distorcedor 2

13

CAPÍTULO 1

1 INTRODUÇÃO

Este projeto tem como objetivo principal sanar um problema encontrado em

uma das linhas de produtos da Weatherford; esta linha de produto diz respeito a

trabalho Off-Shore, onde é necessário a utilização de um dispositivo, que auxilia o

enrosque dos tubos de manobra em uma plataforma, o dispositivo atual realiza

somente o trabalho de distorção de um cabo de aço; porém hoje devido as

necessidades operacionais, é necessário realizar um mudança neste dispositivo,

este tem que permitir a passagem de ar em seu interior. Possibilitando assim a

instalação de um cilindro pneumático para abertura e fechamento de um elevador

auxiliar para tubulação. Neste projeto foram consideradas as normas de segurança,

para fabricação e montagem segundo a ABNT.

Será visto especificação de materiais, suas classes, suas qualidades,

vantagens e desvantagens, em sua maioria o projeto mostrará como se chegou à

escolha dos materiais, dimensões, dentre outros fatores que forem necessários.

Para que o projeto tenha o mínimo padrão de segurança para os técnicos, adotou-se

um fator de segurança 1,5.

O projeto é uma idéia nova de distorcedor, pois este tipo de dispositivo a

nível Brasil, ainda não existe. Foram utilizados diversos catálogos de fabricantes de

peças como: O’Rings, Rolamentos, Engates rápidos. Cilindros Pneumáticos,

Mangueiras, Cabos de aço, etc. Com isso a estrutura do projeto foi montada com o

intuito de atingir o maior número de público possível, como uma linguagem simples,

pois existem termos técnicos e itens do projeto, que alguns podem não estar

familiarizados, também foi inserido ilustrações alto explicativas.

Todo o projeto esta objetivo, evitando assim excesso de informação, e

tornando a leitura do trabalho cansativo.

14

CAPÍTULO 2

2 CONCEITOS BÁSICOS

2.1 Propriedades Física do ar

Como todos sabem o ar é essencial para a vida no nosso planeta, porém o

ar que respiramos é um composto de diversos outros gases, como composições

principais têm: Nitrogênio (78,09%) e Oxigênio (20,95%). Os resíduos de Dióxido de

Carbono, Argônio, Hidrogênio, Neônio, Hélio, Criptônio e Xenônio formam os demais

componentes desta mistura gasosa que respiramos. (Pereira, 2008)

A compressibilidade é uma característica do ar, onde um volume de ar,

sendo submetido a uma força externa, tem seu volume inicial reduzido. (Pereira,

2008)

Da mesma forma quando esta força externa deixa de existir, o volume inicial

é restaurado, esta é outra característica do ar; a elasticidade. (Pereira, 2008)

A difusibilidade do ar é a facilidade que o ar tem de realizar uma mistura

homogênea com outros gases, desde que esteja em um meio não saturado.

(Pereira, 2008)

A expansibilidade do ar é a capacidade que o ar tem de ocupar o volume

total de um recipiente. (Pereira, 2008)

15

CAPÍTULO 3

3 JUSTIFICATIVA

Numa unidade petrolífera a maioria dos acidentes ou incidentes, tem o

envolvimento direto ou indireto dos técnicos, salvo nos casos onde o acidente ou

incidente é causado por quebra de equipamento. Os acidentes ou incidentes com o

envolvimento dos técnicos se dá por displicência, por negligência, por imprudência.

E pensamento nisso, surgiu à idéia de afastar o técnico destas áreas

perigosas; uma das maneiras de se fazer isso é automatizando equipamento que

hoje são manuseados pelos técnicos.

Porém em alguns destes equipamentos, o processo de automatização são

mais complexos, tendo que ser modificados acessórios que tenham interface com

este.

O projeto que será apresentado tem como objetivo principal, realizar a

modificação de um destes acessórios. Com isso, posteriormente seja facilitado a

automatização do elevador auxiliar (que tem a função de içamento de tubulação de

trabalho nas plataformas).

Desta forma, onde hoje trabalha um técnico, para acionamento manual do

elevador auxiliar (abertura e fechamento), deixará de fazê-lo.

16

CAPÍTULO 4

4 OBJETIVOS

4.1 OBJETIVO GERAL

Neste projeto de automatização do sistema de configuração de rosca, foi

observado que as mangueiras, necessária para o acionamento dos pistões do

elevador auxiliar poderiam sofrer torção com o giro do mesmo.

A torção das mangueiras faria com que houvesse restrição da alimentação

de ar ou até mesmo rompimento das mangueiras não deixando assim, que os

pistões fossem acionados quando necessário. Isto se tornou um ponto fraco do

projeto inicial. O objetivo principal neste projeto é eliminar este ponto fraco,

projetando um dispositivo que não permita esta torção das mangueiras.

4.2 OBJETIVO ESPECÍFICO

4.2.1 Otimizar o trabalho dos técnicos

Os técnicos hoje trabalham a uma altura em média de 30m, em uma posição

incomoda, em que fica preso a um cinto de segurança, suspenso por um cabo de

aço. Nesta posição ao longo dos anos pode causar problemas ergonômicos.

Este técnico, poderia ter seu tempo “turno de trabalho 12h”,melhor

aproveitado, pois sua intervenção no processo, somente é necessária na abertura

ou fechamento do elevador auxiliar.

Tendo em vista que 1hora de plataforma custa em média R$ 2.800,00, ou

seja, mais de R$ 2.000.000,00 por mês. O raciocínio lógico nos diz que quanto mais

técnicos estiverem trabalhando em outras frentes de trabalho, mais rápido será

concluído a tarefa, e com isso é otimizado o tempo de permanência da embarcação

(sonda) naquele poço.

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4.2.2 Automatização do equipamento

O objetivo de automatizar o equipamento é com o intuito de otimizar o tempo

de operação (descida e/ou subida de tubulação de trabalho).

Hoje o técnico espera o elevador chegar a uma determinada posição

adequada e a parada total do movimento de subida; para só então ir de encontro ao

mesmo e acioná-lo (fechar ou abrir).

Com o elevador auxiliar automatizado, este tempo de espera (chegada do

técnico para acionamento) deixará de existir, tornando o processo mais ágil.

4.2.3 Distorcedor

Para que o elevador auxiliar seja automatizado, os distorcedores existentes

hoje no mercado, não permitem fazê-lo.

Existe a necessidade de que haja um caminho de ar livre, para acionamento

dos pistões pneumáticos, e este caminho só poderá existir, se forem instaladas

mangueiras da alimentação de ar entre o ponto da alimentação de ar da sonda até

os pistões pneumáticos.

Porém, como uma extremidade da mangueira (alimentação de ar) é um

ponto fixo e a outra extremidade da mangueira (pistões pneumáticos) é um ponto

móvel, neste caso existirá a torção das mangueiras no momento de enrosque ou

desenrosque da tubulação.

A modificação do distorcedor existente permitirá a passagem de ar no seu

interior, e este ponto de torção das mangueiras deixará de existir.

Desta forma o ar poderá percorrer um caminho livre, desde a alimentação de

ar do sistema da unidade (sonda petrolífera), até o acionamento dos pistões

pneumático no elevador auxiliar, em média esta distância é de 15m.

Este distorcedor será projetado segundo os padrões de referência ISO,

ABNT, com o objetivo de suportar carga máxima de 5.000kg. Este peso específico

para o projeto tem como base o peso da tubulação em trabalho de descida ou

subida de tubulação; onde a situação crítica encontrada será o trabalho com até dois

tubo conectados (formando assim uma seção de dois tubos), que chega até

1.500kg. Em algumas unidades petrolíferas mais modernas, poderá trabalhar com

seções de até 3 tubos, totalizando assim 2.250Kg. A diferença de peso existente no

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projeto é com base em pesos extra, tais como: eventual sobre carga, coeficiente de

segurança, além de pesos extras (cabos, manilhas, o próprio elevador auxiliar, os

pistões pneumáticos) visto que trabalha-se com vidas humanas próximo ao

equipamento (distorcedor).

