Projeto de um protótipo para medir força de união em montagens aparafusadas

• Autor(a) principal: Lucacheuski, Guilherme
• Data de Publicação: 2013
• Outros Autores: Wandrey, Lucas Maba, Santos, Renato José dos
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
• Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/9570
• topic: Tecnologia em Mecatrônica Industrial; Ligações parafusadas; Parafusos; Projeto de produto; Bolted joints; Screws; Product design

O ato de unir peças pode ser entendido como juntar mais de um elemento para lhe dar uma utilidade peculiar. Para isso faz-se necessário o auxílio de um elemento químico ou mecânico capaz de gerar uma força que possa manter as partes unidas. Operacionalmente falando, existe mais de uma maneira de garantir essa união, como soldagem, rebites ou colagem. O foco de estudo deste trabalho são as uniões aparafusadas. Estas são junções amplamente aplicadas quando há interesse em futuras desmontagens. Ao se apertar um parafuso contra um conjunto de peças existe o objetivo de garantir a união entre as partes e criar uma força que impeça a soltura do mesmo. Algumas grandezas presentes nesse processo podem ser medidas, como torque de aperto e ângulo de giro da porca em relação ao parafuso. Outras, como força de atrito, força de pré-carga e rugosidade são economicamente inviáveis a sua visualização em níveis de produção. O objetivo deste trabalho é construir um dispositivo que possa medir a força axial atuante sobre parafuso em uma união aparafusada e desta forma obter o coeficiente de torque (k) para diversas combinações de parafusos, porcas e arruelas. O estudo se restringe às variáveis do processo, sistemas de montagem, coleta de dados e interface, onde alguns conceitos, dados e fórmulas foram revisados no intuito de auxiliar no desenvolvimento e na montagem do equipamento. Para a criação do protótipo foram utilizados recursos computacionais que otimizaram a modelagem da estrutura mecânica e eletrônica, bem como nas simulações e pré-testes. Foram executados os ensaios com diferentes tipos de parafusos a fim de observar a variação da força atuante sobre tais elementos e o quanto essa força pode ser influenciada pela característica do parafuso. Como resultados de ensaio, obtiveram-se valores próximos aos valores propostos pela literatura para maioria dos parafusos testados, assim, validando a proposta para qual o equipamento foi projetado.