Dispositivos de montagem: Princípios e tipos de fixação

I. Princípio de fixação do dispositivo

A fixação durante a montagem é normalmente conseguida através de dispositivos de montagem. Um dispositivo de montagem refere-se ao equipamento de processo utilizado na montagem para aplicar força externa às peças, de modo a assegurar o seu posicionamento fiável. Inclui fixações simples e portáteis de uso geral e fixações especiais em estruturas de montagem.

Existem quatro métodos de fixação de componentes com dispositivos de montagem: fixação, pressão, tração e empurrão (ou expansão), como se mostra na Figura 5-34.

a) Fixação
b) Pressionar
c) Puxar
d) Empurrar

II. Tipos de aparelhos

Os dispositivos de montagem podem ser divididos em dispositivos manuais e não manuais com base na fonte de força de aperto. Os dispositivos manuais incluem dispositivos de parafuso, dispositivos de barra, dispositivos de alavanca, dispositivos excêntricos, etc.; os dispositivos não manuais incluem dispositivos pneumáticos, dispositivos hidráulicos, dispositivos magnéticos, etc. Esta secção apresenta principalmente os dispositivos de fixação manual normalmente utilizados.

1. Braçadeira em espiral

Uma abraçadeira em espiral utiliza o movimento relativo entre um parafuso e uma porca para transferir força externa para fixar peças, apresentando múltiplas funções, tais como apertar, pressionar, puxar, empurrar e suportar.

2. Braçadeira em espiral em forma de arco (vulgarmente conhecida por Calan)

Um grampo em espiral em forma de arco utiliza um parafuso para a ação de fixação. Ao selecionar ou conceber um grampo em espiral em forma de arco, as suas dimensões de trabalho H, B devem ser adaptadas às dimensões das peças fixadas, como se mostra na Figura 5-35, e deve ter resistência e rigidez suficientes. Nesta base, o peso do grampo de arco também deve ser minimizado para facilitar a utilização. As pinças espirais em forma de arco habitualmente utilizadas incluem as estruturas indicadas na Figura 5-36, sendo que as mais pequenas utilizam normalmente as estruturas indicadas nas Figuras 5-36a e 5-36b, enquanto as pinças espirais em forma de arco maiores utilizam frequentemente as estruturas indicadas nas Figuras 5-36c e 5-36d.

3. Tensionador em espiral

Um tensor em espiral utiliza um parafuso para a ação de aperto e a sua estrutura pode variar. Como se mostra na Figura 5-37a, um tensor em espiral simples aperta rodando a porca. Os tensores apresentados nas Figuras 5-37b e 5-37c têm dois parafusos independentes com direcções de rosca opostas e as porcas estão ligadas com aço plano espesso ou aço redondo. A rotação da porca ajusta a distância entre os parafusos, obtendo-se um efeito de aperto. Se a extremidade do parafuso com uma placa retangular for soldada à peça de trabalho, também pode servir para posicionamento e apoio. A Figura 5-37d mostra um tensor de parafuso de cabeça dupla, em que a rotação do parafuso ajusta a distância entre os dois ganchos para apertar as peças.

4. Compressor em espiral

Como se mostra na Figura 5-38, os compressores em espiral são normalmente soldados temporariamente à peça de trabalho utilizando suportes e, em seguida, utilizam parafusos para comprimir. A Figura 5-38a mostra a utilização de um compressor espiral com suporte em forma de "┌" para nivelar a costura da placa durante a junção de topo. A Figura 5-38b mostra a utilização de um compressor em espiral com suporte em forma de "Π" para comprimir peças.

a) Utilizar um compressor espiral de suporte em forma de "┌" para nivelar a costura da placa
b) Utilizar um compressor em espiral com suporte em forma de "Π" para comprimir as peças

5. Suporte em espiral

Os suportes em espiral são utilizados para levantar ou espalhar, não só na montagem mas também em operações de correção. A figura 5-39a mostra o tipo mais simples de macaco em espiral, constituído por um parafuso, uma porca e um tubo redondo. A cabeça deste tipo de macaco em espiral é pontiaguda, o que não é propício à proteção da superfície das peças e só é adequado para suportar superfícies onde a precisão não é muito exigida, tais como chapas grossas ou formas de aço maiores. A Figura 5-39b mostra uma almofada adicionada à cabeça do parafuso, que não danifica a peça de trabalho e não é suscetível de escorregar durante o levantamento ou apoio. A Figura 5-39c mostra um suporte em espiral, que tem roscas esquerda e direita em ambas as extremidades do parafuso, acelerando as acções de elevação e suporte.

