Medidas e sobre medidas

Nas Retificas de motores são usados medidas Std e sobre medidas, tolerâncias e folgas.

São medidas padrões usados para retificas de motores em uma escala de centésimos de milímetros (mm).

Outras formas de medidas também são necessárias como o Grau (°) convertidos para torques angulares dos parafusos, convertidos para ângulos de sincronismos, graus célcios para temperaturas, Nilton Metros (NM) para torques, pressão barométrica para lubrificação e sistema de combustível.

Para melhor compreender o assunto de medidas, conhecer as ferramentas principais de trabalho em áreas da mecânica disponibilizamos uma série de postagens sobre metrologia e também apostilas que poderão ser baixadas através do link: Apostilas de Metrologia

As apostilas tanto como as ferramentas poderão ser usadas diariamente em retificas de motores, oficinas mecânicas, tornearias e outros do segmento.

Medidas dos componentes dos Motores

Entendem se por medidas quando temos um corpo de várias formas, que a olho nu não se pode ter a exatidão das medidas lineares, circulares, comprimentos ou larguras.

Aferimentos das medidas do motor (folgas radiais, axiais e tolerâncias)

Como então proceder?
Para sabermos as medidas de um corpo, área, alojamentos (altura, comprimento, diâmetro), usamos ferramentas especificas, com graduações métricas e para cada situação existem uma escala aceitável.

  • Na construção civil, utilizamos o metro, trena, régua, escalas, esquadros.  O metro é a medida padrão;
  • Na carpintaria também usa-se o metro, trena, escala, esquadros, etc. O metro e o centímetros são os mais usuais;
  • Na mecânica geral usamos constantemente; trena, paquímetros, escala (réguas), transferidores de graus (goniômetro), etc. Usa se o metro, centímetro, décimo, centésimo e o milímetro como medidas.
  • Tornearia mecânica usa se: o paquímetro, trena, micrômetro e as medidas passam para uma escala decimal. Usa se a escala em décimos e centésimos;
  • Retífica de motores, retificas de outros equipamentos mecânicos como a hidráulica, ferramentaria e indústrias mecânicas, já dispõem de ferramentas mais precisas de relações micrométricas, pois, neste setor da mecânica passamos a lidar com fabricações e recuperações de peças. Nestes casos são necessários o uso de ferramentas com maiores precisão como: paquímetros digitais, micrômetros, goniômetros, escalas, súbitos, relógios comparadores, etc. Ferramentas estas das mais simples as mais precisas, todas com escalas milimétricas ou seja, a escala passa a ser em centésimos de milímetros e milésimos de milímetros.
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Aferimento de motores em retifica

Retifica de Motores

Neste artigo sobre medidas onde, o assunto é de retifica de motores usaremos o micrômetro, relógio comparador, paquímetro, o súbito, goniômetros, escalas (réguas), torquímetros, transferidores de graus, compassos, etc.

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ferramentas para ângulos, pressão e torques

Tolerância

Para todas as medidas existem uma determinada tolerância, umas grandes, outras pequenas e outras mínimas.

Existem medidas dentro de outras medidas e, também existem medidas maiores para serem acopladas a outras peças sobre pressão, chamada de interferência. Mesmo assim, estas medidas terão precisões exatas, ou então, não serão possíveis às conexões de outras peças com medidas inferiores.

Exemplo: Existem na linha automotiva, bielas que recebem os pistões sobre interferência de seus pinos (linha Ford, Fiat, GM e outras), o diâmetro do alojamento do pino na biela (olho da biela) é menor que o diâmetro do pino do pistão, mas esta interferência é milimétrica o suficiente para prender o pino do pistão sem que o mesmo venha a sair.

Dica importante: para inserir o pino do pistão no alojamento (olho da biela), o mesmo deve ser aquecido a temperaturas suficientes para delatar (abrir), para que o pino seja introduzido livremente. Ao esfriar este alojamento o mesmo se fecha prendendo o pino do pistão de maneira que só sairá prensado. Por isso o nome interferência! Este serviço pode ser feito através de óleo muito quente, ao calor de maçarico a gás ou através de um forno apropriado. Os mais usados em retificas são os maçaricos a gás.

Atenção: Nunca coloque o pino de pistão prensado a frio no olho da biela, pois ocorrerá deste pino por ser de diâmetro maior abrir ou deformar o alojamento ao trabalhar no motor sobre alta temperatura irá soltar-se, deslizando para a lateral do cilindro do motor e danificando o mesmo.

Os mesmos procedimentos são para as engrenagens dos virabrequins, comandos, compensadores de massa, etc. Claro que existem particularidades para efetuar estes serviços.

