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BUCHA DE PRESSÃO
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ÍNDICE
Assunto
Página
1 - INFORMAÇÕES GERAIS ........................................................................................................ 2
1.1 - Introdução ....................................................................................................................... 2
1.2 - Vantagens ....................................................................................................................... 2
1.3 - Campos de Aplicação .................................................................................................... 2
1.4 - Exemplos de aplicação .................................................................................................. 3
2 - EXECUÇÃO DAS BUCHAS DE PRESSÃO ............................................................................. 4
2.1 - Formas ............................................................................................................................ 4
2.2 - Temperaturas .................................................................................................................. 4
3 - MONTAGEM DAS BUCHAS DE PRESSÃO ............................................................................. 5
3.1 - Tolerâncias para eixos e furos ...................................................................................... 5
3.2 - Formas de montagem .................................................................................................... 5
3.3 - Montagem em rolamentos ............................................................................................. 5
3.4 - Construção das peças a serem conectadas ................................................................. 6
3.5 - Montagem ....................................................................................................................... 6
4 - CÁLCULO ............................................................................................................................... 7
4.1 - Força de Montagem ........................................................................................................ 7
4.2 - Força axial de assentamento ......................................................................................... 7
4.3 - Determinação do tamanho do torque ............................................................................ 7
5 - FORMA DE PEDIDO ................................................................................................................ 7
catalogo.p65
6 - DIMENSÕES E CARACTERÍSTICAS ....................................................................................... 8
6.1 - FORMA BN ...................................................................................................................... 8
6.2 - FORMA AN .................................................................................................................... 12
6.3 - FORMA AL .................................................................................................................... 16
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catalogo.p65
1 - INFORMAÇÕES GERAIS
1.1 - Introdução
A bucha de pressão é um elemento de conexão a muitas
décadas aprovado. Este elemento de máquinas, já
encontra-se em diversos livros, manuais técnicos e
didáticos. Freqüentemente é denominado como anel de
pressão, apesar de tratar de uma bucha feita de chapa,
com ondulações estampadas em sua superfície, que se
pressionam contra as peças a serem conectadas. Na
montagem da bucha em uma ranhura entre um eixo e um
furo, obtém-se uma deformação elástica, resultando numa
conexão firme que pode ser calculada.
1.2 - Vantagens
Como vantagens de cunho técnico e econômico podemos
mencionar:
- vantajosos custos devido a montagem rápida e simples
- tolerância maior entre as partes a serem conectadas
- usinagem simples nas peças a serem conectadas, porque
não são necessários chavetas, cupilhas, parafusos, etc.
- transmissão de torque elevada e calculável
- compensação de dilatação dos diferentes elementos de
conexão
- posicionamento elástico para montagem de rolamentos
- compensação de erros de alinhamento e centragem
- resistência a temperaturas elevadas
- influência vantajosa em caso de vibrações
- resistência a diversos agentes químicos.
1.3 - Campos de Aplicação
A utilização das buchas de pressão é bastante
diversificada, podendo ser usada tanto em montagens
individuais como na produção seriada.
Podemos classificá-las nos seguintes campos:
a) Montagem de buchas de pressão em rolamentos e
mancais. Isto aplica-se em acordo com os mais variáveis
motivos:
- faixas de tolerância maiores nos alojamentos
- compensação de dilatação por caloria, por exemplo
em carcaças feitas de metais leves
- alojamento fixos ou soltos sujeitos a trancos ou
ressonâncias, montagens e/ou desmontagem (evita
ferrugem de assentamento)
b) Conexões com buchas de pressão sem uma transmissão
definida de torque ou força, são todos aqueles casos, onde
não aparecem forças axiais na direção do eixo principal,
como em manípulos, anéis de vedação, buchas e outras
peças para máquinas que devem ser fixadas mas sem
transmissão de forças.
c) Conexões com buchas de pressão para transmissão de
torque, são empregadas, quando torques, forças axiais e/
ou radiais devem ser transmitidas. Como exemplo
mencionamos: fixação de polias, pás de ventiladores,
engrenagens, volantes, etc.
Alguns clientes usam também as buchas de pressão como
um acoplamento deslizante. Este emprego, deve ser
aplicado de forma ponderada pois os valores de torque
indicados neste catálogo são mínimos.
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1.4 - Exemplos de aplicação
Fixação axial e radial de um ventilador através de uma
bucha de pressão.
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Fixação da roda em uma bomba de drenagem.
