Verbete 4

Palavra: Shrinkage cavity / Rechupe

Significado: Cavidade na superfície da peça ocasionada pela contração do volume metal durante a sua solidificação.

Contexto: O rechupe pode ser evitado na peça através do uso do massalote./ Shrinkage cavity can be avoided by the riser.

Figure 1 - Exaple of shrinkage cavity

Source: MECHANICAL  INVENTIOS.

Bibliography:

MECHANICAL INVENTIONS. Different Types of Cantig Deffects. Disponível em: <http://mechanicalinventions.blogspot.com.br/2012/11/different-types-of-castings-defects.html>. Acesso em: 20 OUT 2017.

Posted by: Luana Seixas.

Casting and Burr

This week, the problems with the casting have continued and the team could only make the cast of the specimen and that was released on Wednesday, 25th. The alloy used in the casting has is composed of 98% of aluminum, as you cand read on the previous post. The model was left to cool to room temperature, so there was no change in its microstructure and consequently in its properties. Also, even though there was a riser, the team noticed that the shrinkage cavity was better seen on the pouring cup. The next day, the team removed the riser and the sprue, and deburred the specimen, so the traction test can be made.

Figure 1 – Specimen after the casting

Source: Own

Figure 2 - Riser and sprue removed

Source: Own

Figure 3 – Specimen after cleaning and burr

Source: Own

Posted by: Caique Botelho.

Fundição e Rebarba

Nesta semana, os problemas com a fundição continuaram e a equipe só pôde realizar fabricar o corpo de prova e sua desmoldá-lo na quarta-feira, 25. A liga utilizada para a fundição foi a de 98% de alumínio, citada na postagem anterior. A peça foi deixada para resfriar em temperatura ambiente para que não houvesse mudança em sua microestrutura e, consequentemente, em suas propriedades. Além disso, embora houvesse um massalote, notou-se que o rechupe foi maior no canal de vazamento. No dia seguinte, a equipe removeu o massalote e canal de vazamento, e realizou a limpeza e rebarba do corpo de prova, deixando-o em condições para que se realize o ensaio de tração.  

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Figura 1 – Corpo de prova após fundição

Fonte: Própra

Figura 2 – Massalote e canal de vazamento removidos

Fonte: Própria
 

Figura 2 – Corpo de prova após limpeza e rebarba

Fonte: Própria

Postado por: Caique Botelho.

Verbete 3

Palavra: Fundição/ Casting

Significado: processo de conformação de materiais por meio da mudança de estado físico do mesmo, possuindo considerável variedade de métodos para casos específicos podendo obter como produto final peças de geometria complexa sem que seja necessária a etapa de acabamento.

Contexto: Com isso a equipe passou para a confecção do molde de areia verde para a fundição do corpo de prova. Then the team went to make the mold of green sand for the casting of the specimens.

Figura 1 -  Processo de fundição

Source: SBA equipamentos para fundição

Bibliography:

LINGUEE. Disponível em: <http://www.linguee.com.br/portugues-ingles/search?source=auto&query=fundi%C3%A7%C3%A3o>. Acesso em: 22 out 2017.

SBA EQUIPAMENTOS PARA FUNDIÇÃO. Disponível em: < http://www.sbalmeida.com.br/servicos.html>. Acesso em: 22 out 2017.

Posted by: Davi Teodoro.

Chemical Analysis of the Material and Mold Manufacturing for Casting

   Over the past week, the team has advanced considerably in terms of research and planning, although it has encountered some unforeseen events that have temporarily interfered the progress.

   After obtaining the aluminum, the team requested a chemical analysis in the laboratory of optical microscopy to better know about the collected material, as it can be observed in the figures below, the result of the analysis demonstrates a high concentration of aluminum in the samples, around 90.8% and 98.8%.

Figure 1 - Chemical analysis of test body A2

Source: Own

Figure 2 - Chemical analysis of test body A4

Source: Own

   Then the team made the mold of green sand for the casting of the specimens. First, the sand was obtained and right after, the clay, which acted as a binder by the water, and then began the mixing process to obtain the green sand. Once this was done, a billet was placed to form the mold cavity so  the final aluminum product was machined into the dimensions of the specimen mentioned in the previous post. However, the first mold didn't t withstand and the team went through the same production process twice more to obtain the expected result, as can be seen in the following figures:

Figure 3 – Sand without additives

Source: Own.

Figure 4 - Clay and water

Source: Own

Figure 5 - Mixing process

Source: Own

Figure 6 - Positioning of dowel

Source: Own

Figure 7 - Erosion of the first mold

Source: Own

   After some discussions, the team decided to use a specimens as a model for the foundry, so it was able to obtain a well compacted mold. Once the material has been melted, the furnace available for the process has been perforated in its internal compartment due to the receipt of high thermal energy for a considerable time. This event ended the week by extending the casting date to Monday 23/10.

