Ligações dos pinos – Ligação dos componentes com pinos do cilindro – Métodos/erros

Neste artigo, vamos focar-nos em detalhe no assunto das ligações de pinos no campo mecânico. Iremos analisar atentamente as peças moldadas, como parafusos e pinos, bem como outros elementos de fixação e elementos de fixação e o seu papel decisivo nas ligações dos pinos. Iremos discutir diferentes exemplos de ligações de pinos e potenciais defeitos ao fixar componentes.

O que é uma ligação de pino?

As conexões de pinos e conexões de parafusos são um subconjunto de conexões de bloqueio e parecem funcionar da mesma forma à primeira vista. Embora ambos os tipos de articulações sejam amovíveis e se assemelhem visualmente entre si, diferem no seu modo de ação. Enquanto as conexões de pino são entendidas como uma conexão fixa de travamento de atrito, as conexões de parafuso geralmente fornecem uma conexão solta e bloqueada. No entanto, o princípio de funcionamento é o mesmo. Um furo de sondagem é criado por um ou mais componentes que estão ligados um ao outro. É inserido um pino ou um pino de manivela através deste orifício.

Por exemplo, quando um pino de cilindro de tamanho grande é pressionado no orifício, é criada uma chamada ligação fixa ou de bloqueio por atrito. Esta ligação fixa mantém os componentes unidos pelo atrito mecânico e pela pressão entre o pino e os orifícios correspondentes. A força é, assim, transmitida produzindo um contacto estável de bloqueio por atrito entre os componentes e o elemento de ligação. Os parafusos são frequentemente utilizados para interbloqueio ou ligações de pinos soltas. Para evitar que os parafusos se soltem devido a cargas durante o funcionamento, são necessários elementos de bloqueio para a fixação axial.

As conexões de pinos são usadas em várias aplicações. Estas ligações fixas são muito comuns na engenharia mecânica. Os componentes estão ligados uns aos outros de forma segura, selecionando um ajuste fixo.

As conexões de parafuso são usadas para fixar uma posição criando uma junta de bloqueio. Esta ligação caracteriza-se pelo facto de a ligação poder ser desapertada não destrutivamente na caixa sem carga, desapertando o elemento de bloqueio, por exemplo, para localizar peças de trabalho em mesas de máquinas ou dispositivos, de modo a mantê-las estáveis durante o processo de maquinação ou para movimentos rotativos.

Quais são alguns exemplos de ligações de pinos?

Na área das ligações mecânicas, os pinos e os parafusos desempenham um papel central e são utilizados de várias formas. Os exemplos de conexão de pino a seguir listam as conexões mais comumente usadas em engenharia mecânica e projeto. Cada uma destas juntas tem especificações e características únicas que permitem uma ligação segura dos componentes e uma transferência de força ideal. Nas secções seguintes, iremos fornecer uma breve revisão das ligações dos parafusos e iremos então focar-nos nas ligações fixas.

Parafusos

Os parafusos são conexões de bloqueio que podem ser desapertadas de forma não destrutiva. Para garantir que a ligação não é desapertada durante o funcionamento, existem várias versões de parafusos para os fixar.

• (1) - Parafuso de localização
• (2) - Parafuso de dobradiça com ranhura de anel de dois lados
• (3) - Parafuso com orifício do pino
• (4) - Parafusos roscados

Os parafusos são elementos de ligação que são utilizados para criar ligações soltas ou articuladas. Para evitar o afrouxamento acidental dos parafusos, estes são utilizados em conjunto com elementos de retenção como Anilhas de retenção, anéis de retenção, contrapinos de mola ou pinos de divisão .

Pinos do cilindro

Como o nome sugere, os pinos do cilindro são elementos de ligação de forma cilíndrica. Regra geral, as extremidades dos Pinos do Cilindro são normalmente arredondadas ou biseladas.

• (1) - Pino do cilindro - biselado em ambos os lados
• (2) - Pino cónico - arredondado com rosca interna
• (3) - Pino ranhurado
• (4) - Pino de mola
• (5) - Pino de tensão de alta resistência

Os pinos cilíndricos são utilizados para ligar e fixar componentes.

Dependendo da especificação de produção do furo, os pinos cilíndricos têm uma tolerância de encaixe que varia de uma conexão facilmente amovível até uma conexão de difícil liberação. As ligações facilmente destacáveis são utilizadas em guias de montagem, enquanto as ligações de difícil libertação são utilizadas para a ligação permanente de componentes.

