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Montagem e Alinhamento: Excentricidade, Desalinhamento e o Padrão de Contato
Uma engrenagem usinada com grau de precisão e montada sem cuidado tem desempenho pior do que uma engrenagem comum bem montada. A forma do dente é uma de quatro coisas que determinam como o par funciona, e as outras três pertencem ao eixo, aos rolamentos e ao alojamento.
Excentricidade — a engrenagem não girando concentricamente em seu eixo — faz a distância entre centros oscilar uma vez por revolução, de modo que a folga é justa em um ponto e folgada meia volta depois. O desalinhamento inclina o dente para que ele toque em apenas uma extremidade de sua face, e a carga que deveria ser distribuída ao longo de 20 mm passa a atuar em apenas 6. Nenhum dos dois é visível nas peças. Ambos são visíveis em cinco minutos com azul de engenheiro.
Este nível trata de quanto cada erro custa, de onde ele se origina e de como ler o padrão de contato que mostra todos eles ao mesmo tempo.
Intermediário
4 horas
Instruções
1
1
Colocando a engrenagem no eixo
Colocando a engrenagem no eixo
**O furo e o eixo.** Uma engrenagem com ajuste com folga irá girar excêntrica pela folga, sempre. Use um ajuste de transição ou de interferência leve — H7/k6 ou H7/m6 para trabalhos gerais — e posicione o torque com uma chaveta, não com o ajuste.
**Uma chaveta não centraliza nada.** Ela transmite torque. A centragem é feita pelo ajuste, e um rasgo de chaveta usinado fundo demais, ou uma chaveta que toca no fundo do rasgo da engrenagem, levantará a engrenagem de seu assento e a desviará por mais do que qualquer erro de fabricação. Verifique se a chaveta está livre na parte superior.
**Prense, não martele.** Uma engrenagem montada com martelo chega inclinada e transmite o choque aos rolamentos. Prense-a, ou aqueça a engrenagem 80–100 °C acima da temperatura do eixo e encaixe-a.
**Alinhe-a contra um ressalto.** Uma engrenagem encostada em um ressalto só fica tão esquadrejada quanto o ressalto; um ressalto com raio deixado no canto e sem alívio na engrenagem a manterá afastada e a inclinará.
**Então meça, no eixo montado, entre centros.** Relógio comparador sobre os flancos dos dentes, com um pino ou esfera no vão do dente, gire uma volta completa e leia o desvio total indicado. Também faça o relógio medir os munhões do eixo para separar um eixo empenado de uma engrenagem excêntrica — as duas dão a mesma leitura nos dentes e exigem correções diferentes.
**Anote o valor antes e depois** de qualquer desmontagem. Um desvio que mudou é a evidência mais útil que existe.
Materiais para este passo:
Conjunto de engrenagens retas (aço, 20 dentes)1 peça
Veio de aço de 30 mm1 peça
Rolamento de esferas2 peçasFerramentas necessárias:
Comparador de quadrante
Micrómetro2
2
O que o runout e o desalinhamento custam
O que o runout e o desalinhamento custam
A carregar o notebook Jupyter…
Ferramentas necessárias:
Computador de secretária3
3
Lendo o padrão de contato
Lendo o padrão de contato
Cinco minutos com um tubo de azul de engenheiro dizem mais do que uma hora de medição, porque mostram o conjunto com os seus próprios erros, e não as peças isoladas.
**Método.** Limpe os dentes. Aplique uma película fina e uniforme de azul em três ou quatro dentes do pinhão — fina o suficiente para ver o metal através dela. Gire o par por algumas voltas contra um freio leve, de modo que os flancos fiquem carregados. Leia a marcação transferida para a roda.
**Um bom padrão** fica centrado no flanco, cobre aproximadamente 70–80% da largura da face e termina antes de ambas as extremidades — as extremidades são deliberadamente aliviadas em engrenagens boas para que o canto nunca transmita carga.
**Contato em apenas uma extremidade** indica desalinhamento. A extremidade indica a direção. Se ela trocar de lado quando a carga é invertida, o eixo está fletindo, e não os furos estando incorretos.
**Contato nas duas extremidades e nada no meio** indica uma engrenagem empenada ou um eixo fletindo entre dois mancais muito afastados.
**Contato alto no dente, nas pontas** significa que a distância entre centros é grande demais, ou que as pontas precisam ser aliviadas.
**Contato baixo, na raiz**, significa que os centros estão próximos demais — e o contato na raiz é o mais perigoso, porque é onde a tensão de flexão é mais alta.
**Um padrão que se desloca ao longo da roda**, de dente em dente, é excentricidade ou erro de passo, e não desalinhamento.
**Em engrenagens cônicas, o próprio padrão é o ajuste.** Mova o pinhão para dentro e para fora sobre seus calços até que a marca fique centrada e levemente voltada para o pé do dente, e registre a pilha de calços. Essa distância de montagem é o ajuste.
Materiais para este passo:
Conjunto de engrenagens retas (aço, 20 dentes)2 peçasFerramentas necessárias:
Lupa de joalheiro
Jogo de apalpa-folgas
Azul de mecânico
Conjunto de engrenagens cónicas (aço, 1:1)4
4
Corrigindo o que o padrão de contato mostra
Corrigindo o que o padrão de contato mostra
**Desalinhamento em um alojamento que pode ser usinado.** Alargue ambos os assentos em uma única fixação, ou alargue-os pelo mesmo lado sem mover a peça. Dois furos feitos separadamente só são paralelos por sorte.
**Desalinhamento que não pode ser removido por usinagem.** Calce os alojamentos dos rolamentos, ou instale uma bucha excêntrica em um dos assentos e gire-a até a posição ajustada. Isso é padrão em engrenagens abertas de grande porte.
**Deflexão do eixo.** Aproxime os rolamentos da engrenagem, aumente o diâmetro do eixo ou centralize a engrenagem entre seus rolamentos em vez de deixá-la em balanço. A deflexão varia com o cubo do vão e a quarta potência do diâmetro, portanto uma pequena alteração em qualquer um deles resulta em uma grande alteração na deflexão.
**Correção deliberada da hélice.** Em engrenagens grandes, o passo é retificado com uma torção incorporada que cancela a deflexão conhecida na carga de projeto. Ela está correta para apenas uma carga, e esse é o compromisso.
**Abaulamento (coroamento).** Aliviar ligeiramente o flanco em direção a cada extremidade, para que o contato permaneça central independentemente do desalinhamento. Isso reduz a área de contato e, portanto, a capacidade, mas torna a engrenagem tolerante exatamente aos erros acima, razão pela qual é padrão em engrenagens que serão montadas por outra pessoa.
**Deixe amaciar.** Um padrão moderado melhorará nas primeiras horas sob carga leve, à medida que os pontos altos se polem. Um padrão ruim não melhorará; ele sofrerá corrosão por pite. A diferença está em saber se a carga de pico está acima ou abaixo do limite de fadiga de contato, e amaciar um par mal alinhado simplesmente o danifica mais rapidamente.
Materiais para este passo:
Rolamento de esferas2 peças
Conjunto de engrenagens retas (aço, 20 dentes)2 peçasFerramentas necessárias:
Comparador de quadrante
Jogo de apalpa-folgas
Micrómetro
Azul de mecânicoMateriais
3- Referência
- 1 peçaReferência
- Referência
Ferramentas necessárias
7- Referência
- Referência
- Referência
- Referência
- Referência
- Referência
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