Melhores Práticas para Imprensa

Nesta aplicação, um conjunto de pistão é carregado no dispositivo antes da inserção do pino. Os blocos espaçadores à direita permitem várias alturas e tamanhos de pistão. Foto cedida por BalTec Corp.

O encaixe por pressão é usado para peças pequenas e grandes. Aqui, os pinos são inseridos em um cubo de roda de empilhadeira. Foto cedida pela FEC Automation Systems

Os fabricantes automotivos freqüentemente usam montagem de encaixe por pressão. Esta unidade encaixa um componente em um disco de freio. Foto cedida por Kistler Instrument Corp.

Na manufatura, é difícil encontrar fórmulas rígidas para o sucesso. Isso é especialmente relevante para montagem de encaixe por pressão, um processo pelo qual uma peça é inserida firmemente em um orifício em outra peça com um único golpe rápido (1 a 2 segundos). Os engenheiros de projeto usam muitas fórmulas para estimar a força necessária e as pressões e tensões relacionadas para cada aplicação de encaixe sob pressão. No entanto, esses cálculos nunca podem substituir testes de laboratório do mundo real ou tentativa e erro na linha de produção.

"As fórmulas podem fornecer um ponto de partida no processo de projetar peças para encaixe sob pressão, mas não levam em consideração as muitas variáveis ​​que entram em jogo durante a montagem", diz Chuck Rupprecht, gerente geral da BalTec Corp. "Fatores como qualidade de material inconsistente, diferentes acabamentos de superfície e umidade ambiente podem resultar em cálculos errados. A verdade é que você deve instalar peças reais para determinar o material adequado e os requisitos de força para uma aplicação."

A BalTec oferece várias prensas manuais, pneumáticas e hidropneumáticas para prensagem. Os clientes incluem fabricantes automotivos, médicos e outros fabricantes industriais, como fabricantes de componentes HVAC. Uma última empresa pediu recentemente à BalTec que personalizasse duas prensas pneumáticas DA-850 para que pudessem encaixar pinos em 40 pistões de diferentes alturas para reformar compressores HVAC.

Cada prensa de ação direta apresenta um aríete que produz até 8,5 quilonewtons de força e um curso de até 80 milímetros. O ferramental superior da prensa é capaz de inserir pinos em pistões de todas as alturas, enquanto sua fixação possui blocos espaçadores de troca rápida que acomodam variações de altura. Um dispositivo de fixação pneumática prende o pistão no lugar durante a inserção do pino. O monitoramento de força e distância aciona um som de áudio e uma mensagem visual para indicar se o processo específico está OK ou não.

Os pistões são bons candidatos para montagem sob pressão, juntamente com muitos outros tipos de peças: rolamentos, rotores, engrenagens, colares de eixo e buchas. As principais razões pelas quais os fabricantes preferem esse processo são que ele é simples e relativamente barato. Aumentando ainda mais o apelo do press-fit, ele pode ser executado com vários tipos de prensas, em peças de diferentes formas, tamanhos e materiais.

"Ao projetar uma peça para encaixe sob pressão, os engenheiros precisam se concentrar em uma pergunta: qual é a função da peça na montagem?" diz Hiroyuki Natsume, líder da equipe de sistemas da divisão IPC da Kistler Instrument Corp. "Essa questão deve ser enfatizada em todos os aspectos do projeto de peças, independentemente de a montagem ser simples ou complexa."

O primeiro fator de design é o tamanho. A montagem de encaixe por pressão envolve a inserção de uma peça ligeiramente maior do que o orifício correspondente. A montagem permanece no lugar devido ao atrito e à força das duas partes que se empurram uma contra a outra. Quanto maior a parte inserida precisa ser em relação ao furo irá variar, embora normalmente seja de 0,0005 a 0,002 polegadas.

Mike Brieschke, vice-presidente de vendas da Aries Engineering, diz que um pino de metal de 0,25 polegada de diâmetro que é encaixado por pressão em um orifício de aço macio geralmente tem uma interferência de ± 0,0015 polegada. Peças em montagens não críticas tendem a ter tolerâncias mais frouxas.

"Como regra geral, quanto maior o diâmetro de um rolamento, bucha ou pino, maior a faixa de tolerância", aponta Brieschke. "O inverso é verdadeiro para peças de menor diâmetro."

Brieschke diz que um rolamento de 2 polegadas de diâmetro que é pressionado em um eixo de metal, por exemplo, pode ter uma faixa de tolerância de 0,001 a 0,01 polegada devido ao maior diâmetro relativo das duas peças. Por outro lado, rolamentos menores usados ​​para peças automotivas, como caixas de transmissão e componentes de motores, geralmente têm uma faixa de tolerância de apenas alguns mícrons.