19

CAPÍTULO 5

5 ESTUDOS ANTERIORES

O distorcedor na área Off-Shore, se faz muito importante em ferramentas

e/ou equipamentos onde o cabo e/ou braço de força não podem sofrer torção.

Exemplos como: Guindaste (para içamento de cargas), que tem a função de

transferir equipamentos e/ou ferramentas de uma embarcação, para unidade (sonda

Petrobras). Com o uso do distorcedor na extremidade do cabo de içamento do

guindaste, os técnicos na embarcação, tem certa facilidade para conectar o gancho

nas eslingas de içamento da carga. Na chegada desta carga a unidade, os técnicos

na unidade também encontram certa facilidade para melhor posicionar a carga no

deck principal (girando a carga para um lado ou outro, de acordo com a

necessidade).

Outro uso é o distorcedor em ferramentas manuais, que também se faz

muito importante, como é o exemplo da chave catraca, em que seu curso de giro

pode ser curto ou até de 360º. Para giros curtos, a ferramenta manual tem uma

utilidade muito grande no que se refere a agilidade de conexão de parafusos e/ou

porcas, não havendo a necessidade de remover a ferramenta para reposicioná-la.

Com relação a giros de 360º, o técnico poderá posicionar a ferramenta conforme a

sua necessidade.

O Top Drive que é um equipamento para sustentar peso da tubulação de

trabalho. O distorcedor nele instalado tem como objetivo permitir o giro da coluna de

perfuração e realizar a injeção de um fluido de perfuração ao mesmo tempo (este

fluido tem ao mesmo tempo o objetivo de resfriar a broca de perfuração e carear os

detritos da perfuração para superfície).

Dentre outros usos que são encontrados na área petrolífera, área mecânica,

área naval, etc.

20

CAPÍTULO 6

6 COMPONENTES DO PROJETO

6.1 MATERIAL DA ESTRUTURA DO DISTORCEDOR (AÇO CARBONO)

Aço carbono é material facilmente encontrado no mercado, e tem

características que atendem ao projeto do distorcedor.

Nas etapas de fabricação do aço, se destacam: a primeira etapa de

fabricação que é o ferro gusa, onde o aço é o mesmo para todos os produtos. Já na

fase seguinte, elementos de liga são adicionados ou suprimidos no ferro gusa, onde

são determinadas as grandes famílias de aço, dos mais rígidos aos mais

estampáveis. Um dos elementos que é um dos principais responsáveis pelo

endurecimento do ferro é o carbono. Outros elementos, como o manganês, o silício

e o fósforo, participam igualmente do ajuste do nível de resistência do aço. (Portal

Met@lica Disponível em: http://www.metalica.com.br/o-que-e-aco-carbono/#2).

Acesso em 07 de agosto de 2010.

6.1.1 Características e Aplicações

Os aços carbono com baixo teor de carbono: possuem baixa resistência,

dureza, alta tenacidade e ductilidade. São usináveis e soldáveis, apresentam

também baixo custo de produção. Geralmente, não são tratados termicamente.

(Portal Met@lica Disponível em: http://www.metalica.com.br/o-que-e-aco-

carbono/#2). Acesso em 07 de agosto de 2010.

Os aços médio carbono: possuem maior resistência, dureza, menor

tenacidade e ductilidade do que os aços baixo carbono. Podem receber tratamentos

térmicos de têmpera e revenimento, embora os tratamentos, para serem efetivos,

exija taxas de resfriamento elevadas e em seções finas.(Portal Met@lica Disponível

em: http://www.metalica.com.br/o-que-e-aco-carbono/#2). Acesso em 07 de agosto

de 2010.

http://www.metalica.com.br/o-que-e-aco-carbono/




21

Os aços com alto teor de carbono: são os de maior resistência e dureza.

Apresentam menor ductilidade entre os aços carbono. Geralmente, são utilizados

temperados ou revenidos, possuindo propriedades de manutenção de um bom fio de

corte. (Portal Met@lica Disponível em: http://www.metalica.com.br/o-que-e-aco-


6.1.2 Qualidade

Os aços carbono seguem uma divisão padronizada na indústria, facilitando a

boa comunicação entre fornecedores e consumidores. Os grupos de descrição de

qualidade utilizados são os seguintes:

Semi-acabados para forjamento;

Estrutural;

Placas;

Barras laminadas a quente;

Barras acabadas a frio;

Chapas finas laminadas a quente;

Chapas finas laminadas a frio;

Chapas com esmaltagem porcelânica;

Chapas chumbadas compridas;

Chapas galvanizadas;

Chapas revestidas por zincagem eletrolítica;

Bobinas laminadas a quente;

Bobinas laminadas a frio;

Folhas-de-flandres;

Arames; Arame achatado;



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Tubos;

Tubos estrutural;

Tubos para oleodutos;

Produtos tubulares para campos petrolíferos;

Produtos tubulares especiais;

Fios-máquina laminados a quente.

(Portal Met@lica Disponível em: http://www.metalica.com.br/o-que-e-aco-


6.1.3 Classificações

Os aços são classificados em Grau, Tipo e Classe, por meio de letra,

número, símbolo ou nome. O Grau identifica a faixa de composição química do

produto. O Tipo se refere ao processo de desoxidação utilizado e a Classe descreve

outros atributos, como nível de resistência e acabamento superficial.(Portal

Met@lica Disponível em: http://www.metalica.com.br/o-que-e-aco-carbono/#2).


São classificados em função do teor de carbono:

A)Baixo Carbono: C < 0,30% Limite de resistência: 440 N/mm².

Características: Boa tenacidade, conformabilidade e soldabilidade.

Baixa temperabilidade.

Aplicações: Pontes, edifícios, navios, vagões, caldeiras, tubos gerais,

estruturas mecânicas, etc.

B) Médio Carbono: 0,30% < C > 0,50% Limite de resistência: 440 a 590

N/mm².

Características: Média conformalidade e soldabilidade. Média temperalidade.

C) Aço de Alto Carbono: Limite de resistência: 590 a 780 N/mm².

Características: Má conformabilidade e soldabilidade. Altas temperaturas e

resistência ao desgaste.




23

Aplicações: Peças metálicas, parafusos especiais, implementos agrícolas,

trilhos e rodas ferroviárias, etc.

A classificação SAE (que é a mais utilizada em todo o mundo) é baseada na

composição química do aço. A cada composição normalizada pela SAE corresponde

a uma numeração com 4 ou 5 dígitos. A mesma classificação também é adotada

pela AISI (American Iron and Steel Institute-EUA). (Portal Wikipédia Disponível em:

http://pt.wikipedia.org/wiki/Classifica%C31%A7%C3%A3o_SAE). Acesso em 08 de

agosto de 2010.

Na classificação dos aços os 2 dígitos finais XX indicam os centésimos da

porcentagem de C (Carbono) contida no material, podendo variar entre 0,05% de C,

a 0,95% de C. Se a porcentagem de C atinge ou ultrapassa 1,00%, então o final terá

3 dígitos (XXX) e a classificação terá um total de 5 dígitos. (Portal Wikipédia

Disponível em: http://pt.wikipedia.org/wiki/Classifica%C31%A7%C3%A3o_SAE).


