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Mecânica

Calculadora de Ajustamento com Aperto (Ajuste Forçado)

Pressão de contacto, força de encaixe, binário de escorregamento e tensão no cubo de um veio encaixado num cubo com uma dada interferência diametral — teoria de Lamé.

Resultados

Pressão de contacto na interface 58,07 MPa
Força axial para o encaixar (aprox.) 54,73 kN
Binário que o ajustamento aguenta antes de escorregar 1368,3 N·m
Tensão circunferencial no cubo, no furo 109,9 MPa
A figura, à escala
Calculadora de Ajustamento com Aperto (Ajuste Forçado)Calculadora de Ajustamento com Aperto (Ajuste Forçado): D/2 = 45 mm, d/2 = 25 mmD/2 = 45 mmd/2 = 25 mm

O que faz esta ferramenta

Um ajustamento com aperto mantém-se pela pressão que a interferência aperta na junta: o cubo estica, o veio encolhe, e os dois juntos absorvem a interferência. As equações de Lamé dão essa pressão a partir dos diâmetros e das constantes elásticas, e o atrito converte-a em binário de retenção e força axial. Os valores reais ficam abaixo do ideal, porque os picos da rugosidade achatam-se ao encaixar — descontar isso à interferência medida, e vigiar a tensão no cubo, que é a que limita o aperto possível. Um atrito de 0,1–0,2 é comum no aço sobre aço, mas varia com a superfície e a lubrificação.

Fórmula

p = δ ÷ { d [ (1/E_hub)((D² + d²)/(D² − d²) + ν_hub) + (1/E_shaft)((d² + d_i²)/(d² − d_i²) − ν_shaft) ] } · F = μ p π d L · T = μ p π d² L ÷ 2

Variáveis

SímboloSignificadoUnidade
dDiâmetro nominal do ajustamentomm
diFuro do veio oco (0 se for maciço)mm
dhDiâmetro exterior do cubomm
ivInterferência diametralµm
esMódulo de elasticidade do veioGPa
nsCoeficiente de Poisson do veio—
ehMódulo de elasticidade do cuboGPa
nhCoeficiente de Poisson do cubo—
muCoeficiente de atrito entre as peças—
lComprimento do ajustamentomm
PPressão de contacto na interfaceMPa
FForça axial para o encaixar (aprox.)kN
TQBinário que o ajustamento aguenta antes de escorregarN·m
HSTensão circunferencial no cubo, no furoMPa

Exemplo resolvido

  • Diâmetro nominal do ajustamento50 mm
  • Furo do veio oco (0 se for maciço)0 mm
  • Diâmetro exterior do cubo90 mm
  • Interferência diametral40 µm
  • Módulo de elasticidade do veio210 GPa
  • Coeficiente de Poisson do veio0,3
  • Módulo de elasticidade do cubo210 GPa
  • Coeficiente de Poisson do cubo0,3
  • Coeficiente de atrito entre as peças0,15
  • Comprimento do ajustamento40 mm
  • Pressão de contacto na interface58,07 MPa
  • Força axial para o encaixar (aprox.)54,73 kN
  • Binário que o ajustamento aguenta antes de escorregar1368,3 N·m
  • Tensão circunferencial no cubo, no furo109,9 MPa

Limitações

  • O resultado é uma estimativa baseada apenas nos valores que introduziu. Situações reais incluem muitas vezes fatores que esta calculadora desconhece.
  • Para trabalhos que tenham de cumprir uma norma ou ser assinados, confirme o resultado com o regulamento aplicável e peça a revisão de um engenheiro qualificado.