Folgas

Na retifica de motores trabalhamos com medidas variadas para todos os componentes do motor. Essas medidas não poderão nunca ser justas, ou seja, medidas zeradas para eixos moveis.

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capa mancal e bronzina

Existirá sempre uma determinada tolerância obrigatoriamente, que são as folgas seguida da mesma precisão de uma determinada escala, a saber. As folgas recebem nomes técnicos conhecidos por todos os retificadores de motor e por todos engenheiros mecânicos envolvidos em mecânica sobre  usinagem.

Elas são conhecidas por:

  • Folgas radiais e;
  • Folgas axiais!

Observação: Nunca confundir TOLERÂNCIA com FOLGAS! A uma diferença quase incompreensível, mas existem!

Tolerância – são as diferenças entre as medidas maiores e menores de um corpo de uma peça, seja cilíndrica, quadrada, cônica, oval, etc.

Folgas – são as medidas planejadas a receberem outros preenchimentos de um corpo relativo ao tipo de serviço que irão se submeter.

No caso do motor, esse material se refere aos lubrificantes que preencherão os espaços vazios que existem entre o mancal e o eixo. Em motor o lubrificante é essencial, obrigatoriamente essencial. Também o óleo lubrificante deverá estar dentro das normas técnicas para seguir estas obrigatoriedades nos motores.

Observação: Estas técnicas não são válidas só para os motores e sim para todos os sistemas onde envolvem um eixo e um mancal. Onde existe um eixo trabalhando sobre um mancal, este deve estar lubrificado de alguma forma.

O que são folgas radiais e axiais?

Folga Radial

Folga Radial é um espaço vazio entre dois corpos, onde esse espaço serão preenchidos por um terceiro corpo. No caso de um motor, esse terceiro corpo será o óleo lubrificante que comprimido gera pressão ou/ em outros casos simplesmente surtira efeitos de lubrificantes normalmente por muito tempo sem ocorrer danos as peças envolvidas, no caso do motor esta folga radial deve existir e ser preenchida literalmente por óleo lubrificante.

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folga radial

Como saber exatamente a medida da folga radial entre o eixo e o mancal?

Para conseguir a medida exata da folga radial entre o eixo virabrequim e o seu alojamento, no caso os mancais no bloco, mede se o colo do virabrequim; depois usando de uma ferramenta de precisão interna “o súbito” regulando-o sobre a medida adquirida através do micrômetro, mede-se em seguida de forma cruzada o diâmetro do alojamento da bronzina fixa ao mancal do bloco. A diferença das medidas obtêm-se a folga radial. Veja ilustração abaixo:

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comparação para folgas radiais

Exemplo prático: Vamos supor que tenho um virabrequim de um motor com os seus mancais com medidas de 76,00 mm Std e 76,10 mm, com a bronzina Std no alojamento do bloco e com os parafusos deste mancal torqueado com 140 Nm (Cento e quarenta Newton metros, correspondente a 14 kgfm (quatorze quilos gramas força) e a folga exigida é entre 0,07 a 0,14 mm (sete a 14 centésimos de milímetros) pedido pelo fabricante do motor desse nosso exemplo. Neste caso teremos: 76,10 – 76,00 = 0,10. Logo teremos uma folga radial entre o virabrequim e o mancal de 0,10 mm ( dez centésimos de milímetros), sendo assim, a folga radial está compatível com os pedidos do fabricante.

E pra que serve esta folga radial?

Esta folga radial como mencionado é conhecida como “folga de óleo”, ou seja, nesta folga mínima entre o mancal fixo e o eixo virabrequim, vai trabalhar o óleo lubrificante e sobre pressão o mesmo sofrerá estas transformações quando em trabalho dentro do motor, por isso, a folga deve atender rigorosamente os padrões de fábrica.

A folga radial exercem duas funções dentro do motor, lubrificação dos eixos moveis sem interferências nos metais patentes das bronzinas e exercer alta pressão do sistema de lubrificação.
Sem essa  pressão do óleo, outros componentes do motor não serão lubrificados, como alojamentos das bielas, cabeçotes, tuchos, comando de válvulas e outros componentes moveis.

Arvores de Manivela (Eixo Virabrequim)

A arvore de manivelas conhecida como (eixo virabrequim) é a responsável depois da bomba de óleo lubrificar sobre pressão todos os componentes moveis do motor. A lubrificação vem diretamente da galeria principal do bloco do motor; expande-se pelas galerias dos mancais; entra nos canais do virabrequim e sobre pressão  são direcionados para as demais galerias.