Descreveremos algumas classificações encontradas no mercado:

SAE 1XXX – aço-Carbono:

SAE 10XX – aço-carbono simples (outros elementos em porcentagens

desprezíveis, teor de Mn de no máximo 1,0%);

SAE 11XX – aço-carbono com S (Enxofre);

SAE 12XX – aço-Carbono com S e P (Fósforo);

SAE 13XX – aço com 1,6% a 1,9% de Mn (Manganês) (aço-Manganês);

SAE 14XX – aço-Carbono com 0,10% de Nb (Nióbio);

SAE 15XX – aço-Carbono com teor de Mn de 1,0% a 1,65% (aço-

Manganês).

SAE 2XXX – aço-Níquel:

SAE 23XX – aço com Ni entre 3,25% e 3,75%;

SAE 25XX – aço com Ni entre 4,75% e 5,25%.

SAE 3XXX – aço-Níquel-Cromo:

SAE 31XX – aço com Ni entre 1,10% e 1,40% e com Cr entre 0,55% e

0,90%;

http://pt.wikipedia.org/wiki/Classifica%C31%A7%C3%A3o_SAE


24


1,25%;


1,75%;


0,95%;

SAE 4XXX – aço-Molibdênio:

SAE 40XX – aço com Mo entre 0,20% e 0,30%;

SAE 41XX – aço com Mo entre 0,08% e 0,25% e com Cr entre 0,40% e

1,20%;

SAE 43XX – aço com Mo entre 0,20% e 0,30%, com Cr entre 0,40% e

0,90% e com Ni entre 1,65% e 2,00%;

SAE 46XX – aço com Mo entre 0,15% e 0,30%, com Ni entre 1,40% e

2,00%;

SAE 47XX – aço com Mo entre 0,30% e 0,40%, com Cr entre 0,35% e

0,55% e com Ni entre 0,90% e 1,20%;

SAE 48XX – aço com Mo entre 0,20% e 0,30%, com Ni entre 3,25% e

3,75%.

SAE 5XXX – aço-Cromo:

SAE 51XX – aço com Cr entre 0,70% e 1,20%.

SAE 6XXX – aço-Cromo-Vanádio:

SAE 61XX – aço com Cr entre 0,70% e 1,00% e com 0,10% de V.

SAE 7XXX – aço-Cromo-Tungstênio.

SAE 8XXX – aço-Níquel-Cromo-Molibdênio:

SAE 81XX – aço com Ni entre 0,20% e 0,40%, com Cr entre 0,30% e 0,55%

e com Mo entre 0,08% e 0,15%;

25




e com Mo entre 0,20% e 0,30%.

SAE 92XX – aço-Silício-Manganês:

SAE 92XX – aço com Si entre 1,80% e 2,20% e com Mn entre 0,70% e

1,00%;

SAE 93XX, 94XX, 97XX e 98XX – aço-Níquel-Cromo-Molibdênio;








e com Mo entre 0,20% e 0,30%. (Portal Wikipédia Disponível em:

http://pt.wikipedia.org/wiki/Classifica%C3%A7%C3%A3o_SAE). Acesso em 08 de

agosto de 2010.

Os aços são ligas metálicas de ferro e carbono, com percentagens deste

último variáveis entre 0,008 e 2,11%. Distinguem-se dos ferros fundidos, que

também são ligas de ferro e carbono, mas com teor de carbono entre 2,06% e

6,67%. (Portal Wikipédia Disponível em: http://pt.wikipedia.org/wiki/A%C31%A7o_

carbono) Acesso em 08 de agosto de 2010.

A diferença fundamental entre ambos é que os aços, pela sua ductibilidade,

são facilmente modeláveis utilizando processos de forjamento, laminação e

extrusão, enquanto que peças em ferros fundidos são fabricadas pelo processo de

http://pt.wikipedia.org/wiki/A%C3%A7o_carbono


26

fundição. (Portal Wikipédia Disponível em: http://pt.wikipedia.org/wiki/A%C31%A7o_


Como foi mostrado anteriormente, o aço tem uma extensa aplicação no

ramo da mecânica, tendo em vista que permite obter peças de formas geométricas

complexas com relativa facilidade. Além do que foi observado, por experiência

acumulada dos pesquisadores que pode-se realizar previsões do seu

comportamento, desta forma reduzir custos de projetos e prazos de colocação no

mercado. (Portal Wikipédia Disponível em: http://pt.wikipedia.org/wiki/A%C31%A7o_


Para este projeto, segundo estudos anteriores, o aço mostrou-se uma das

melhores opções no empregado da confecção do distorcedor. Para isso será

utilizado em toda as partes do distorcedor o aço SAE 1040 – aço carbono simples.

Este aço tem seu limite de resistência entre 440 a 590 N/mm2, é mostrado

através de cálculos que pode-se trabalhar com área de no mínimo 111,59mm2, tendo

em vista que a força de trabalho não superará 49.100N, peso máximo aceitável a ser

aplicado no distorcedor.

O peso final do distorcedor é outra preocupação que se teve no projeto, para

que se tenha um equipamento de fácil manuseio com relação ao peso, trabalhou-se

com a menor área possível.

Os cálculos de parafusos, porcas e áreas da estrutura do equipamento que

podem sofrer qualquer tipo de ruptura, estarão nos anexos.

6.1.4 Fator de Segurança

Segundo Juvinall (2008) o fator de segurança é um valor algébrico adquirido

através de analise das propriedades do material utilizado, e pontos de incerteza com

relação às cargas aplicadas no equipamento que será projetado.

Juvinall id , sugeri analisar alguns eventos que influenciam a seleção de um

fator de segurança, como por exemplo:

Grau de incerteza em relação ao carregamento – Pois em algumas

situações as cargas só podem ser determinadas virtualmente;

Grau de incerteza em relação à resistência do material – Para

alguns materiais, o engenheiro só pode contar com os dados fornecidos pelo



27

fabricante, que por sua vez realiza testes em corpos de provas em condições fora da

realidade (temperatura controlada, material novo, etc);

Incerteza que relacionam as cargas aplicadas à resistência do

material através de uma análise de tensões;

Conseqüência da falha, economia e segurança humana – Para esta

análise, leva-se em conta se a falha de um equipamento causará interrupção a uma

linha de produção; ou risco a vida dos técnicos que estejam envolvidos com o

manuseio direto ou indiretos do equipamento;

O custo de se utilizar um alto fator de segurança – É sabedor que

quanto maior o fator de segurança, maior será a confiabilidade do equipamento

quanto a sua segurança. Porém quanto maior este fator, maior será o custo da

fabricação deste equipamento.

No projeto, a fabricação dos componentes do distorcedor foram calculados

com um fator de segurança 1,5, onde os materiais têm suas propriedades

conhecidas em termos de médias, operados em ambientes comuns e sujeitos a

cargas e tensões que possam ser determinadas.

Para os cálculos das roscas: caixa superior; caixa inferior e pino do

distorcedor, estão em folhas anexos.

Dados das roscas:

Rosca do Pino – M30x3,5;

Rosca Caixa Superior e Caixa Inferior – M68x6.

28

Figura 1: Perfil da rosca Métrica utilizada no distorcedor. FONTE: Projetista de Máquina

1990.

6.2 O’RING

Existe diversos fabricante do O’Ring, porém será utilizado apenas como

referência o fabricante Parker, tendo em vista que tem um dos catálogos mais

completos para uso público. Mesmo assim, catálogos de outros fabricantes foram

utilizados como fonte de comparação, e melhor adaptação de medidas no projeto.

Na fabricação de um O’Ring, o material comumente utilizado é o elastômero,

porém alguns materiais como plástico e metais também podem ser utilizados. (Portal

Parker Disponível em: http://www.parker.com/literature/ORD%2057001% 20Parker_

O-Ring_Handbook.pdf) Acesso em: 23 de agosto de 2010.

