Módulo 2

Elementos de máquinas

Parte 1

1. Elementos de fixação

Na mecânica é muito comum a necessidade de unir peças como chapas, perfis e barras. Qualquer construção, por mais simples que seja, exige união de peças entre si. Entretanto, na mecânica as peças a serem unidas, exigem elementos próprios de união que são denominados elementos de fixação.

Numa classificação geral, os elementos de fixação mais usados em mecânica são: rebites, pinos e cupilhas, parafusos, porcas, arruelas, anéis elásticos e chavetas.

A união de peças feita pelos elementos de fixação pode ser de dois tipos: móvel ou permanente.

No tipo de união móvel, os elementos de fixação podem ser colocados ou retiradas do conjunto sem causar qualquer dano às peças que foram unidas. É o caso da figura (Figura 1.1) e (Figura 1.2) onde a união é feita com parafuso, porcas e arruelas.

No tipo de união permanente, os elementos de fixação, uma vez instalados, não podem ser retiradas sem que fiquem inutilizados. É o caso, por exemplo, de uniões feitas com rebites (Figura 1.3) e soldas (Figura 1.4).

A seguir, serão mostradas em detalhes os principais elementos de fixação.

1.1 Rebites

Os rebites são peças fabricadas em aço, alumínio, cobre ou latão. Unem rigidamente peças ou chapas, principalmente, em estruturas metálicas, de reservatórios, caldeiras, máquinas, navios, aviões, veículos de transporte e treliças. Na figura abaixo veja o exemplo de como é feita a fixação com rebitadeira manual.

1.1.1 Tipos de rebite e suas proporções

O quadro a seguir mostra a classificação dos rebites em função do formato da cabeça e de seu emprego em geral.

1.1.2 Especificações de rebites

Para adquirir os rebites adequados ao seu trabalho, é necessário conhecer suas especificações, ou seja:

• de que material é feito;
• o tipo de sua cabeça;
• o diâmetro do seu corpo;
• o seu comprimento útil.

1.1.3 Processos de rebitagem

Na rebitagem, colocam-se os rebites em furos já feitos nas peças a serem unidas. Depois aplica-se a forma de cabeça no corpo dos rebites. Esse procedimento está ilustrado na figura 1.6.

Figura 1.6

A segunda cabeça do rebite pode ser feita por meio de dois processos: manual e mecânico.

O processo manual é feito à mão, com pancadas de martelo. Antes de iniciar o processo, é preciso comprimir as duas superfícies metálicas a serem unidas, com o auxílio de duas ferramentas: o contra-estampo, que fica sob as chapas, e o repuxador, que é uma peça de aço com furo interno, no qual é introduzida a ponta saliente do rebite.

A rebitagem por processo mecânico apresenta vantagens, pois utiliza rebitadeiras pneumáticas ou hidráulicas. Essas máquinas são silenciosas, trabalham com rapidez e permitem rebitamento mais resistente, pois o rebite preenche totalmente o furo, sem deixar espaço. Nesse método a rebitagem pode ser feita a quente e a frio.

1.1.4 Ferramentas para rebitagem

1.1.4.1 Estampo

É uma ferramenta usada para dar forma a uma peça. O estampo utilizado na rebitagem manual é feito de aço temperado e apresenta três partes: cabeça, corpo e ponta. Na ponta existe um rebaixo, utilizado para dar formato final à segunda cabeça do rebite.

1.1.4.2 Contra-estampo

O contra-estampo é na verdade um estampo colocado em posição oposta à do estampo. Também é de aço temperado e apresenta um rebaixo semi-esférico no qual é introduzida a cabeça do rebite. O rebaixo semi-esférico pode apresentar vários diâmetros a fim de alojar cabeças de rebites de diversas dimensões.

1.1.4.3 Repuxador

O repuxador comprime as chapas a serem rebitadas. É feito de aço temperado e apresenta três partes: cabeça, corpo e face. Na face existe um furo que aloja a extremidade livre do rebite.

1.1.5 Exemplo de rebitagem manual

Nesse exemplo, tem-se toda a sequência de operações de uma rebitagem, usando-se rebites de cabeça escareada chata.

Processo de execução:

1. Prepare o material

• Elimine as rebarbas dos furos a fim de assegurar uma boa aderência entre as chapas.

2. Alinhe as chapas

• Se necessário, prenda as chapas com grampos, alicates de pressão ou morsa.
• Se houver furos que não coincidam, passe o alongador.