Observação: A pressão do óleo nos motores são controladas através de uma válvula de alivio instalada diretamente na galeria principal do bloco ou na bomba de óleo, limitando assim os valores de pressão especifico para cada motor, que funciona interrupta com um valor mínimo para baixa rotação (marcha lenta)  e máximo para alta rotação. Esses valores são precisos para evitar danos ao motor, como por exemplo: rompimentos do filtro lubrificante, vazamentos, rompimentos de selos de vedação, dos tuchos hidráulicos, etc.

Tolerâncias para que serve?

As tolerâncias servem como uma escala admissível para cobrir diferenciais de medidas entre maiores e menores.

O virabrequim de nosso exemplo abaixo especifica uma medida unica de 76,00 mm, mas pode ter até 0,02 de tolerância para menos ou seja: 75,98 mm.

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medida colo biela virabrequim

Suponhamos que as medidas desse virabrequim poderá sofrer variações toleráveis de 0,02 mm para menos ou seja,  75,98 mm, medida mínima e 76,00 mm, medida máxima. Essas medidas como vimos podem variar em 0,02 mm para menos e estarão normais, se assim for determinados pelo fabricante, que também deve mencionar quais as tolerâncias das folgas radiais, que no caso de 0,07 a 0,14 mm.

Sendo assim, os valores da folga radial vão aumentar se a medida do colo do virabrequim ficar na medida mínima de 75,98 mm. Caso exista esses diferenciais nas medidas do virabrequim e alojamento do mancal, após montados, as folgas radiais irão permanecer dentro das tolerâncias permitidas por fábrica, que são 0,07 a 0,14 mm.

Lembrando que o alojamento do mancal do bloco, sem a bronzina também tem medidas rigorosamente exatas com tolerâncias entre 0,01 a 0,02 mm para mais ou para menos de sua medida Std dentro dos padrões de fabrica. Essas diferenças também são toleráveis e não vão alterar as folgas radiais do motor. Também é bom lembrar que essas medidas são exatas com os parafusos dos mancais torqueados nos torques corretos.

Lembrando que: Os colos do virabrequim tanto mancal como os de bielas, seguem os mesmos padrões e as mesmas tolerâncias de 0,01 a 0,02 para menos de sua medida Std. Tanto quanto os alojamentos das bronzinas nas bielas.

Existe uma gíria em retificas de motores que determina as medidas dos mancais como: mancal fechado no súbito a medida está para mais e mancal aberto quando a medida estiver para menos. Da mesma forma para cilindros, alojamentos em gerais.

Bronzinas e buchas do motor

Entre o mancal do bloco do motor e os colos do virabrequim como já mencionados são introduzidas as bronzinas (casquilhos), peças com várias camadas de tratamento, e sobre estes casquilhos o virabrequim.

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bronzinas (casquilhos)

Nas buchas que também são de bronzes ou metal patente e as vezes alumínio, são introduzidos os comandos de válvulas, pinos de bielas, eixo dos balanceiros, engrenagens,etc.
O virabrequim e demais eixos trabalham rodando sobre essas bronzinas, não diretamente porque não poderão trabalhar esfregando nas mesmas, se isso não for observados, as peças fundirão entre si. Para preencher este espaço e evitar o atrito entre as peças as mesmas são lubrificadas com óleos específicos, devem estar alinhadas e balanceadas.

Mancais do motor

Os mancais deverão estar dentro das medidas especificadas, para obterem a exatidão quando acoplados as bronzinas em seus alojamentos, para que as mesmas recebam depois de apertadas com torques específicos em seus parafusos à forma cilíndrica perfeita para evitar o atrito com os mancais do virabrequim. O virabrequim como demais peças de um motor, deverão seguir as mesmas normas de precisão.

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ajustes virabrequim


Após apertar os mancais com as bronzinas em seu interior, as medidas correspondentes deverão alcançar as medidas das folgas radiais onde serão preenchidas com o óleo lubrificante. Estas folgas deverão estar dentro do permitido que é a tolerância entre as medidas maiores e menores ja visto anteriormente. No caso os mancais tem medidas maiores e os colos do virabrequim menor, sempre variando entre 0,07 a 0,14 mm para motores diesel e 0,01 a 0,07 para motores do ciclo OTTO.

Essas diferenças de variações são as chamadas tolerância, ou seja, estando dentro desses padrões são toleráveis as folgas. Chamado também de folgas de montagem ou folga do óleo.

Existem medidas zeradas para motores!

Não, nem pode! existe sim motores com medidas toleráveis muito pequenas, como os motores da linha GM. Esses tem folgas em torno de 0,01 a 0,02 mm para quase todos os equipamentos moveis.