A vedação com O’Ring tem como objetivo fechar a passagem e prevenir

uma indesejável perda ou transferência de fluido. Para vedação com O’Rings, dois

pontos importantes são levados em consideração na sua fabricação: o próprio

O’Ring e o adequado alojamento ou canal para confinar o material elastomérico.

(Portal Parker Disponível em: http://www.parker.com/literatura/ORD%2057001%20

Parker_O-Ring_Handbool.pdf) Acesso em: 23 de agosto de 2010.

Será descrito como é o funcionamento do O’Ring, para que fique

esclarecido; o quanto é importante a confecção adequada do alojamento e o O’Ring

em suas corretas dimensões.

O elastômero após a instalação correta no seu alojamento é forçado a

moldar-se e preencher as irregularidades das superfícies das partes e qualquer folga

existente, criando dessa maneira entre as partes a condição de “folga zero”,

promovendo o efeito de bloqueio do fluido. A carga que força o O’Ring a amoldar-se

http://www.parker.com/literatura/ORD%2057001%20

http://www.parker.com/literature/ORD%2057001%25%2020Parker_%20O-Ring_Handbook.pdf

http://www.parker.com/literature/ORD%2057001%25%2020Parker_%20O-Ring_Handbook.pdf

29

é fornecida mecanicamente pelo “aperto” gerado pelo desenho apropriado do

alojamento, do material selecionado e pela pressão do sistema transmitida pelo

próprio fluido ao elemento de vedação, de modo que quanto maior a pressão do

sistema, mais efetiva será a vedação, até que os limites físicos do elastômero sejam

excedidos, e o O’Ring comece a ser extrudado (termo usado para deformação do

elastômero em função da pressão excessiva) através da folga entre as partes. Esta

condição pode, entretanto ser evitada pelo projeto adequado do alojamento, seleção

do material, e pelo uso de Parbaks. (Portal Parker Disponível em:

http://www.parker.com/literatura /ORD%2057001%20Parker_O-Ring_Handbook.pdf)

Acesso em: 23 de agosto de 2010.

Dentre os vários tipos de vedação, será descrito aqui somente as que se

aplicam ao projeto do distorcedor.

Vedações dinâmicas – que devem funcionar entre peças cujas superfícies

têm movimento relativo entre si; (Portal Parker Disponível em: http://www.parker.com

/literature/ORD%2057001%20Parker_O-Ring_Handbook.pdf) Acesso em: 23 de

agosto de 2010.

Vedações oscilantes – nas quais a peça interna ou externa do conjunto

move-se descrevendo um arco em relação à outra, girando uma das partes em

relação ao O’Ring; (Portal Parker Disponível em: http://www.parker.com/literature/

ORD%2057001%20Parker_O-Ring_Handbook.pdf) Acesso em: 23 de agosto de

2010.

Vedações pneumáticas – podem ser feitas como qualquer das descritas

anteriormente, porém, recebem uma classificação diferente, pois vedam gases ou

vapor, e não líquidos; (Portal Parker Disponível em: http://www.parker.com


agosto de 2010.

Nestas aplicações de vedações outros fatores de projeto devem ser

considerados, tais como: lubrificação adequada (para vedações dinâmicas),

aumento de temperatura devido à compressão de gases e permeabilidade do

elemento vedante. (Portal Parker Disponível em: http://www.parker.com/literature/

ORD%2057001%20Parker_O-Ring_Handbook.pdf) Acesso em: 23 de agosto de

2010.

http://www.parker.com/literature/ORD%205700%20Parker_O-Ring_Handbook.pdf





30

Na escolha de um composto para a fabricação do O’Ring, deve-se seguir

alguns critérios, tais como: fluido que será utilizado na ferramenta e/ou equipamento,

temperatura de trabalho, tipo de acabamento da superfície de contato e o tipo de

vedação (Dinâmico/Estático, Rotativo, etc). Para o projeto do O’Ring que será

instalado no distorcedor, este deverá tem algumas características importantes,

dentre elas, não deixar passar fluido “ar” entre as câmaras internas do distorcedor, a

uma pressão de trabalho de no máximo 200psi (pressão máxima fornecida pelas

unidades de petróleo é de 130psi).

Para a escolha deste composto, consultou-se a tabela de compatibilidade de

fluido (tabela do fabricante escolhida para efeito de cálculo), onde esta tabela

compara o composto do elastômero, tipo de vedação e o desempenho do composto.

A escolha de um O’Ring, para realizar a vedação pneumática se deu devido

a alguns pontos importantes como: custo razoável, intercambiáveis, espaço reduzido

para instalação, dimensões e tolerâncias normalizadas e simplicidade.

Conforme se vê na tabela abaixo, para uso do O’Ring em vedação dinâmica

e estática, os compostos que tem a condição satisfatório são: Nitrilica; Etilpropileno;

Fluorcarbono; Neoprene; Poliacrilico; Butilica. Porém a utilização do composto

Etilpropileno tem as características que melhor se adéqua ao projeto. Em subitem

posterior será descrito melhor as características do composto.

Tabela 1: Compatibilidade de Fluido. FONTE: Parker O-Ring Handbook 2007.

31

Obtêm-se assim o composto com código do fabricante de E 3293-80B. Com

temperatura de trabalho do ar em 93ºC, com a seguinte nomenclatura:

E 3293 – Composto a base de Etileno Propileno;

80B – Dureza de 80 ± 5 Shore A.

6.2.1 Etileno Propileno ou “EPDM”

Embora o composto Etileno Propileno na industria da borracha seja um

pouco recente, a sua aceitação no mundo das vedações foi um sucesso, devido a

sua excelente resistência a diversos fluidos. (Portal Parker Disponível em:

http://www.parker.com/literature/ORD%2057001%20Parker_O-Ring_Handbook.pdf)


O local onde vem sendo empregado em larga escala, é na industria, e como

substituto de outros composto nas aplicações em freio automotivos. (Portal Parker

Disponível em: http://www.parker.com/literature/ORD% 2057001%20Parker_O-

Ring_Handbook.pdf) Acesso em: 23 de agosto de 2010.

O Etileno Propileno trabalha numa faixa de temperatura de -54 à +120ºC e

por isso mesmo também é indicado para aplicações em geradores de vapor. (Portal

Parker Disponível em: http://www.parker.com/literature/ORD%2057001%20Parker

_O-Ring_Handbook.pdf) Acesso em: 23 de agosto de 2010.

6.2.2 Dureza

Para se medir a dureza de um elastômero, utiliza-se um instrumento

chamado durômetro Shore A. Ele consiste basicamente em um apalpador ou “pé”

pressurizador, ligado a uma mola calibrada, a qual força o apalpador a estender-se

até que a amostra de borracha em teste permita, e de uma escala indicadora na qual

se faz a leitura de dureza. O durômetro Shore A é calibrado para leitura de 100

pontos quando pressionado firmemente sobre uma placa de vidro. (Portal Parker

Disponível em: http://www.parker.com/literature/ORD%2057001%20Parker_O-Ring_

Handbook.pdf) Acesso em: 30 de agosto de 2010.

http://www.parker.com/literature/ORD%2057001%20Parker_O-Ring_%20Handbook.pdf


http://www.parker.com/literature/ORD%2057001%20Parker%20_O-Ring_Handbook.pdf

http://www.parker.com/literature/ORD%2057001%20Parker%20_O-Ring_Handbook.pdf




32

Pode-se dizer que a resistência à pressão pode ser chamada de viscosidade

do composto. Para menor número da escala, menor sua resistência à pressão, por

outro lado, o material se amoldará mais facilmente à rugosidade das peças, fator

importante nas vedações de baixa pressão. Inversamente, uma dureza alta indica

grande resistência à acomodação do material. (Portal Parker Disponível em:

http://www.parker.com/literature/ORD%2057001%20Parker_O-Ring_ Handbook.pdf)


6.2.3 Classe de contração

Todos os compostos elastoméricos durante o processo de vulcanização, tem

uma parcela de contração.