O rotor de um condensador giratório é montado sobre
uma bucha de cerâmica e fixado através de uma bucha
de pressão
Montagem dos rolamentos com buchas de pressão, em
uma máquina de costura industrial
Montagem de diversas buchas de pressão no
acionamento de uma colheitadeira
Em um turbo acoplamento, os rolamentos com
ranhuras foram montados com buchas de pressão,
trabalhando a uma temperatura de até 170ºC,
compensando as diversas dilatações térmicas entre a
carcaça de alumínio e os mancais de silício para
rolamentos.
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2 - EXECUÇÃO DAS BUCHAS DE PRESSÃO
2.1 - Formas
Forma - BN
Na forma BN as buchas de série até o diâmetro 12, são fornecidas exclusivamente em aço carbono e as
medidas maiores em aço inoxidável.
Forma - AN
Na forma AN as buchas de série até o diâmetro 16, são fornecidas exclusivamente em aço carbono, as
maiores em aço inoxidável.
Forma - AL
Na forma AL as buchas de série são em aço inoxidável, porém podem ser fornecidas em aço carbono.
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2.2 - Temperaturas
O gráfico ao lado apresenta claramente a vantagem
da bucha de pressão em relação a montagem
convencional quando surge aquecimento. Um
rolamento 6204 com um diâmetro externo de 47 é
instalado numa carcaça de alumínio. Com uma
tolerância J6 é necessária uma pressão de
montagem de 2300 N. Mesmo assim, com 80 ºC,
ele fica solto. Ao usar uma bucha de pressão AN
47-508 a força de montagem é de somente 1480 N
e com 120 ºC ainda temos uma força de alojamento
de 1100 N.
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3 - MONTAGEM DAS BUCHAS DE PRESSÃO
3.1 - Tolerâncias para eixos e furos
3.3 - Montagem em rolamentos
A escolha da tolerância do diâmetro dos eixos e furos,
é determinada pela pressão desejada, quer dizer, a
força de aderência da conexão da bucha de pressão.
Os afastamentos recomendados para os diversos
tamanhos e modelos fornecidos são apresentados
neste catálogo a partir da página 08.
Na indústria são usados em larga escala buchas de
pressão tanto das formas BN, AN e AL.
Devido as largas tolerâncias economiza-se custos
de fabricação e montagem. Os afastamentos
recomendados obtem-se na tabela da página 8 em
diante.
Freqüentemente os rolamentos exigem montagens
especiais. Por exemplo:
- folga maior (ISO B3) de montagem
- parede do cubo fina
- onde existe dilatação por calor
- em ligas de metais leves que produzem uma
ampliação da folga por causa da pressão radial.
Normalmente deve-se optar por uma montagem
"centralizada" ou pelo menos "apoiada" devido uma
possível excentricidade. Por este motivo o anel
giratório do rolamento não deve ser fixado com bucha
de pressão.
Em geral é válido o que segue:
a) Para eixos são admissíveis tolerâncias até h9 e
para furos até H9. Em algumas aplicações, as
tolerâncias podem ser ampliadas para h11 e
respectivamente H11.
b) Os afastamentos sugeridos na tabela das
dimensões, tanto para montagens de rolamentos,
como para transmissão de torque, são válidos para
conexão aço / aço, e de aço com muitos metais não
ferrosos com temperaturas até 100 ºC. Para materiais
cujas resistências diferenciam consideravelmente das
do aço, deve-se fazer testes de aplicações e consultar
nosso departamento técnico.
3.2 - Formas de montagem
Montagem "livre"
Esta é uma montagem bastante econômica, porque
basta montar o eixo simples em um furo passante.
Porém deve-se considerar uma descentralização (até
0,1 da altura do eixo) e uma redução do valor de
torque de 20% da tabela de características da página
8 e posteriores.
Montagem "centralizada"
Esta é aplicada quando é exigido uma centragem
exata ou aparecem choques radiais, que ultrapassam
a carga radial máxima indicada nas tabelas. Conforme
a escolha do ajuste do eixo e furo, pode-se obter
qualquer exatidão de concentricidade. Este tipo de
montagem também evita possíveis flambagens e
devido ao excesso de carga.
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Montagem "apoiada"
Esta é usada, quando se pretende uma centragem
econômica e vantajosa devendo ser evitado um
"deslocamento", devido a força radial desfavorável.
Nesta tipo de aplicação a montagem da bucha é
simplificada.
Montagem "múltipla"
Se o torque a ser transmitido pela bucha de pressão
é muito elevado, pode-se em qualquer situação,
montar subseqüentemente duas ou mais buchas,
porque as cargas transmitidas são multipicadas.
