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9 - CAMES E SEGUIDORES 9.1 - Definição

Came é um elemento mecânico de uma máquina que é usado para acionar outro elemento, chamado seguidor, por meio de contato direto figura 9.1.

9.2 - Funcionamento

Normalmente os cames são empregados para a transformação do movimento de rotação de um elemento em movimento alternado de outro elemento.

A peça fixada ao elemento de rotação, o came é sempre o elemento motor; ao elemento comandado é dado o nome de seguidor, que, por sua vez, pode ser chamado de haste oscilante, quando o movimento é angular, ou haste guiada, quando o movimento é retilíneo.

haste oscilantehaste guiada

Fig. 9.1 Came e seguidor 9.3 - Aplicações

Os mecanismos de came são simples, de projeto fácil e ocupam um espaço muito pequeno. Além disso, os movimentos dos seguidores que podem ter, todas as características desejadas, e não são de difícil obtenção. Por tais razões, os mecanismos de came são largamente utilizados em máquinas, sendo encontrados em motores de combustão interna, máquinas tipográficas, máquinas têxteis, máquinas ferramentas, máquinas automáticas de embalar, armas automáticas, dispositivos de comandos etc.

9.4 - Classificação dos cames

Os cames são classificados de acordo com sua forma na figura 9.2 temos alguns tipos básicos, sendo o came de disco considerado de uso genérico.

Fig. 9.2a Tipos de cames.

Fig. 9.2b Tipos de cames. 9.5 - Classificação dos seguidores

Os seguidores são classificados em função da forma de contato, da posição, do deslocamento e do tipo de retorno.

9.5.1 - Quanto a forma de contato com o came (figura 9.3).

Seguidor de ponta;Seguidor de face plana; Seguidor de face esférica; Seguidor de rolete

Fig. 9.3 Tipos de contatos dos seguidores. 9.5.2 - Quanto a posição em relação ao eixo de giro do came (figura 9.4).

Eixo RadialEixo Deslocado (Offset)

Fig. 9.4 Posições dos seguidores em relação ao eixo de giro do came.

Translação (haste guiada)Oscilante (haste oscilante)

9.5.3 - Quanto ao tipo de deslocamento do seguidor (figura 9.5). Fig. 9.5 Tipos de deslocamentos do seguidor.

9.5.4 - Quanto ao tipo de retorno do seguidor (figura 9.6).

Retorno por gravidadeRetorno por mola Retorno comandado

Fig. 9.6 Tipos de retornos dos seguidores.

9.6 – Nomenclatura do came de disco (figura 9.7)

Circunferência base - É a menor circunferência com o mesmo centro do came e tangente internamente a ele figura 9.7.

Ponto de traçado - É um ponto convenientemente escolhido sobre o seguidor, utilizado para determinar o perfil primitivo do came; corresponde ao centro do rolete ou à arresta do seguidor de ponta. No caso dos seguidores de ponta, o ponto de traçado também é o ponto de contato.

Perfil primitivo - É aquele descrito pelo ponto de traçado.

Perfil do came - É a curva limite da sua seção reta. No caso do seguidor de ponta, é o próprio perfil primitivo.

Ângulo de pressão “α “ - É o ângulo entre a normal à curva primitiva e o deslocamento do seguidor. Esse ângulo é variável ao longo do perfil do came.

Ângulo de ação “ β “ - É o ângulo de rotação do came para realização de um evento qualquer.

Ponto primitivo - É o ponto do perfil primitivo onde o ângulo de pressão é máximo.

Circunferência primitiva - É uma circunferência com o mesmo centro do came e que passa pelo ponto primitivo.

Circunferência principal - É a menor circunferência com o mesmo centro do came e tangente ao perfil primitivo.

Fig. 9.7 Nomenclatura do came de disco com seguidor radial de rolete.

9.7 - Projeto gráfico do perfil do came. 9.7.1 - Considerações gerais

De um modo geral deseja-se na prática, determinar o perfil de um came para um movimento conhecido ou escolhido do seguidor. O came é dotado de uma determinada velocidade de rotação, geralmente uniforme (rad/s).

O problema consiste então em determinar, algébrica ou graficamente, um perfil para o came, o qual promova o movimento especificado para o seguidor.

A solução algébrica exige que o movimento do seguidor obedeça a uma equação, enquanto a solução gráfica se aplica a qualquer caso. Por esta razão e pela sua simplicidade, o processo gráfico se impõe, na maioria dos casos.

Para se obter graficamente o perfil do came, dois processos são empregados, caso se trate de came de disco ou came cilíndrico ou cônico.

Para os cames de disco, utiliza-se o processo de inversão do movimento, isto é estuda-se o movimento relativo; para isso, supõe-se o came imóvel, enquanto o seguidor é suposto girando em torno do eixo do came, em sentido contrário ao giro do came.

No caso dos demais cames, desenvolve-se a sua superfície lateral em um plano por exemplo no came cilíndrico.

9.7.2 - Dados básicos para traçado gráfico do camo de disco.

- ( MU - MC - MHS - MP - R - etc.) = Movimentos considerados para um determinado β ); - ( d ou L ) = Deslocamento do seguidor (haste) no movimento considerado;

- (β1, β2 , β3 , β4,βn ) = Deslocamentos angulares do came no movimento considerado

- ( Rm ) = Raio mínimo do came = Raio da circunferência base;

- ( Rr ) = Raio do rolete (quando for o caso). - ( SG ) = Sentido de giro do came ( obs: sentido do traçado contrário a SG)

- ( DIAGRAMA DE DESLOCAMENTO ) - Combina “ d “ e “β “ para cada movimento,

formando elevação, repouso ou retorno do respectivo movimento. A linha de centro do seguidor (haste) contém os pontos de traçado (0,1,2,3,4,5,6, - 6,5,4,3,2,1,0), figuras 9.8 , 9.9 e 9.10

Fig. 9.8 Diagrama de deslocamento.

Fig. 9.9 Came de disco com seguidor radial de ponta. Fig. 9.10 Came de disco com seguidor radial de rolete.

9.7.3 - Diagramas de deslocamento

Diagrama de deslocamento é um gráfico representativo, do deslocamento real do ponto de traçado em função de β que é o ângulo real de ação do came. Conforme mostram as figuras 9.8 ; 9.9 e 9.10 o diagrama é traçado para uma rotação completa do came e representa as diversas posições do seguidor em um ciclo de seu movimento.

Com o mínimo de 6 (seis) pontos de traçado, colocados na ordenada (y) para o deslocamento do seguidor, correspondendo respectivamente a 6 (seis) divisões na abcissa (x) do respectivo deslocamento do came, para cada do movimento considerado.

9.7.3.1 - Movimento Uniforme - MU. a) Características

Fig. 9.1 Deslocamento, velocidade e aceleração para o MU. b) Construção do diagrama do MU.

O deslocamento do movimento uniforme é uma reta com inclinação constante, logo a velocidade é constante e a aceleração é nula, figura 9.1 e 9.12 (a). As rampas de início e fim provocam acelerações infinitas, estas rampas podem ser modificadas com um arco circular figura 9.12 (b).

(a) Pontos de Traçado do Movimento Uniforme

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