A tabela a seguir, nos mostra os tipos de compostos do elastômero, e para

cada tipo de composto tem-se: a dureza, a temperatura de serviço, a designação

SAE, as aplicações e a classe de contração.

Com o tipo de composto em mãos (visto na tabela 1) pode-se, através de

consulta a tabela 2, obter a respectiva classe de contração.

Tabela 2: Características dos compostos Standard dos O’Rings. FONTE: Parker O-Ring

Handbook 2007.

A Classe de contração é uma referência para se obter as dimensões mais

adequadas para o alojamento da caixa inferior que foi previamente projetado para o

distorcedor. Para o composto adotado é recomendado que se utilize a classe de

contração “AN” (Esta Classe de contração vai de -1 a +6, passando por “AN”),


33

quanto menor a classe, menor será sua tolerância de contração, em contra partida

quanto maior a classe, maior será sua tolerância de contração.

(Portal Parker Disponível em: http://www.parker.com/literature/ORD%2057001%20

Parker_O-Ring_Handbook.pdf) Acesso em: 30 de agosto de 2010.

6.2.4 Alojamento do O’Ring

Os O’Rings geralmente são utilizados em equipamento que sofre

movimentos rotativos, em que a velocidade é < 6,0m/s, porém pode-se obter

melhores resultados com velocidades < 1,0m/s e pressões < 50 bar (725psi). Um

dado importante a ressaltar, é que o anel (Elastômero) fique na parte estacionária do

equipamento, e este não pode fazer o papel de bucha do sistema. (Portal CBV

Disponível em: http://www.oring.com.br/download.php) Acesso em: 05 de setembro

de 2010.

Para que se possa garantir um excelente desempenho dos O’Rings que

vedam sistemas dinâmicos rotativos, deve-se estabelecer dimensões padronizadas

para os alojamentos do equipamento, como é mostrado abaixo:

Figura 02: Dimensões dos Alojametos eixo e camisa. FONTE:

http://www.oring.com.br/download.php 2010.

Para estes padrões de dimensionamento, o ajuste tipo móvel, se faz

necessário, pois o O’Ring é que fará a vedação entre as duas parte do equipamento.

http://www.oring.com.br/download.php



34

Para o furo da caixa inferior do distorcedor terá uma tolerância de 39μm (H8)

e para o eixo 25μm (f7). Deve-se também na fabricação respeitar as angulações do

alojamento, pois um alojamento bem feito, melhora a eficiência do O’Ring. Bem

como acabamentos superficiais. (Provenza, 1976)

Dentro da velocidade de rotação (1m/s) e pressão de ar (200psi) disponíveis,

descobriu-se que, deverá ser utilizado o O’Ring que se encontra dentro da faixa de

numeração 2-309 a 2-349. Pois para esta faixa, a seção transversal é de 5,33mm.

Tabela 3: Dimensões de Alojamento Vedação Pneumática (200psi máxima). FONTE: Parker

O-Ring Handbook 2007.

35

6.2.5 Diâmetro Interno

O diâmetro interno dos O’Rings, são fabricados com medidas padronizadas.

Com isso deve-se buscar escolher um O’Ring com medida já existente, pois

é muito mais fácil, realizar usinagem no eixo ou camisa que receberá o elastômero,

do que fabricar um elastômero com uma medida especifica para determinado

projeto, o custo seria muito elevado.

Tabela 4: Dimensões do O’Ring segundo sua Classe de contração. FONTE: Parker O-Ring

Handbook 2007.

36

6.2.6 Escolha do O’Ring

Conclui-se que a opção mais adequada do elastômero que realizará a

vedação pneumática a uma pressão de 200psi é:

2-327 E 3293 -80B

Nomenclatura:

2-327 – Diâmetro Interno 43,82 ±0,38mm; com seção transversal 5,33

±0,13mm; Excentricidade Máxima de 0,10mm; para uma classe de contração “AN”;

E 3293 – Etileno Propileno, sendo um ótimo elastômero para vedação

pneumática, cuja sua temperatura de trabalho varia entre -54ºC à +120ºC;

80B – Tendo sua classe de dureza 80 ±5 Shore A.

Pode-se comprovar que o O’Ring, são sofrerá extrusão, observando o

gráfico. Pois para uma folga diametral de 0,1mm e dureza de 80, será necessário

um apressão de 260 kgf/cm2. Esta pressão é superior a utilizada nos sistemas de

alimentação de ar das unidades (sonda).

Tabela 5 : Gráfico para seleção da dureza dos O’Rings. FONTE: Parker O-Ring Handbook

2007.

37

6.2.7 FALHAS DOS O’RINGS

6.2.7.1 – Extrusão

A extrusão se caracteriza por um descascamento, ou por “mordeduras” na

superfície do O’Ring, constituindo-se na causa mais freqüente de falha dos O’Rings.

(Portal Parker Disponível em: http://www.parker.com/literature/ORD%2057001%20

Parker_O-Ring_Handbook.pdf) Acesso em: 30 de agosto de 2010.

A extrusão se da no momento em que a folga existente entre os elementos

do equipamento se fecham mais rapidamente do que o O’Ring se retrai, havendo

assim o corte do O’Ring (Extrusão). (Portal Parker Disponível em:


Acesso em: 05 de setembro de 2010.

Figura 03 – O’Ring Extrudado. FONTE: Parker O-Ring Handbook 2007.

Figura 04 – O’Ring com “Mordeduras”. FONTE: Parker O-Ring Handbook 2007.



38

Figura 05 – O’Ring “Descascado”. FONTE: Parker O-Ring Handbook 2007.

6.2.7.2 – Deformação Permanente

A deformação permanente de um O’Ring se da quando há a perda total ou

parcial da memória elástica do elastômero. Caracteriza-se num duplo amassamento

no sentido radial ou axial do O’Ring. Fatores que contribuem para esta deformação,

são: Escolha inadequada do composto, Trabalho com temperaturas fora do

especificado em projeto, Alojamento com dimensões incorretas, Trabalho em meio

fora do especificado em projetos. (Portal Parker Disponível em:



Figura 06 – O’Ring deformado permanentemente. FONTE: Parker O-Ring Handbook 2007.

6.2.7.3 – Abrasão (Desgaste)

O desgaste é um dos tipos de falhas mais comum em elementos de

máquinas com movimento recíproco, rotativo ou oscilante. (Portal Parker Disponível

em:http://www.parker.com/literature/ORD%2057001%20Parker_O-

Ring_Handbook .pdf ) Acesso em: 05 de setembro de 2010.

O desgaste pode ser observado como um “achatamento” de um dos lados

do O’Ring. E algumas das principais causas são: Acabamento superficial

inadequado; Lubrificação pobre; Presença de impureza no fluido do sistema;

Temperaturas acima dos especificado no projeto. (Portal Parker Disponível




39



Figura 07 – O’Ring com Desgaste. FONTE: Parker O-Ring Handbook 2007.

6.2.7.4 – Montagem Inadequada

O O’Ring por se um produto altamente sensível, deve ser manuseado com o

máximo de cuidado. Somente em uma montagem com cuidados e ferramentas

adequadas é que se pode garantir um produto sem avarias. (Portal Parker

Disponível em:http://www.parker.com/literature/ORD%2057001%20Parker_O-Ring_

Handbook.pdf ) Acesso em: 05 de setembro de 2010.