6. Braçadeira de cunha

Os grampos em cunha utilizam a superfície inclinada da cunha para transformar a força externa em força de aperto, atingindo assim o objetivo de fixar peças. A figura 5-40 mostra duas formas básicas de fixação com cunhas; a figura 5-40a mostra a ação direta sobre a peça de trabalho, o que exige não só que a superfície da peça a fixar seja relativamente lisa e plana, mas também que a cunha tenha tendência a riscar a superfície da peça de trabalho; a figura 5-40b mostra a cunha a transmitir a força à peça de trabalho através de um elemento intermédio, melhorando a situação de contacto entre a cunha e a superfície da peça de trabalho.

Para garantir que o grampo em cunha se pode bloquear automaticamente durante a utilização, o ângulo α da cunha deve ser inferior ao seu ângulo de atrito, utilizando geralmente 10°~15°. Se for necessário aumentar o efeito da braçadeira em cunha, pode ser adicionada uma espessura adequada de calço por baixo da cunha.

A Figura 5-41 mostra várias utilizações da braçadeira de cunha. A Figura 5-41a mostra a utilização de uma placa de fixação com boca em cunha para fixar diretamente o perfil de aço e o material da placa. A Figura 5-41b mostra a utilização de uma placa de fixação em forma de "∏" combinada com uma cunha para fixar peças. A Figura 5-41c mostra um grampo em cunha com uma placa embutida, onde a forma da secção transversal da cunha pode ser retangular ou circular.

Este grampo é utilizado principalmente para alinhar materiais em chapa, porque utiliza uma chapa em cunha, pelo que só pode ser utilizado quando existe uma folga na junta dos materiais em chapa. O grampo angular de aço em cunha mostrado na Figura 5-41d também é normalmente utilizado na montagem.

7. Grampos de alavanca

Os grampos de alavanca utilizam o efeito multiplicador de força das alavancas para segurar ou pressionar peças. Por serem simples de fazer, convenientes de usar e altamente versáteis, são amplamente usadas na montagem, como mostra a Figura 5-42. A Figura 5-43 mostra várias braçadeiras de alavanca simples usadas normalmente na montagem. Para além disso, as barras de alavanca são também frequentemente utilizadas como grampos de alavanca.

8. Abraçadeiras excêntricas

As pinças excêntricas utilizam uma peça excêntrica cujo centro de rotação não coincide com o seu centro geométrico para fixar. As pinças excêntricas utilizadas na produção dividem-se em rodas excêntricas circulares e rodas excêntricas curvas, consoante a forma da superfície de trabalho. A primeira é mais fácil de fabricar e mais utilizada. As pinças excêntricas requerem geralmente uma capacidade de auto-bloqueio.

A figura 5-44 mostra um dispositivo de fixação de roda circular excêntrica, em que a roda circular excêntrica com um orifício excêntrico é montada num eixo fixo e pode rodar em torno do eixo. A distância e entre o centro da roda circular excêntrica e o eixo é designada por excentricidade, e a roda circular excêntrica está equipada com um manípulo para funcionamento. Quando a roda excêntrica gira em torno do eixo, a barra transversal gira em torno do pivot, fixando assim a peça de trabalho. A Figura 5-44a mostra uma mola como pivô, enquanto a Figura 5-44b mostra um eixo de pino fixo como pivô.

A vantagem da fixação excêntrica é a sua ação rápida, mas a desvantagem é que a força de fixação é pequena e só pode ser utilizada em situações com pouca ou nenhuma vibração.