Os pinos de cavilha requerem tolerâncias de ajuste precisas para cumprir a sua respetiva função. Regra geral, as cavilhas são sobredimensionadas e são pressionadas no orifício de receção, estendendo-se através de todas as peças a serem ligadas sob a influência da força. Dependendo da tolerância de ajuste, estas ligações podem ser concebidas de modo a que sejam facilmente destacáveis ou permanentes por um ajuste de interferência definido das cavilhas no orifício recetor. As conexões de pino de cavilha facilmente destacáveis são particularmente adequadas para aplicações onde são necessários ajustes ou manutenção frequentes. No entanto, tais conexões geralmente não são à prova de vibração. Algumas cavilhas têm uma rosca interna. Os pinos cilíndricos com roscas internas são normalmente utilizados quando não é possível danificar a cavilha. Por exemplo, se o pino estiver recuado num orifício cego, a rosca interna permite uma desmontagem mais fácil com uma ferramenta de puxar ou um parafuso de puxar.

Outra característica importante é a dureza do material - endurecido ou não endurecido. A dureza está diretamente relacionada com as cargas. Em princípio, o pino deve ser feito de um material mais duro do que as peças a serem ligadas. Se a carga no pino for elevada, também pode ser fornecida uma ranhura longitudinal para alívio de pressão.

Pinos cónicos

Os pinos cónicos devem o nome à sua forma única. Os pinos cónicos são fixadores cónicos que se encaixam nos furos correspondentes e mantêm as peças da máquina juntas em ligações libertáveis.

Os furos correspondentes também devem ser abertos nos pinos cónicos. Os pinos cónicos são fáceis de desapertar e, por conseguinte, são adequados para montagem e desmontagem repetidas. Devido à sua forma cónica, os pinos cónicos podem compensar o desgaste ou expansão dos furos resultantes da montagem e desmontagem frequentes. Os pinos cónicos são capazes de absorver cargas axiais e binários elevados, tornando-os adequados para aplicações com cargas elevadas. Os pinos cónicos não são à prova de vibração. As versões com roscas internas ou pino roscado também estão disponíveis para aplicações em que não é possível retirar o pino cónico.

Pinos ranhurados

Os pinos ranhurados têm ranhuras ou entalhes que projetam uma protuberância em ambos os lados. Esta saliência ranhurada é forçada de forma elástica para dentro da ranhura quando o Pino ranhurado é roscado num orifício com uma classe de tolerância correspondente.

A tensão radial resultante do Pino ranhurado contra a parede do orifício não só garante uma fixação segura e à prova de vibrações do pino, como também permite a saída de ar preso. O Pino ranhurado também pode ser reutilizado após desapertar sem perder a fixação estável. Ao combinar o componente com o Pino ranhurado, as durezas e tolerâncias do material devem ser observadas:

• A resistência do Pino ranhurado tem de ser superior à resistência do componente a ser unido. Caso contrário, a protuberância não é deformada elasticamente durante a junção, mas é removida. Isto faz com que a ligação enfraqueça enormemente.
• A tolerância do furo deve corresponder à conexão como uma tolerância de ajuste. O furo é perfurado com uma broca de tolerância de ajuste.

Pinos de tensão (pinos de mola)

Os pinos de tensão, ou pinos de mola, são pinos cilíndricos curtos que são tensionados pela sua ação de mola após a colocação num orifício.

A ligação com os pinos de tensão tem as seguintes vantagens devido às propriedades elásticas:

• Os requisitos na parede do furo são inferiores e as tolerâncias de ajuste são maiores
• A ligação pode ser desmontada de forma não destrutiva, pelo que é reutilizável
• A instalação é fácil

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Como fazer uma ligação de pino?

A montagem das ligações dos pinos requer precisão e cuidado. Todas as condições da estrutura, tais como a força do componente, intervalo de temperatura, carga esperada, etc., devem ser conhecidas para garantir que os componentes estão corretamente alinhados e ligados de forma segura uns aos outros. É importante selecionar pinos ou parafusos correspondentes, diâmetros dos orifícios e métodos de montagem para garantir uma ligação segura e fiável. No entanto, as etapas exatas podem variar dependendo dos requisitos específicos de sua aplicação. Você também deve garantir que as normas e regulamentos aplicáveis sejam seguidos para sua aplicação específica.