Posted by: Davi Teodoro.

Análise do Material e Fabricação do Molde para Fundição

   Na última semana, a equipe avançou consideravelmente em termos de pesquisa e planejamento, embora tenha se deparado com alguns imprevistos, que por sua vez interferiram temporariamente no progresso.

   Após a obtenção do alumínio, a equipe solicitou uma análise química no laboratório de microscopia óptica para melhor conhecimento a respeito do material coletado. Dessa forma, como pode-se observar nas figuras abaixo, o resultado da análise demonstra uma elevada concentração de alumínio nas amostras, por volta de 90,8% e 98,8%.

 Figura 1- Análise química do corpo de prova A2

Fonte: Própria

Figura 2- Análise química do corpo de prova A4

Fonte: Própria 

   Com isso, a equipe passou para a confecção do molde de areia verde para a fundição do corpo de prova. Primeiramente, foi obtida a areia e logo em seguida a argila, que atuara como ligante junto à água, e então iniciou-se o processo de mistura para a obtenção da areia verde. Feito isso, posicionou-se um tarugo para a formação da cavidade do molde para que o produto final em alumínio fosse usinado nas dimensões do corpo de prova já mencionado na postagem anterior. No entanto, o primeiro molde não resistiu e a equipe passou pelo processo de produção do mesmo mais duas vezes para obter o resultado esperado, como pode ser visto nas figuras a seguir:

Figura 3- Areia sem ligantes

Fonte: Própria 

Figura 4- Argila e água

Fonte: Própria 

Figura 5- Processo de mistura

Fonte: Própria 

Figura 6- Posicionamento do Tarugo

Fonte: Própria 

Figura 7- Erosão do primeiro molde

Fonte: Própria 

   Após algumas discussões, a equipe decidiu utilizar um corpo de prova já pronto como modelo para a fundição assim que conseguiu obter um molde bem compactado. Chegado o dia da fundição do material, o forno disponível para o processo sofreu uma perfuração em seu compartimento interno devido ao recebimento de elevada energia térmica durante um tempo considerável. Esse acontecimento encerrou a semana prolongando a data de fundição para segunda-feira 23/10. 

Postado por: Davi Teodoro.

Verbete 2

Palavra: Corpo de prova/ Specimens

Significado: São amostras para realizar ensaios de resistência e verificar se o material está adequado para uso. Os corpos de prova são moldados segundo padrão e ordens específicas.

Contexto: Existem vários tipos de corpos de prova. Diferentes corpos de prova são usados em diferentes testes. There're a lot of types of specimens. Different specimens are used in different tests.

Figure 1 - Exemple of specimen

Source: Research Gate.

Bibliography:

ESO. Concreto: Corpos de prova. Disponível em: <https://www.ufrgs.br/eso/content/?tag=corpo-de-prova>. Acesso em: 13 Out 2017.

RESEARCH GATE. Disponível em: <https://www.researchgate.net/figure/278329449_fig2_Figura-4-Corpo-de-prova-de-tracao-de-acordo-com-norma-ASTM-370-26-Teste-de-Impacto>. Acesso em: 15 Out 2017.

Posted by: Luana Andril.

Specimen Shape

This week, the team started to work on the specimen shape that will be used in tension tests and metallography. The specimens will be made of molten aluminum, wich will be put in the foundry mold.

To model the specimen shape, the team searched for some reference dimensions and decided to use those in the ASTM E8 / E8M – 16a - Standard Test Methods for Tension Testing of Metallic Materials.

Besides, those dimensions must include how much the molten aluminum will contract during its crystallising. So, each dimension were calculated according to the contract relation 0,13mm/cm, used for aluminum parts of up to 120cm.

The new dimensions are:

Figure 1 - Specimen dimensions

Source: Own.

Also, one of the members went to the junkyard and got an alluminium alloy that comes from bus floor finishes. This will be one of the alluminum alloys used to manufacture the specimen.

Figure 2 - One of the members at the junkyard 

Source: Own.

Figure 3 - Some aluminum samples

Source: Own

Bibliography:

AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. ASTM E8 / E8M – 16a: Standard Test Methods for Tension Testing of Metallic Materials. West Conshohocken, PA, 2016

CHIAVERINI, V. Tecnologia Mecânica. Processos de Fabricação e Tratamentos. Volume II. Editora Makron Books. 1986.

Posted by: Luana Andril.

