12102535.0
359ClaseMPaY