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Os materiais de amortecimento são essenciais em mecânica e construção. São utilizados para absorver choques e vibrações e melhorar o funcionamento de máquinas e sistemas. Devido às suas propriedades únicas, podem ser utilizadas em várias aplicações mecânicas e técnicas. Este artigo descreve diferentes tipos de materiais de amortecimento e elásticos, bem como sua aplicação em mecânica e construção. Este artigo trata de diferentes tipos de materiais de amortecimento, como eles são usados em aplicações mecânicas e quais propriedades específicas eles têm.
Os materiais de amortecimento podem ser usados em mecânica como amortecedores de vibração para reduzir a vibração, choque e/ou ruído gerado por sistemas mecânicos, como motores, transmissões e outros componentes. Ao reduzir as emissões de vibração e ruído dos sistemas mecânicos, o desempenho geral do sistema, a fiabilidade e a segurança são melhorados. Ao amortecer eficazmente o seu sistema, otimiza as propriedades de sua aplicação e reduz o risco de danos ou falhas. Uma vez que o uso de materiais amortecedores minimiza a tensão material causada por vibrações, aumentam significativamente a vida útil de um sistema mecânico.
Existem diferentes tipos de materiais de amortecimento que podem ser utilizados de forma eficiente em mecânica e construção. Estes incluem poliuretanos, elastómeros e espumas. Cada material possui propriedades específicas próprias que devem ser consideradas para a respetiva aplicação e as soluções possíveis. A escolha do material de amortecimento depende dos requisitos específicos do sistema, como a frequência da vibração ou a intensidade do choque.
A borracha de poliuretano tem boas propriedades de amortecimento da vibração. Tem uma excelente resistência mecânica e, em combinação com a sua elevada resistência à abrasão, é particularmente durável. Uma vez que a borracha de poliuretano tem propriedades pronunciadas de amortecimento da vibração, amortece eficazmente os choques e absorve a energia resultante. Também tem uma excelente resistência ao óleo e é principalmente adequado para utilização em ambientes secos e sem químicos. Dependendo da área de aplicação, podem ser utilizadas formas particularmente resistentes ao calor, antiestáticas ou resistentes à abrasão de borracha de poliuretano.
| Designação | Unidade | Borracha de poliuretano | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Padrão | Vulkollan® | Resistente à abrasão | Borracha de poliuretano cerâmico | Resistente ao calor | Braço de ressalto | Muito suave | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Dureza | Shore A | 95 | 90 | 70 | 50 | 30 | 92 | 68 | 90 | 70 | 95 | 90 | 70 | 50 | 90 | 70 | 15 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Gravidade específica | g/cm³ | 1.13 | 1.13 | 1.20 | 1.20 | 1.20 | 1.26 | 1.20 | 1.13 | 1.13 | 1.2 | 1.15 | 1.13 | 1.03 | 1.02 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Resistência à tração | MPa | 44 | 27 | 56 | 47 | 27 | 45.5 | 60 | 44.6 | 31.3 | 42 | 26 | 53 | 45 | 44.6 | 11.8 | 0.6 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Alongamento | % | 380 | 470 | 720 | 520 | 600 | 690 | 650 | 530 | 650 | 360 | 440 | 680 | 490 | 530 | 250 | 445 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Estabilidade térmica até | °C | 70 | 80 (curto prazo 120) | 70 | 70 | 120 | 70 | 80 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Resistência a baixas temperaturas até | °C | -40 | -20 | -20 | -20 | -40 | -20 | -20 | -20 | -40 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Os elastómeros são utilizados numa vasta gama de aplicações mecânicas. Elastómeros comumente usados em aplicações industriais incluem:
Os elastómeros são muito versáteis e podem ser utilizados em diferentes designs para uma grande variedade de aplicações. Geralmente, os elastómeros têm um efeito de amortecimento pronunciado e, portanto, podem suportar até mesmo vibrações e choques fortes. Dependendo do tipo de borracha usado, o material tem propriedades particularmente químicas e resistentes à temperatura e pode ser usado em aplicações onde é necessário um alto nível de absorção de choque.
