Eixos E Árvores

Objetivo e motivação do trabalho

O estudo dos elementos de máquinas, tem por objetivo o desenvolvimento de projetos adequados às solicitações existentes na peça ou conjunto.

Dentro deste universo, os eixos (Este elemento trabalha fixo. Ex.: eixos não tracionados de veículo ou equipamento) e/ou árvores (O elemento está em movimento. Ex.: Eixos que compõem a caixa de transmissão de um veículo, ou um eixo de uma serra circular.), recebem uma importância relevante, devido a sua enorme aplicação.

Porém, para que seja possível realizar o desenvolvimento ideal para o elemento, faz-se necessária uma breve explanação sobre o movimento circular e as tensões de cisalhamento que surgem como resultado deste movimento.

Quebra de Página

Introdução

Eixo é um elemento mecânico rotativo ou em condição estática de secção usualmente circular onde são montados outros elementos mecânicos de transmissão tais como: engrenagens, polias, ventiladores, rodas centradas, entre outros. Os eixos são apoiados em mancais, de deslizamento ou rolamento, tendo secção quase sempre mássica e variável, com rasgos de chavetas para fixação de componentes. A figura abaixo mostra uma iluminação de um eixo:

Imagem

Abaixo estão algumas regras gerais para o projeto de eixo:

Para minimizar as tensões e deflexões, o comprimento do eixo deve ser o menor possível e os trechos em balanço minimizados ao máximo;

Deve ser usado preferencialmente o eixo apoiado ao invés do em balanço;

Um eixo vazado tem uma razão melhor de rigidez específica e frequências naturais mais altas que aquelas de um eixo comparativamente rígido ou sólido;

Tente colocar concentradores de tensão longe das regiões de grandes momentos flexores e minimize seu efeito com grandes raios;

Se a principal preocupação é minimizar a deflexão, talvez o material mais indicado seja o aço de baixo carbono, porque sua rigidez é tão alta quanto aquela de aços mais caros, e um eixo projetado para pequenas deflexões tenderá a ter tensões baixas.

Os eixos são elementos solicitados a esforços de flexão, tração/compressão ou torção, que atuam individualmente de forma combinada. Para a segurança do sistema este deve ser parado ou com rotação muito baixa ou em altas rotações. Este dimensionamento leva em conta a resistência do material de que foi confeccionado, comparam-se as tensões que atuam no mesmo com os limites de resistência do material, estáticos (Sy ou Su) ou dinâmicos (Se – fadiga).

Árvores são elementos de máquinas geralmente de seção circular rotativas ou estacionárias que têm função de suporte de outros componentes mecânicos (engrenagens, polias, volantes, etc.) e transmitem momento de torção. Os eixos são elementos de máquinas que têm função de suporte, mas não transmitem momento de torção (potência).