Corpo de Prova - Modelo

Esta semana, a equipe começou a elaborar a obtenção do corpo de prova que será utilizado em testes de tração e, posteriormente, em metalografia. Sua obtenção se dará por meio da fundição do alumínio, que será vazado num molde de areia verde.

Para a fabricação do modelo do corpo de prova, foram pesquisadas referências para as dimensões finais do mesmo e chegou-se à ASTM E8 / E8M - Standard Test Methods for Tension Testing of Metallic Materials (Métodos de Teste Padrão para Testes de Tração de Materiais Metálicos).

Tais medidas devem levar em consideração a contração que o metal líquido sofrerá durante a solidificação. Sendo assim, cada dimensão utilizada no modelo foi calculada de acordo com a relação de contração de 0,13mm/cm para peças de alumínio de até 120cm. Os valores, em milímetros, obtidos podem ser vistos na figura a seguir: 

Fig. 1 - Dimensões do modelo do corpo de prova.

Fonte: Própria

Além disso, um dos membro foi ao ferro velho e obteve uma liga de alumínio proveniente de assoalho de ônibus, que será uma das ligas utilizadas para a fabricação do corpo de prova.

Fig. 2 - Um dos membros no ferro velho

Fonte: Própria.

Fig. 3 - Amostras de alumínio

Fonte: Própria.

Referências:

AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. ASTM E8 / E8M – 16a: Standard Test Methods for Tension Testing of Metallic Materials. West Conshohocken, PA, 2016

CHIAVERINI, V. Tecnologia Mecânica. Processos de Fabricação e Tratamentos. Volume II. Editora Makron Books. 1986.

Postado por: Luana Andril.

Verbete 1

Palavra :Rebite/ Rivet.

Significado: Elementos de fixação em uniões permanentes, constituídos de um corpo cilíndrico e uma cabeça.

Contexto: É uma junta não desmontável, porque o acoplamento mecânico é definitivo e pode ser desmontável se o rebite for removido../It is a not removable joint, because the mecanical approach is definitive and can be disassembled if the rivet be removed.

Figure 1: Rivet round-head

Source: Elementos de máquina-1-

Bibliography:

PROFISSIONALIZANTE: mecânica : elementos de máquinas - aulas de 1 a 20 [recurso eletrônico]. Rio de Janeiro: [s.n.] (Telecurso 2000 profissionalizante). 

Posted by: Fellipe Lopez.

Rivets

Rivets are permanent mechanical fastener. Their structure consists of a cylindrical shaft with a head on one end. The figure 1 shows an example. 

They have a good resistance to shear strength, but they're fragile when subjected to traction. They're used in structural bonds and industrial bonds.

• Structural bonds: used in high resistence. Ex: automotive industry, aeronautical industry, civil engineering.
• Industrial Bonds: used in low resistence. Ex: Utensils, in furniture, commercial machines etc.

Rivets are used when it’s not possible to weld or its use is very expensive if compared to rivets.

Figure 1:  Round-head rivet

Source: Elementos de máquina-1-

Applications of rivets

• Fixing the friction cloth tips of the clutch disc of a car;
• Fixing bridge structures;
• Fixing ship window;
• Fixing airplane structure.

Rivet Advantagens

• Cheaper;
• Rivets don’t change ownership of the materials; 
• Prevent cracks caused by material fatigue;
• Rivets don’t distort the material;
• Vibrations don’t loosen the rivets;
• Their installation is very easy.

 Rivet Disavantagens 

• The structure is not dismountable; 
• Make the structures havier;
• Weaken the material because of te holes made in their installation.

 Rivet Material 

The rivets can be made of any ductile material, whose resistence to shear strenght is good enough for the application. The steel rivets with medium and low carbon are cheap, have a good reistence and a good ductility. The aluminum rivets are used in aeronautical industry, in consumer products. Their application depends on their quantity of aluminium. 

Rivets can also be made of brass, copper alloy and stainless steel.

Rivet Types

The figure 2 shows some examples of rivet types.  It’s very importante to know the best type of rivet to use, once there’re several ones.

   Other exemples of rivets are: explosion rivets, tube rivets etc.

Figure 2: Examples of some rivets

Source: Elementos de máquina-1-

Manufacturing Standards

The rivets manufacturing obey technical rules. These rules establish the measure of the rivet head and the rivet shaft, as shown in Figure 3.

In figure 3, “d” represents the diameter of rivet shaft, and the measure of  rivet head depends on “d”.

Figure 3: Measure of some rivets

Source: Elementos de máquina-1-

Useful Length

The rivet useful length is the part of rivet shaft that will stay between the plates, as shown in Figure 4. In this case, “L” represents the useful lenght.