| Designação | Unidade | Borracha nitrílica (NBR) | Borracha de cloropreno (CR) | Borracha de etileno (EPDM) | Borracha butílica (IIR) | Borracha fluorada (FPM) | Borracha de silicone (SI) | Borracha dura (Hanenaito®) | Borracha natural (NR) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Padrão | Versão de alta resistência | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Dureza | Shore A | 70 | 50 | 65 | 65 | 65 | 80 | 60 | 70 | 50 | 50 | 57 | 32 | 45 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Gravidade específica | g/cm³ | 1.60 | 1.30 | 1.60 | 1.20 | 1.50 | 1.80 | 1.90 | 1.20 | 1.20 | 1.30 | 1.20 | 0.90 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Resistência à tração | MPa | 12.7 | 4.4 | 13.3 | 12.8 | 7.5 | 12.5 | 10.8 | 7.4 | 8.8 | 7.8 | 8.3 | 10.3 | 16.1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Alongamento | % | 370 | 400 | 460 | 490 | 380 | 330 | 270 | 300 | 330 | 400 | 810 | 840 | 730 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Máx. Temperatura de funcionamento | °C | 90 | 99 | 100 | 120 | 120 | 230 | 200 | 200 | 60 | 70 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Temperatura para utilização contínua | °C | 80 | 80 | 80 | 80 | 210 | 150 | 150 | 30 | 70 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Resistência a baixas temperaturas até | °C | -10 | -35 | -40 | -30 | -10 | -70 | -50 | 10 | 0 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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As espumas são capazes de amortecer eficazmente as vibrações, absorvendo a energia da vibração através de uma infinidade de poros individuais. São muito flexíveis e também podem ser instalados em superfícies irregulares ou curvas. Têm boa elasticidade e, devido à sua porosidade e baixo peso, podem ser utilizados de várias formas para minimizar as vibrações e amortecer o som. Outra vantagem da espuma é a ampla gama de frequências na qual pode absorver vibrações.
Os amortecedores são utilizados em mecânica para reduzir ou amortecer o movimento de um objeto ou sistema. Também podem evitar atrasos que podem causar vibrações e oscilações em sistemas mecânicos. Os amortecedores são frequentemente utilizados em sistemas mecânicos para absorver choques e amortecer a velocidade de objetos em movimento, quando mudam de direção ou se deparam com um impacto. Frequentemente utilizado para amortecer sistemas hidráulicos (por exemplo, óleo), o que permite um design compacto e características de funcionamento robustas.
Nesta folha de dados, o MISUMI mostra um exemplo de aplicação para “absorventes de choque em mecânica”.
As características de amortecimento são um fator importante na seleção do amortecedor certo para uma aplicação. Esta característica descreve o comportamento do amortecedor em função da velocidade e deflexão do objeto em movimento.
Existem diferentes tipos de características de amortecimento que são determinadas pelo tamanho, número e alinhamento das aberturas entre a câmara de pressão e o acumulador de pressão dentro do amortecedor.
| Estrutura | Execução por força pré-fabricada | Descrição | ||
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| Uma abertura | Design em S Tipo A Tipo B Tipo L |
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Um design de orifício único tem as mesmas propriedades de resistência que um design ranhurado com espaço entre o pistão e o cilindro, um design de tubo único com uma abertura no pistão ou um design de tubo duplo e uma única abertura. Um pistão com uma abertura funciona num cilindro cheio de óleo. Uma vez que a área de abertura é a mesma ao longo do curso, a resistência é máxima imediatamente após um impacto e depois diminui uniformemente ao longo do resto do curso. |
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| Múltiplas aberturas irregulares | Velocidade média | |
Neste design de tubo duplo, o pistão trabalha no tubo interior. Este tubo interior tem várias aberturas na direção de elevação e pode ser absorvida não apenas energia constante, como também energia de diferentes fontes. Concebido para a absorção de energia cinética durante a primeira metade do curso e para a regulação da velocidade durante a segunda metade. Portanto, é adequado para a absorção de energia em ligação com cilindros de ar. |  |
| Múltiplas aberturas | Alta velocidade Design em H |
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Neste design de tubo duplo, o pistão trabalha no tubo interior. Tem várias aberturas no sentido da elevação. Uma vez que as aberturas se tornam lentamente menores a uma velocidade de elevação decrescente, a resistência permanece relativamente constante, mesmo que seja ligeiramente semelhante a uma onda. |  |
Ao selecionar o amortecedor certo para uma aplicação, outros fatores devem ser considerados além das características de amortecimento para alcançar um efeito de amortecimento ideal. Para determinar o amortecedor de choque correto para a sua aplicação, devem ser realizados os seguintes cálculos e testes:
A escolha do amortecedor depende do tipo de aplicação. Por exemplo, aplicações de alta velocidade requerem amortecedores com maior capacidade de amortecimento.
As condições de temperatura e ambiente devem ser consideradas para alcançar o desempenho ideal. A seleção e instalação cuidadosas de amortecedores de choque podem ajudar a prolongar a vida útil dos sistemas mecânicos e minimizar o ruído e a vibração.