Para estabelecer uma ligação do pino entre os componentes, é necessário um orifício para receber o pino ou o parafuso. O pino ou parafuso é inserido através deste orifício. Isso cria uma conexão de bloqueio de atrito ou bloqueio. Os seguintes passos de exemplo são utilizados para demonstrar a produção de uma ligação de pino de bloqueio por atrito de um pino de cilindro num orifício cego:

• Alinhar componentes: Certifique-se de que as peças a serem ligadas umas às outras estão corretamente posicionadas e alinhadas. Verifique as tolerâncias e dimensões para garantir que os pinos encaixam corretamente.
• Furos de perfuração: Faça os orifícios adequados em todos os componentes. Os furos devem ser posicionados e ajustados com precisão de modo a que o furo seja subdimensionado em relação ao diâmetro do pino. O tamanho inferior tem de ser ajustado à ligação de acordo com um ajuste de interferência. Utilize uma broca adequada para o diâmetro pretendido. Após a perfuração, afie os orifícios para o pino a ser utilizado.
• Limpar orifícios: Remova qualquer pó ou sujidade de perfuração dos orifícios perfurados para garantir que os pinos são facilmente empurrados para dentro e têm um bom encaixe. São recomendados vários acessórios, como escovas ou ventiladores, para limpar os orifícios perfurados.
• Inserir pino do cilindro: Insira o pino nos orifícios perfurados dos componentes a serem ligados. Dependendo da aplicação, também pode ser necessário inserir primeiro o pino num componente e depois colocar o segundo componente no pino e alinhá-lo em conformidade. A instalação dos pinos requer normalmente apenas ferramentas simples, tais como um martelo ou uma prensa . Podem ser facilmente roscados ou pressionados nos orifícios pré-perfurados. Dependendo da condição ambiente, o calor também é utilizado para grandes ajustes de interferência. Ao arrefecer o pino ou aquecer o componente, o material contrai ou expande-se, o que facilita o processo de união.
• Verifique a ligação: Verifique a precisão e a estabilidade da ligação. Certifique-se de que os componentes estão firmemente ligados uns aos outros e não se desapertam facilmente. Em muitos casos, a tolerância de ajuste e o atrito entre os componentes e as cavilhas é suficiente para fixar a ligação. Como margem de segurança adicional, pode utilizar-se elementos de retenção, tais como anilhas de retenção, anéis de retenção, contrapino de mola ou pinos bipartidos, conforme necessário.

Erros ao fixar componentes

Ao fazer ligações de pinos, podem ocorrer vários defeitos que podem prejudicar a qualidade e integridade da ligação. Ligações fixadas incorretamente também podem causar um encaixe deficiente e possíveis desalinhamentos. Para evitar tais erros e os riscos resultantes, é necessário um planeamento cuidadoso, uma maquinação precisa, um controlo de qualidade adequado e uma manutenção regular. Eis alguns erros comuns:

• Design defeituoso: Um design ou dimensionamento inadequado da conexão do pino pode levar a problemas, especialmente se não conseguir suportar as forças e cargas da aplicação. Se a ligação do pino estiver sobrecarregada, pode provocar deformações, fraturas ou fadiga prematura dos componentes.
• Tolerância de ajuste inadequado: Se os furos e pinos ou parafusos não tiverem as tolerâncias corretas e as tolerâncias de ajuste, isso pode levar a uma conexão insuficiente. Por exemplo, uma tolerância de ajuste excessivamente apertada pode causar sobrecarga e quebra, enquanto uma tolerância de ajuste excessivamente solta pode prejudicar a estabilidade da conexão.
• Propriedades do material: Se os pinos e parafusos forem feitos de material inferior ou não cumprirem os requisitos da aplicação, isto pode levar a fadiga prematura ou quebra.
• Sujidade ou corrosão: Sujidade, poeira ou corrosão nos furos ou nos pinos e parafusos podem afetar negativamente o atrito e a tolerância de ajuste.
• Manutenção inadequada: As juntas de pinos libertáveis não mantidas ou mantidas incorretamente podem perder qualidade ao longo do tempo e aumentar o risco de falha.

Uma ligação de pino é amovível?

Uma ligação de pino pode ser desapertada de várias formas. Ao selecionar o método para desapertar a ligação, o tipo e tamanho do pino ou parafuso, o tipo de bloqueio e a construção específica devem ser tidos em consideração. Os extratores de parafusos ou ferramentas de extrator são ferramentas especiais utilizadas para remover pinos, parafusos ou outros fixadores que estão firmemente encaixados nos orifícios. São ferramentas simples e eficientes para remover fixadores sem danificar o fixador e os componentes circundantes.