“Z” is the left over. This is the part that will become a new rivet head.

Figure 4: Useful lenght

Source: Elementos de máquina-1-

Bibliography

COLLINS, Jack. Projeto de elementos de máquina: uma perspectiva de prevenção da falha. 1. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2006. 740 p.

PROFISSIONALIZANTE: mecânica : elementos de máquinas - aulas de 1 a 20 [recurso eletrônico]. Rio de Janeiro: [s.n.] (Telecurso 2000 profissionalizante). 

Posted by: Fellipe Lopez.

Rebites

       Rebites são elementos de fixação em uniões permanentes e são formados por um corpo cilíndrico e uma cabeça, como mostra a figura 1. São estruturas eficientes no quesito cisalhamento, mas em relação à tração, são bem ineficientes. São usados principalmente em uniões estruturais e industriais de baixo desempenho:

• Uniões estruturais: É utilizado quando a resistência é levada em consideração no projeto. Ex: indústria automotiva, aeronáutica, em edifícios, entre outros.
• Uniões Industriais de baixo desempenho: É utilizado quando os requisitos de resistência não são altos. Ex: montagem de utensílios, mobília, máquinas comerciais, entre outros.

Figura 1: Imagem de Rebite

Fonte: Elementos de máquina -1-

Em geral, seu uso se dá quando não é possível, ou não é viável, ou o custo-benefício é mais vantajoso se comprado com a utilização da solda. No seguinte tópico, será especificado um pouco mais sobre a utilização dos rebites.

Utilização dos rebites

Abaixo, tem-se alguns exemplos de onde o rebite pode ser aplicado em diversas áreas da engenharia:

·      Fixação das pontas de lona de fricção do disco de embreagem de um automóvel;

·      Fixação de estruturas em pontes;

·      Fixação de janelas em um navio;

·      Fixação do revestimento de uma estrutura à asa de um avião

Vantagens do Rebite

Mesmo com o desenvolvimento de técnicas e equipamentos de soldagem, os rebites ainda continuam sendo amplamente utilizados em virtude de:

·    Seu custo efetivo;

·    Nãoo alterar as propriedades dos componentes fixados;

·    Bloquear a propagação de trincas por fadiga;

·    Não empenar as partes unidas;

·    Não afrouxar por vibração;

·    Simplicidade da sua instalação.

Desvantagem da Utilização

·      A estrutura rebita não é desmontável;

·      Torna a estrutura mais pesada;

·      Como reduz a área da estrutura em função da abertura feita, provoca uma redução da resistência do material.

Materiais do rebite 

“Os rebites podem ser feitos realmente de qualquer material dúctil, com resistência ao cisalhamento aceitável para a aplicação” (COLLINS, 2006, p.434). Os rebites de aço de baixo e médio carbono têm um baixo custo, alta resistência e uma boa conformabilidade. Já os de alumínio são utilizados tanto em aplicações aeronáuticas quanto em produtos de consumo, sendo a variação da utilização dada pelo seu grau de alumínio.

São comuns também os rebites feitos de latão, ligas de cobre e aço inoxidável.

Tipos de rebite

A figura 2 mostra alguns tipos de rebites em função do formato da cabeça. Ao todo, existem bem mais do que estes, portanto, cabe a quem estiver utilizando conhecer o maior número possível e decidir qual o melhor modelo a ser empregado.

Figura 2: Tipos de Rebite

Fonte: Elementos de máquina-1-

Alguns outros exemplos de rebite são: rebite explosivo, rebite de tubo, rebite de alojamento, rebite de repuxo, rebite de semi-tubo, entre outros.

Normas de fabricação

A fabricação dos rebites segue normas técnicas, ou seja, é padronizada. A fabricação dos rebites devem seguir a NBR  9580 de 05/2015. Elas indicam medidas que a cabeça do rebite deverá ter em função da largura do corpo, por exemplo. A figura 3 mostra algumas dessas normas:

Figura 3: Medidas de rebites

Fonte: Elementos de máquina-1-

Comprimento Útil de um rebite

O comprimento útil de um rebite é a parte do corpo que vai formar a união. A figura 4 traz o comprimento útil representado como sendo o “L”.

Figura 4: Representação do comprimento útil

Fonte: Elementos de máquina -1-

Referências:

COLLINS, Jack. Projeto de elementos de máquina: uma perspectiva de prevenção da falha. 1. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2006. 740 p.

       PROFISSIONALIZANTE: mecânica : elementos de máquinas - aulas de 1 a 20 [recurso eletrônico]. Rio de Janeiro: [s.n.] (Telecurso 2000 profissionalizante). 

Postado por: Fellipe Lopez.