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Como Projetar a Melhor Articulação

por Christie L. Jones, Gerente de desenvolvimento de mercado

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Existem dois principais tipos de articulações:

  1.  Uma articulação de encaixe livre, na qual há pouco ou nenhum atrito ou resistência quando o trinco ou a alça é girada. Os componentes da articulação são “livres” para rotacionar, independentes uns dos outros.
  2. Uma articulação de encaixe com atrito, na qual deve haver interferência para evitar a rotação livre dos componentes em relação uns aos outros. Dependendo da utilização, a resistência pode variar entre um valor leve e um valor alto o suficiente para manter a posição fixa de componentes em qualquer lugar em sua variação total de rotação.

Embora vários estilos de pinos estejam disponíveis, os Pinos Espirais são particularmente adequados para uso em articulações de encaixe livre ou com atrito. Para obter o melhor COMPONENTE INTERNO desempenho da articulação em longo prazo, os projetistas devem seguir algumas simples diretrizes de projeto. Independente do tipo de pino utilizado, o espaço entre os componentes da articulação deve ser minimizado para reduzira folga e evitar a dobra do pino (Figura 1).

Articulação de encaixe livre

Se uma articulação de encaixe livre for desejada, o diâmetro préinstalado do Pino Espiral é de pouca importância, pois o diâmetro é determinado pelo(s) furo(s) menor(es) ou de retenção. Pinos Espirais são molas funcionais, e a recuperação e retenção em locais de encaixe livre devem ser consideradas. A quantidade de recuperação/retenção depende do diâmetro dos furos de aperto (retenção) e da “extensão livre” do pino. A extensão livre pode ser definida como a distância na qual um pino passa por um componente de encaixe livre. Conforme a extensão livre aumenta, o diâmetro do pino também aumenta, pois “recupera” uma parte de seu diâmetro pré-instalado (Figuras 2a e 2b).

Figura 1

A: Componente Externo
B: Componente Interno
C: Minimizar Espaço

Recomenda-se, para uma melhor distribuição de carga e articulações com tolerâncias menos rígidas, que a retenção do Pino Espiral esteja nos membros externos da articulação (Figura 2a). A espessura mínima dos membros externos deve ser de 1 a 1½ vez o diâmetro do pino. Se a espessura dos membros externos for menor que o diâmetro do pino, a retenção deve estar no furo do componente interno.

Para projetar uma articulação de encaixe livre, primeiro, estabeleça um tamanho máximo de furo no componente de retenção (encaixe). Insira o Pino Espiral dentro do componente de retenção e meça o diâmetro livre do pino no centro de sua extensão. Adicione um fator para fornecer alguma folga ao membro de rotação, normalmente 0,001” (0,02 mm) para estabelecer o diâmetro mínimo do furo livre. Depois, adicione a tolerância de produção necessária para atribuir o diâmetro máximo do furo livre.

Se a retenção estiver no membro interno da montagem, conforme o pino for instalado, haverá uma extremidade dimensionada e uma extremidade não dimensionada do pino (Figura 2b). A extremidade do pino que não tiver sido inserida pelo furo é maior que a extremidade dimensionada pelo furo. Portanto, meça o diâmetro da extremidade não dimensionada para determinar o diâmetro mínimo do furo livre nos membros externos.

Figura 2a

A: Componente Externo
B: Extensão

Figura 2b

A: Extensão Ext. 
B: Não Dimensionada
C: Ext. Dimensionada

D: Componente Interno
E:
Pino Inserido Nesta Direção

Articulação de encaixe com atrito

Em uma articulação de encaixe com atrito, todos os furos devem ter o mesmo tamanho, dentro das tolerâncias definidas. Se o fabricante não puder manter o mesmo tamanho em cada componente, a tolerância deve ser dividida entre os componentes. É mais comum atribuir a metade inferior da tolerância aos furos do componente externo e a metade superior ao furo do componente interno.

O Pino Espiral simplifica o projeto, pois elimina a necessidade de incorporar o desalinhamento entre furos para obter resistência à rotação, como é o caso aos usar Pinos Sólidos. Pinos Espirais têm melhor desempenho quando instalados em furos retos e alinhados corretamente. As características elásticas dos Pinos Espirais podem ser usadas para obter um desempenho excelente e manter o encaixe e o funcionamento desejados durante toda a vida útil do produto. 

Embora este artigo ofereça diretrizes gerais de projeto, recomenda-se que nossos Engenheiros de Aplicação especializados em fixação e junção sejam consultados para garantir que o melhor projeto de articulação seja utilizado em cada aplicação.

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