As falhas de montagem podem ocorrer quando: Utilizado O’Ring sub

dimensionado; Montagem sem dispositivos adequados; Montagem sem lubrificação;

Montagem sem as devidas condições de limpeza. (Portal Parker Disponível



Porém alguns cuidados podem ser tomados para se evitar estas falhas,

como por exemplo: Eliminar cantos vivos de alojamentos; Chanfras as bordas dos

furos e eixos da montagem com ângulos entre 15º e 20º; Garantir a devida limpeza

das contra peças e dispositivos de montagem; Confirmação do código (tamanho) do

O’Ring antes da instalação. (Portal Parker Disponível em:http://www.parker.com


setembro de 2010.

6.2.7.5 – Montagem

Após ter-se o controle das dimensões, rugosidade e cortes adequados dos

alojamentos. A montagem do Anel (O’Ring) deve-se realizar como mostrado nas

figuras abaixo. (Portal AP Disponível em: http://www.ap.com/literature/cat%1996.pdf)


http://www.ap.com/literature/cat%1996.pdf








40

Figura 08 – Dobramento de O’Ring para montagem. FONTE: AP Handbook 1996.

Figura 09 – O’Ring no alojamento. FONTE: AP Handbook 1996.

Para evitar danos nos O’Rings recomenda-se que durante a montagem, este

não seja posto em contato com arestas vivas e partes rosqueadas. Uma leve

lubrificação com vaselina liquida facilita no deslizamento do O’Ring, em

conseqüência, facilita a montagem. (Portal AP Disponível em: http://www.ap.com

/literature/cat%1996.pdf) Acesso em: 10 de setembro de 2010.

6.2.7.6 – Armazenamento

No armazenamento desfavorável e tratamento não profissional, a maioria

dos produtos de borracha altera suas características físicas.

As alterações podem ser geradas por influências como, por exemplo, de

oxigênio, ozônio, calor, luz, umidade, solventes ou armazenamento sob tensão.

Produtos de borracha corretamente armazenados e tratados, continuam durante

muito tempo (alguns anos), com as suas características quase inalteradas. O

Almoxarifado deve ser fresco, seco, livre de poeira e levemente arejado. Seguir

Norma DIN 7716. (Portal CBV Disponível em:

http://www.oring.com.br/download .php) Acesso em: 10 de setembro de 2010.

http://www.oring.com.br/download%20.php

41

6.3 – Engate Rápido

Os engates rápidos são dispositivos que em um projeto de equipamento,

proporcionam um grau de facilidade de montagem e desmontagem de linhas

flexíveis (exemplo mangueiras).

Existem diversos modelos de engates rápidos, cada qual projeto para melhor

adaptação da necessidade do trabalho.

Para o projeto do distorcedor, foi observado, pelas características de cada

engate rápido, que a melhor escolha são:

O engate rápido a ser utilizado na caixa inferior e pino do distorcedor,

deverá ter rosca ¼” NPT.

Figura 10 – Pino para engate rápido valvulado pneumático tipo ER1 com rosca externa.

FONTE: Dynamics do Brasil 2006.

O engate rápido a ser utilizada para as conexões das mangueiras de

acesso a caixa inferior e pino do distorcedor, deverá ter a bitola de ¼”.

42

Figura 11 – Engate rápido valvulado pneumático fêmea tipo ER1 com terminal para

mangueira. FONTE: Dynamics do Brasil 2006.

O engate rápido a ser utilizado na caixa inferior e pino do distorcedor,

deverá ter rosca ¼” NPT.

Figura 12 – Engate rápido valvulado pneumático fêmea tipo ER1 com rosca externa.

FONTE: Dynamics do Brasil 2006.

O engate rápido a ser utilizada para as conexões das mangueiras de

acesso a caixa inferior e pino do distorcedor, deverá ter a bitola de ¼”.

Figura 13 – Pino para engate rápido valvulado pneumático tipo ER1 com terminal para

mangueira. FONTE: Dynamics do Brasil 2006.

43

O adaptador a ser utilizado entre os engates rápidos com rosca e a

caixa inferior e pino do distorcedor.

Figura 14 – Conexão Joelho 90° rosca NPT. FONTE: Dynamics do Brasil 2006.

Todos os engates rápidos utilizados seguem o mesmo padrão operacional.

Tais como:

Vazão nominal de 0,666 m3/min com pressão de 6 kgf/cm2;

Pressão de trabalho entre 0,5 e 20 Kgf/cm2;

Temperatura de trabalho entre -30○C e +120○C;

Vedação padrão em borracha nitrílica.

44

6.3.1 – Cuidados com os Engates Rápidos

Deve-se ter uma série de cuidados com os engates rápidos, para que a vida

útil do equipamento seja prolongada, e ao mesmo tempo sejam evitados

manutenção, reparos ou até mesmo a substituição dos engates rápido, de uma

forma pré-matura..

Dentre os cuidados padrões pode-se citar:

Evitar pancada brusca dos engates contra o piso, vindo assim causar

dano em sua área de vedação, ou até mesmo no dispositivo de

travamento;

Evitar arrastar o engate em superfície áspera (piso, parede, etc),

mesmo motivo citado anteriormente;

Centralizar as partes, para facilitar o encaixe, para evitar corte no

o’rings interno;

Remover qualquer impureza na superfície do engate;

Verificar o estado da borracha de vedação, para evitar vazamento;

Somente ligar o sistema de ar, após ter certeza do encaixe perfeito

das partes, para evitar chicoteamento da mangueira;

Após a utilização dos engates, recomenda-se utilizar proteções em

sua extremidade, com o objetivo de preservar o equipamento.

45

Figura 15 – Proteção de borracha para engate rápido pneumático macho e fêmea.

FONTE: PCL 2010.

6.4 – Mangueira de ar

As linhas flexíveis para condução de fluidos são necessárias na maior parte

das instalações onde a compensação de movimentos e absorções de vibrações se

fazem presentes. (Portal Parker Disponível em: http://www.parker.com/literature/

ORD%2167061%20parker_mangueiras_handbook.pdf) Acesso em: 06 de janeiro de

2011.

Um exemplo típico de linhas flexíveis são as mangueiras, cuja aplicação visa

atender a três propostas básicas:

1) Conduzir fluidos líquidos ou gasosos;

2) Absorver vibrações;

3) Compensar e/ou dar liberdade de movimentos.

O fornecedor escolhido utiliza um sistema de indicação da bitola da

mangueira de ar, cujo nomenclatura é “traço”. A bitola se refere ao diâmetro interno

da mangueira dividido por 16.

Segundo o engate rápido utilizado, visto no subitem 6.3, deve-se escolher a

mangueira cujo seu diâmetro interno seja ¼”, para isso tem-se o auxilio da tabela

abaixo.

Tabela 6: Escolha do diâmetro interno da mangueira de ar. FONTE: Parker mangueiras

2008.

http://www.parker.com/literature/

46

Tendo o diâmetro interno da mangueira (“traço -4”) e a pressão de trabalho

que será aplicado no interior da mangueira 250 psi; teve-se realizar o cruzamento

das informações, para obter o código da mangueira.

Tabela 7: Seleção de mangueiras através da pressão máxima de trabalho. FONTE: Parker

mangueiras 2008.

Tipos de mangueiras

Grupo I - Neoprene

AX, BXX, 201, 225, 301, 341, 422, 601, 701, 711 721, 721TC, 721ST, 731, 761, P35,

781, 791TC e 881;

Grupo II - Silicone

SS25UL, 301LT, 351TC, 351ST, 421WC, 431, 451TC, 451ST, 471TC, 471ST, 801,

811, 811HT;

Grupo III - Nitrílica

47

221FR, 302, 381, 422, 472TC, 482TC, 482ST, 772TC, 772ST, 782TC, 782ST,

792TC, 792ST, 821, 831, 302, JK;

Grupo IV - PKR

206, 213, 266, 293, 426, 436, 821FR, 836;

Grupo V - EPDM

304, 424, 604, 774, 804

(Portal Parker Disponível em: http://www.parker.com/literature/ ORD

%2167061%20parker_mangueiras_handbook.pdf) Acesso em: 06 de janeiro de

2011.