3. Prepare os rebites

• Calcule o comprimento do rebite de acordo com o formato da cabeça.
• Se necessário, corte o rebite e rebarbe-o.

4. Rebite

• Inicie a rebitagem pelos extremos da linha de rebitagem.
• Apoie as chapas sobre uma base sólida e repuxe os rebites. A base sólida deve estar sempre limpa, ou seja, livre de partículas sólidas.

• As pancadas iniciais sobre os rebites devem ser aplicadas com a face de impacto do martelo e devem ser perpendiculares em relação aos rebites.

• Boleie os rebites com a bola do martelo a fim de preencher todo o escareado.

• Termine a rebitagem dando pancadas com a face do martelo. Evite dar pancadas desnecessárias sobre os rebites, pois isto torna-se duros e frágeis.

Observação: Além desses rebites, destaca-se, pela sua importância, o rebite de repuxo, conhecido por "rebite pop". É um elemento especial de união, empregado para fixar peças peças com rapidez, economia e simplicidade.

Abaixo mostramos a nomenclatura de um rebite de repuxo.

Os rebites de repuxo podem ser fabricados com os seguintes materiais metálicos: aço-carbono; alumínio; cobre; monel (liga de níquel e cobre).

1.1.6 Defeitos de rebitagem

É preciso fazer uma boa rebitagem para assegurar a resistência e a vedação necessárias às peças unidas por rebites. Os defeitos, por menores que sejam, representam enfraquecimento e instabilidade da união. Alguns desses defeitos somente são percebidos com o passar do tempo por isso, é preciso estar bem atento e executar as operações de rebitagem com a maior precisão possível.

Os principais defeitos da rebitagem são devidos, geralmente, ao mau preparo das chapas a serem unidas e à má execução das operações nas fases de rebitagem.

Os defeitos causados pelo mau preparo das chapas são:

• Furos fora do eixo, formando degraus - Nesse caso, o corpo rebitado preenche o vão e assume uma forma de rebaixo, formando uma incisão ou corte, o que diminui a resistência do corpo.

• Chapas mal encostadas - Nesse caso, o corpo do rebite preenche o vão existente entre as chapas, encunhando-se entre elas. Isso produz um engrossamento da secção do corpo do rebite, reproduzindo sua resistência.

• Diâmetro do furo muito maior em relação ao diâmetro do rebite - O rebatimento não é suficiente para preencher a folga do furo. Isso faz o rebite assumir um eixo inclinado, que reduz muito a pressão do aperto.

Os defeitos causados pela má execução das diversas operações e fases de rebitagem são:

• Aquecimento excessivo do rebite - Quando isso ocorre, o material do rebite terá suas características físicas alteradas, pois após esfriar, o rebite contrai-se e então a folga aumenta. Se a folga aumentar, ocorrerá o deslizamento das chapas.

• Rebitagem descentralizada - Nesse caso, a segunda cabeça fica fora do eixo em relação ao corpo e à primeira cabeça do rebite e, com isso, perde sua capacidade de apertar as chapas.

• Mal uso das ferramentas para fazer a cabeça - A cabeça do rebite é rebatida erradamente e apresenta irregularidade como rebarbas ou rachaduras.

• Comprimento do corpo do rebite é pequeno em relação à espessura da chapa - Nessa situação, o material disponível para rebitar a segunda cabeça não é suficiente e ela fica incompleta, com uma superfície plana.

1.1.7 Eliminação dos defeitos

Para eliminar os defeitos é preciso remover a cabeça do rebite. Isso pode ser feito por três processos: com talhadeira, com lima e com esmerilhadeira.

Eliminação com talhadeira

• A cabeça do rebite é aberta em duas partes e depois extraída.

• A cabeça do rebite pode ser extraída inteira, com uma talhadeira trabalhando de lado.

• Depois de eliminada uma das cabeças, o restante do rebite é extraído com um saca-pinos sobre o qual se aplicam alguns golpes com o martelo.

Eliminação com esmerilhadeira

A esmerilhadeira é uma máquina-ferramenta que desgasta o material por meio da ação abrasiva exercida pelo rebolo. A cabeça do rebite pode ser esmerilhada e o corpo retirado com saca-pinos ou por meio de furação.

Abaixo, é ilustrado um rebolo esmerilhado a cabeça de um rebite e uma broca removendo-o em seguida.

Eliminação com lima

A lima é usada quando se trata de chapas finas que não podem sofrer deformações. O corpo do rebite pode ser retirado por meio de furação, com broca de diâmetro pouco menor que o diâmetro do rebite.