Porém as buchas de pressão devem ser montadas
com separadores, para evitar que ocorra
sobreposição das buchas no momento da montagem.
Montagem livre BN
Montagem livre AN
Montagem centralizada BN
Montagem centralizada AN
Montagem apoiada BN
Montagem apoiada AN, AL
Montagem múltipla BN
Montagem múltipla AN
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3.4 - Construção das peças a serem conectadas
Para evitar danos nas buchas no momento da
montagem, as peças a serem conectadas devem ser
construídas como segue:
Na forma BN os furos devem ser executados com
um raio rB , nas formas AN e AL as pontas dos eixos
com um raio de rw.
Na montagem centralizada as ranhuras a serem
executadas nos eixo ou furos, devem prever pequenos
raios rE, possibilitando o bom posicionamento das
buchas de pressão nas laterais das ranhuras.Para a
confecção do entalhe b' deve-se usar o campo de
tolerância C13.
Os raios mencionados são apresentados na seguinte
tabela:
Diâmetro do eixo / furo
rw e rb
rE
até 20
1,0
0,2
de 20 até 50
1,25
0,25
de 50 até 60
1,5 até 2,0
0,35
acima de 80
3,0 até 5,0
0,8
3.5 - Montagem
Montagem centralizada, Forma BN
A bucha é introduzida na ranhura do eixo e em
seguida o eixo com a bucha colocada é prensada
para dentro do furo.
Montagem livre, Forma BN
A bucha é posicionada sobre o eixo liso, onde ela
deve se apoiar num ponto auxiliar (x), para que ela
fique fixa no sentido oposto ao da direção de
introdução.
catalogo.p65
Montagem centralizada, Forma AN
A bucha é colocada no alojamento e em seguida o
eixo é introduzido em sentido perpendicular a
ranhura.
Montagem livre, Forma AN
A bucha é colocada no furo liso de tal forma, que
ela se apoia contra um encosto auxiliar (x) em
sentido contrário à pressão de montagem do eixo.
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4 - CÁLCULO
4.1 - Força de Montagem
As fórmulas apresentadas são apenas para fornecer
valores orientativos:
K = Força de montagem
M = Valor do torque em Nm conforme tabela das
dimensões
D = Diâmetro nominal em mm de uma bucha de
pressão
para transmissão
de torque:
K = 7000 M (N)
D
montados em
rolamento:
K = 2000 M (N)
D
para transmissão
de torque:
S = 2000 M (N)
D
montado em
rolamento:
S = 1000 M
D
4.2 - Força axial de assentamento
Também com esta fórmula consegue-se apenas
valores orientativos:
S = Força de assentamento
M = Valor do torque em Nm conforme tabela das
dimensões
D = Diâmetro nominal em mm de uma bucha de
pressão
(N)
4.3 - Determinação do tamanho do torque
Apesar dos valores de torque M das tabelas de
características garantirem valores mínimos e possam
variar conforme o acabamento superficial das peças
a serem conectadas, outros fatores também podem
mudar os valores de torque transmissível.
Entre eles podemos citar a pressão sobre as buchas
que muda conforme as tolerâncias dos componentes
a serem montados.
Para se determinar o torque necessário para a
aplicação deve-se fazer os cálculos apresentados
abaixo, e verificar se o valor está abaixo daqueles
indicados nas tabelas de características técnicas.
São dados:
Potência P em kW
Rotação n em min-1
Fator de segurança s
Exemplos de s: Disco de polia
2,5 - 3
Marcha reversível
6
Roda dentada
7 - 10
Torque necessário Merf = 9550 x P x s (Nm)
n
Exemplo:
São dados: Potência do motor
Rotação
Fator de segurança
4 kW
900 min -1
3
Procura-se: Bucha de pressão BN 40 - 50
Merf = 9550 x 4 x 3 = 133
900
Escolhe-se pela tabela de medidas o tamanho
BN 45 - 520 ou BN 50 - 516 com M = 145 Nm e
141 Nm respectivamente.
5 - FORMA DE PEDIDO
Nas primeiras duas casas encontram-se letras para as formas BN, AN e AL.
Casas 3 e 4 indicam o diâmetro das buchas. Casa 5 (após o hífem) indica o material, sendo:
0 = aço-carbono
5 = aço-inoxidável
As duas últimas casas indicam a largura da bucha.
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xx xx - x xx
Largura da bucha
Material
Diâmetro da bucha
Forma BN,AN ou AL
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6 - DIMENSÕES E CARACTERÍSTICAS
6.1 - FORMA BN
com centragem
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sem centragem
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6.2 - FORMA AN
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axal
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