Baseado no cruzamento de informações obtida na tabela 07, o código da

mangueira é 801, o que indica o tipo de mangueira para o Grupo II.

Silicone:

Não transfere cheiro e gosto ao sistema;

Excelente resistência à temperatura (-17ºC a 315ºC);

Boa resistência química;

Resistente a osonio e raios ultra violetas;

Não condutivo.

6.4.1 - Conexão reusáveis

Classificam-se como conexões reusáveis todas aquelas cujo sistema de

fixação da conexão à mangueira permite reutilizar a conexão, trocando-se apenas a

mangueira danificada. Apesar de ter um custo um pouco superior em relação às

conexões permanentes, sua relação custo/benefício é muito boa, além de agilizar a

operação de manutenção e dispensar o uso de equipamentos especiais. As

conexões reusáveis podem ser fixadas às mangueiras por diferentes formas, sendo

a utilizada no projeto (Portal Parker Disponível em: http://www.parker.com/literature/

ORD%2167061%20parker_mangueiras_handbook.pdf) Acesso em: 06 de janeiro de

2011.



48

- Por interferência entre a conexão e a mangueira.

Figura 16: Vista interna da conexão entre a mangueira e o terminal. FONTE: Parker

mangueira 2008.

Com a tabela seguinte obtém-se as especificações de resistência de

desempenho esperado e observações especiais.

Tabela 8: Compatibilidade química. FONTE: Parker mangueira 2008.

Para a mangueira selecionada obteve-se:

Resistência de desempenho esperado:

A = Satisfatório;

Observações especiais numeradas:

1 – A mangueira deverá ser perfurada finamente;

10 – Para aplicações com ar seco.

A mangueira de ar recomendada a ser utilizada no projeto deverá ter as

recomendações de acordo com a norma Push-Lok.

49

Baseando-se nesta norma, e dados obtidos nas tabelas anteriores a

mangueira recomendada será com diâmetro interno de ¼”, com pressão de trabalho

250psi, e comprimento de 35m para cada extremidade do distorcedor.

Nomenclatura da mangueira: 3 10 43 -4 B;

3 – Conexão reusável Push-Lok;

10 – Código de configuração frontal da conexão “NPTF”;

43 – Série construtiva da conexão;

-4 – Bitola da mangueira ¼”;

B – material do engate “Latão”.

Figura 17: Foto da mangueira de ar. FONTE: www.parker.com.br 2011.

6.4.2 – Cuidados com mangueiras de ar

Assim como todo equipamento a mangueira de ar merece também

cuidados especiais, de modo a prolongar sua vida útil de trabalho. Dentre os

cuidados cita-se:

Realizar inspeção visual por toda extensão da mangueira, antes de iniciar

qualquer trabalho;

Não deixar a mangueira passar por cantos vivos, para evitar corte;

http://www.parker.com.br/

50

Se possível revestir a mangueira com capa de proteção;

Após utilização, realizar limpeza, enrolar e armazenar em local adequado.

6.5 – Rolamentos

Os mancais de rolamento (doravante denominados simplesmente de

rolamentos) são em geral, constituídos por anéis, corpos rolantes e gaiola; e

principalmente, em função da direção da carga que irá apoiar são divididos em

rolamentos radiais e rolamentos axiais. Ainda, em função do tipo de corpo rolante é

possível separar em rolamentos de esferas e rolamentos de rolos; podem também

ser classificados em função da configuração e a aplicação específica destes.

(Disponível em: http://www.fag.com.br) Acesso em: 02 de fevereiro de 2011.

O desempenho requerido nos mecanismos das mais diversas máquinas, nos

aparelhos e em outros locais que utilizam os rolamentos, cada vez mais se tornam

severos; conseqüentemente, as condições e o desempenho exigido aos rolamentos

aumentam e diversificam-se continuamente. (Disponível em: http://www.fag.com.br)

Acesso em: 02 de fevereiro de 2011.

A seleção do rolamento mais apropriado para cada aplicação, dentre os

inúmeros tipos e dimensões requer o estudo cuidadoso de vários ângulos.

Figura 18: Rolamento axial autocompensável de rolos. FONTE: Manual NSK 2007.

Os rolamentos (mancais de rolamento) quando comparados aos mancais de

deslizamento apresentam as seguintes vantagens:

1. O atrito de partida e a diferença com o atrito dinâmico são pequenos;

2. Com a avançada padronização internacional são intercambiáveis e

possibilitam a utilização pela substituição simples;

http://www.fag.com.br/


51

3. Possibilitam a simplificação da configuração dos conjugados, facilitando a

manutenção e a inspeção;

4. Em geral, podem apoiar simultaneamente a carga radial e a carga axial;

5. A utilização em altas e baixas temperaturas é relativamente facilitada;

6. Permitem a utilização com folga negativa (condição de pré-carga) para

aumentar a rigidez.


Para especificar cada tipo de rolamento que melhor se adapta a cada projeto,

são necessárias algumas informações importantes. Tais como:

Diâmetro interno do rolamento;

Largura do rolamento;

Diâmetro externo;

Velocidade de rotação;

Tempo de vida útil;

Tipo de carga aplicada;

Tipo de lubrificação necessária;

Dentre outras informações mais específica para cada projeto.

Tabela 09: Código do rolamento axial segundo diâmetro do eixo. FONTE: Catálogo

FAG 2001.


52

O rolamento especificado, para utilização no projeto é: 81206TVPB.

Nomenclatura:

812 – Série de gaiolas standard dos rolamentos axiais de rolos cilíndricos;

06 – Código do furo (refere-se a diâmetro do eixo 30mm);

TVPB – Gaiola maciça de políamida.

6.5.1 - Ajustes e tolerâncias

As tolerâncias ISO para os eixos e as caixas (ISO 286), juntamente com as

tolerâncias Δ_dmp para o furo e Δ_Dmp para o diâmetro externo dos rolamentos

(DIN 620) resultam no ajuste. As tolerâncias ISO são fixadas na forma de campos de

tolerância, sendo determinadas pela sua posição em relação à linha 0 (= posição de

tolerância) e pelo seu tamanho (qualidade de tolerância). A posição de tolerância é

identificada por letras (maiúsculas para a caixa, minúsculas para o eixo). Para a

escolha do ajuste, devem ser considerados os seguintes pontos de vista:

Os anéis dos rolamentos devem estar bem apoiados em toda a sua

circunferência, para que se possa aproveitar toda a sua capacidade de carga;

Os anéis não podem se movimentar sobre as peças contrárias pois senão, os

assentamentos serão danificados;

Um anel de um rolamento livre deve se ajustar às dilatações do eixo e da

caixa, isto é, ser axialmente deslocável. Somente nos rolamentos de rolos

cilíndricos N e NU, este ajuste ocorre no próprio rolamento;

Montagem e desmontagem simples.



53

Segundo tabelas 9 e 10, para carga axial, os rolamentos axiais devem ser de

rolos cilíndricos e requer tolerância H7 na caixa, com ajuste de .....

Tabela 10: Tolerância da caixa para rolamentos axiais. FONTE: Catálogo FAG 2001.

Tabela 11: Ajuste da caixa para rolamentos axiais. FONTE: Catálogo FAG 2001.

