Tipo de Aço para Eixos: conheça as principais ligas!
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Eixos são componentes essenciais para suporte e transferência de potência para elementos rotativos em sistemas de transmissão de máquinas e veículos. Mas qual tipo de aço para eixos usar? Descubra abaixo tudo sobre o assunto!
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O que é eixo?
Um eixo mecânico é um elemento de transmissão de potência e suporte para elementos rotativos empregados em maquinários. Dessa maneira, é muito importante, já que possui a função de transmitir para a máquina a energia que o motor produz.
Nesse sentido, o motor funciona colocando os eixos em movimento. Esses, por sua vez, fornecem energia para as engrenagens girarem e, consequentemente, transferem energia motora para a máquina funcionar.
O mesmo princípio é aplicado nos eixos encontrados em veículos, como carros e caminhões. Eles suportam todo o peso do carro, conectando as rodas e os pneus ao automóvel. Esses elementos traseiros e dianteiros são responsáveis por girar a roda quando o veículo é acelerado.
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Eixo e árvore
O que é chamado de eixo, geralmente, são dois componentes: o eixo e a árvore. O eixo diz respeito à peça alongada da seção transversal circular que suporta elementos que giram sobre eles (em mancais). Já a árvore é um elemento rotativo ou estacionário, que tem montados sobre si elementos para a transmissão de potência.
Transmite potência ou movimento de rotação por meio de polias, engrenagens, acoplamentos, etc.
Elemento não rotativo que serve para suportar componentes que giram: eixos que suportam polia, não-tracionados de veículos, entre outros.
Alguns tipos de eixos: maciço, vazado, cônico, roscado, ranhurado e estriado.
Eixos por processo de fabricação
Eixo usinado: por torneamento, usinagem de rasgos, eixos cônicos, etc.
Eixo fundido: eixos de comando (árvore de cames), para motores diesel de grande capacidade de carga, etc.
Eixo forjado: de grande porte para navios, turbinas, etc.
Ainda existem outros; por exemplo, eixo extrudado.
Os eixos de transmissão rotacionam engrenagens e convertem a velocidade do motor em torque.
São divididos em 3 tipos. Paralelos, que são dois eixos no mesmo plano sem interseção. Concorrentes, dois eixos que possuem um ponto em comum. Dois eixos perpendiculares são eixos concorrentes que formam um ângulo entre si. E, por último, os eixos reversos, dois componentes em planos diferentes (não paralelos) sem interseção um com o outro.
As cargas em eixos de transmissão podem ser de três tipos também: torção (devido ao torque transmitido), flexão (devido às cargas transversais em engrenagens, polias e catracas) ou uma combinação dos dois. Além desses tipos, pode haver carga axial também se a linha de centro do eixo for vertical.
Tipo de aço para eixos
De modo geral, os melhores aços para eixos são os chamados aços para construção mecânica. São divididos em ligas para cementação ou beneficiamento (têmpera seguida de revenido).
Os tipos de aços para eixos estão dentro das classes 4xxx e 8xxx. Com destaque para as ligas 4340, 4140, 8620 e 8640. Abaixo você confere detalhes sobre cada uma delas.
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O aço 4340 é um tipo de aço para eixos de baixa liga e médio carbono conhecido por sua tenacidade e resistência. É um aço para beneficiamento com elevada temperabilidade (é ligado ao cromo-níquel-molibdênio) e boa ductilidade (na condição recozida). Isso permite que ele seja dobrado e moldado.
Tem aplicação na fabricação de inúmeros componentes mecânicos, especialmente os que precisam de uma combinação de resistência mecânica e resistência à fratura.
Assim, é uma liga usada em aplicações estruturais, como trens de pouso, engrenagens, rodas dentadas, eixos, mandris e muito mais!
🔹Resistência à tração: 744.6 Mpa ou 108,000 psi
🔹Dureza Rockwell HRC: 55/60
Assim como o 4340, o SAE 4140 é um aço para beneficiamento. Ligada ao cromo-molibdênio, possui temperabilidade média. Suas principais vantagens são excelente tenacidade, boa ductilidade e boa resistência ao desgaste (na condição temperada).
Esse aço de baixa liga é empregado em componentes para sistemas mecânicos de uso geral, rolamentos, engrenagens, cilindros, etc. Como tipo de aço para eixos, é usado principalmente na fabricação de eixos hidráulicos e furados.
🔹Ponto de fusão: 1430ºC
🔹Resistência à tração: 655 MPa (95000 psi)
É um tipo de aço para eixos de baixo carbono usado para cementação. Ligado ao cromo-níquel-molibdênio, o SAE 8620 possui boa temperabilidade, forjabilidade e soldabilidade.
Seus usos incluem componentes como: eixos, pinos guia, anéis de engrenagem, colunas, cruzetas, catracas, capas, coroas, virabrequins, pinhões, engrenagens em geral.
🔹Resistência à tração: 1157 MPa ou 168.000 psi
🔹Dureza Rockwell HRC: 55/62
De médio carbono e baixa liga, esse tipo de aço para eixos inclui cromo, manganês e molibdênio como elementos de liga. É usado para beneficiamento e possui temperabilidade média. Além disso, conta com tenacidade e resistência mecânica altas, boa usinabilidade e baixa soldabilidade.
O AISI 8640 tem aplicações na fabricação de rolamentos, buchas, cilindros, engrenagens, eixos hidráulicos, eixos furados, etc.
🔹Resistência à tração: 945 Mpa ou 137000 psi
🔹Dureza Rockwell HRC: 53/60
Além dos aços para construção mecânica, o aço retificado 1045 h7 também pode ser utilizado na fabricação de eixos. Ele é feito a partir de barras de aço carbono 1045 descascadas e polidas.
O processo de retificação elimina os defeitos da barra, garante tolerância controlada, melhorando o acabamento e precisão dimensional! É um aço semiduro — superfície e núcleo endurecidos — de boa usinabilidade e indicado para trabalho a frio.
O aço retificado 1045 h7 é utilizado para componentes que precisam de acabamento fino e preciso. Suas aplicações incluem cilindros hidráulicos, placas de montagem e trilhos para moldes plásticos, ferramentas manuais e agrícolas, e eixos de máquinas.
Qual tipo de aço para eixos escolher?
Na hora da escolha, é preciso considerar as propriedades de cada tipo de aço para descobrir qual se adequa melhor às necessidades do eixo que será fabricado. Como você viu, alguns aços são mais fáceis de ser usinados, outros de passar por tratamento térmico, etc.
Por isso, é essencial conhecer bem as características do material com o qual se está trabalhando. Para te ajudar, preparamos um e-book gratuito com os detalhes de cada tipo de aço utilizado para construção mecânica. É só preencher o formulário. O e-book chegará no seu e-mail.
Saiba mais: ➡️ Guia de Aços para construção mecânica
Onde encontrar aços para eixos? — Aços Nobre
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