54

Segundo tabelas 11 e 12, para carga axial, os rolamentos axiais devem ser

de rolos cilíndricos e requer tolerância h6 no eixo, com ajuste de....

Tabela 12: Tolerância do eixo para rolamentos axiais. FONTE: Catálogo FAG 2001.

Tabela 13: Ajuste do eixo para rolamentos axiais. FONTE: Catálogo FAG 2001.

55

As funções requeridas para os rolamentos diferem de acordo com a

aplicação, e devem ser mantidos necessariamente por um período além do

determinado. O rolamento mesmo que utilizado corretamente, ao passar do tempo

deixa de desempenhar de forma satisfatória, devido entre outros casos como o

aumento de ruído e vibração, a redução da precisão pelo desgaste, a deterioração

da graxa lubrificante ou o escamamento por fadiga na superfície de rolamento.

A vida do rolamento no amplo sentido do termo são estes períodos

até a impossibilitação do uso, denominados respectivamente como, vida de ruído,

vida de desgaste, vida de graxa ou vida de fadiga.

Além destas vidas existem outros casos que não permitem a

utilização dos rolamentos, como o superaquecimento, a trinca e o lascamento, o

arraste prejudicial nas pistas e danos nas placas de proteção. Estes são casos de

natureza a serem distinguidos como vida pelo mau funcionamento do rolamento,

freqüentemente com origem em erros, como de seleção do rolamento, da falha no

projeto do eixo, alojamento e correlacionados, falha na instalação, do erro no

método de utilização ou da manutenção deficiente.

Normas de aplicação

NBR 5889 - Aço fundido e ferro fundido – Coleta de amostras – Método de

ensaio

NBR 6152 – Matérias metálicos – Determinação das propriedades

mecânicas a tração – Método de ensaio

NBR 6157 – Matérias metálicas – Determinação de resistência ao impacto

em corpo-de-prova entalhados simplesmente apoiados – Método de ensaio

NBR 6215 – Produtos siderúrgicos – Terminologia

NBR 6444 – Ensaio não destrutivo – Terminologia

56

NBR 6645 – Peça bruta de aço fundido – Afastamento dimensionais –

Padronização

NBR 8653 – Metalografla e tratamentos térmicos e termoquímicos das ligas

ferro carbono –terminologia

Propriedades

A propriedades médias de um aço com 0,2% de carbono em peso giram em

torno de:

Densidade média: 7860 kg/m³ (ou 7,86 g/cm³)

Coeficiente de expansão térmica: 11,7 10−6 (C°)−1

Condutividade térmica:52,9 W/m-K

Calor específico: 486 J/kg-K

Resistividade elétrica: 1,6 10−7Ω

Módulo de elasticidade (Módulo de Young) Longitudinal: 210GPa

Módulo de elasticidade (Módulo de Young) transversal:80 GPa

Coeficiente de Poisson: 0,3

Limite de escoamento: 210 MPa

Limite de resistência a tração: 380 MPa

Alongamento: 25%

Distorcedor Original Top Drive

http://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Resist%C3%AAncia_a_tra%C3%A7%C3%A3o&action=edit&redlink=1

http://pt.wikipedia.org/wiki/Limite_de_escoamento

http://pt.wikipedia.org/wiki/Poisson

http://pt.wikipedia.org/wiki/M%C3%B3dulo_de_elasticidade

http://pt.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADfico

57

A seção seguinte dá uma breve idéia sobre normas que ostenta diversas,

tendo padrão no mundo inteiro, tendo os códigos, as normas de rolamento de

esferas. Você pode aprender muito sobre a incidência apenas a partir do seu

número da peça. Um rolamento típico é o porte 6203ZZ. Esta pode ser dividida em

seus componentes:

6203ZZ

6 Code Type = Série 2 = 03 = Diâmetro ZZ = sufixo

O método é seguido universalmente

Para os códigos de tipo

Um auto-alinhamento do rolamento de esferas 2 Wide auto-alinhamento do

rolamento de esferas 22 Auto-Rolamento de rolos 23 Wide auto-alinhamento

rolamento 3 com duas fileiras de rolamento de esferas de contato angular 4 com

duas fileiras de rolamento de esferas 5 rolamentos de esferas da pressão 6 de uma

única linha rolamento rígido de esferas 16 seção fina de uma única linha rolamento

rígido de esferas 7 de uma única linha rolamento angular do contato.

Para um rolamento polegadas, o primeiro dígito é R. R Nails (não métricas)

rolamento.

Série identificar a leveza ou o peso.

7 Não tenho certeza

8 seção Extra fina

9 seções muito finas

0 luz Extra

Um impulso de luz extra 2 Light 3 Médio 4 Heavy

Depois vêm os diâmetros em mm

58

Com exceção de 0 a 3, o diâmetro é simplesmente cinco vezes o terceiro e

quarto dígitos juntos. 0 a 3, no entanto, são diferentes. 00 10 milímetros

01 12 milímetros 02 15 milímetros 03 17 milímetros

O sufixo de passado é a especialidade do rolamento

Z Único blindado

ZZ Blindagem dupla

RS único lacrado

2RS Duplo lacrado

V vedação sem contato único

VV dupla vedação sem contato contato

DDU selos Duplo

NR Anel instantâneo e groove

M gaiola de bronze.

Para além destes existem nomenclaturas para empresas diferentes, que podem

variar e devem ser referidos antes de comprar.

59

Filtro regulador

60

Filtro regulador com lubrificador

Referências:

Aços


http://pt.wikipedia.org/wiki/A%C31%A7o

http://www.metalica.com.br/o-que-e-aco-carbono/ #2

http://aco-carbono.guiasoesp.com.br/

http://estruturasmetalicas.vilabol.uol.com.br/acos.htm


O’Ring

http://www.tss.trelleborg.com/us/www/en/products/o-rings_/Product-Detail_1_482 .jsp


(Catálogo de O’Ring Paker Seals)

http://www.oring.com.br/download.php (Catálogo de O’Ring CBV do Brasil)

http://o-ring.info/en/o-ring/Oring-Handbook/ERIKS_SealingElements_

TechnicalHandbook_O-rings.pdf (Catálogo de O’Ring Eriks)

http://www.logwell.com/tech/O-ring/Parker_Handbook.pdf (Catálogo de O’Ring Parker)

http://www.sealdynamics.com/o-ring-reference.pdf (Portal Seal Dynamics)

Engates Rápidos

http://www.engatespcl.com.br/

http://www.fopil.com.br/detroit/conexoes/engates-polt-flux-2008.pdf

http://www.dynamics.com.br/pdf/catalogo_geral.pdf

http://www.dynamics.com.br/

Mangueiras

Catálogo de mangueiras Parker

Catálogo de mangueiras Flutrol

http://www.dynamics.com.br/

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http://www.fopil.com.br/detroit/conexoes/engates-polt-flux-2008.pdf

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http://o-ring.info/en/o-ring/Oring-Handbook/ERIKS_SealingElements_%20TechnicalHandbook_O-rings.pdf

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61

Rolamentos

Rolamento FAG Programa Standard (São Paulo): Catálogo WL 41510/3 PB, São Paulo, 1992.

Rolamento FAG Ltda (São Paulo): Catálogo Wl 41520/3 PB, São Paulo, 1999.

Bibliografia

JUVINALL, R. C.; MARSHEK, K. M., Fundamentos do Projeto de Componentes de

Máquinas. 4º ed. Rio de Janeiro, 2008. 500p.

INCROPERA, F. P.; Fundamentos de Transferência de Calor e Massa. 5º ed. Rio de Janeiro,

2003. 698p.

PROVENZA, F.; Projetista de Máquinas. 71º ed. São Paulo, 1990. 486p.

Desenhista mecânico da faculdade redentor

distorcedor 2

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