Note: medidas zeradas em retifica de motores não existem, porque as medidas de fabrica dos componentes do motor e as peças fabricadas, já veem com as folgas determinadas pelo fabricante, existem normas técnicas determinadas, o mesmo para as peças sobre medidas. Se isso não for levado em considerações, com certeza as peças moveis do motor mesmo que lubrificadas, vão entrar em atritos e fundir-se uma na outra, imediatamente.

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Gravações de medidas no pistão

Por padrão os fabricantes de peças de motores constrói as suas peças de reposições nas mesmas proporções das originais e essas medidas vem gravadas nas peças ou nas tabelas disponibilizadas pelos fabricantes do motor e todas com certificação do INMETRO.
Cada peça vem discriminando os seus valores de medidas e as respectivas folgas, alem de outros valores.

As padrões recebem a descrição de Stander (“Std”) ou medidas padrões, e as de sobre medidas com os valores seguinte conforme determinação do fabricante do motor. No exemplo do pistão, pode ser encontrado no mercado pistão sobre medidas de 0,40 mm; 0,60 mm e outros com 0,50 mm; 1,00 mm.

Tabelas de medidas originais de fabrica

Todas as medidas, tolerâncias, folgas, torques dos parafusos, força e o que diz respeito ao motor fabricado e montado são discriminados e escritos em manuais técnicos direcionados aos reparadores técnicos e retificas de motores.

Geralmente o reparador e retificador consegue essas tabelas com os fabricantes de peças de reposição para estes e outros motores. Os manuais técnicos de trabalho originais ficam restritos as concessionárias.

Nota: As retificas de motores por obrigação devem ter tabelas de medidas padrões relacionadas a quase todos os tipos de motores, mesmo porque impossível trabalhar com motor sem as medidas.

Folga Axial

A folga axial é outra medida extremamente aplicada ao motor.

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aferimento folga axial

Arruelas de encosto

Esta folga geralmente são controladas através de arruelas de encosto, inseridas entre o colo central do virabrequim, alojadas em rebaixos apropriados nesses mancais. Estas peças são vendidas aos pares, uma fixa ao alojamento no mancal do bloco e tem aparência de uma meia lua e a outra parte também em forma de meia lua, vai fixa na capa do mancal e dispõem-se de uma trava para manter as mesmas fixas em seus alojamentos, evitando que as mesmas trabalhem, rodem com virabrequim.

Os motores usam um par destas arruelas em cada lado do mancal, também outros motores poderão usar arruelas de encosto somente na parte do mancal fixo no bloco. As medidas poderão ser encontradas nas medidas STD e Sobre medidas.

Nota: É importante na hora da montagem ficar atento,  pois existem lados de montagens para essas arruelas de encosto.

Uma das faces dessas arruelas são metálicas (ferro) e outro com preenchimentos com camadas de bronze, metal patente e com rasgos de lubrificações, este lado deve ficar voltado para o virabrequim. Se colocado ao contrario fundira a lateral do virabrequim e também o seu alojamento no bloco e capa do mancal, comprometendo o funcionamento do motor.

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Arruelas de encosto (calço virabrequim)

Bronzinas centrais com encostos (flangeadas)

Existem outros tipos de motores que usam bronzinas com flanges, no caso do Mercedes Bens, Fiat Fire, GM, MWM, Passat. São encontradas a maioria com flanges Std e sobre medidas.

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Bronzina mancal com flange

Onde são aplicadas estas folgas axiais?

A Folgas axiais são aplicadas perpendicularmente entre os eixos. No caso de motores, receberão estas folgas o:

  • Eixo virabrequim,
  • Eixo comando de válvulas,
  • Eixo auxiliar do distribuidor,
  • Balanceiros de válvulas,
  • Bielas,
  • Engrenagens auxiliares (locas), e muitos outros equipamentos.

Essa folga axial são pequenas, em torno de 0,05 a 0,25 para motores diesel e 0,01 a 0,05 para motores Otto.

Finalidades

A finalidade da folga axial é manter as peças livres e alinhadas evitando o atrito entre as laterais dos mancais, desalinhamentos das bielas em relação aos cilindros do motor, trabalho conformalizado dos acessórios frontais e embreagem. Também devem seguir medidas recomendadas pelos fabricantes. Também existem medidas especificadas e toleráveis para estes fins.

Conclusão

As medidas, folgas e tolerâncias deverão ser seguidas à risca em retificas de motores, por um motivo bastante óbvio: O motor é uma maquina térmica, e tudo que aquece aumenta o seu valor por dilatação, por isso, todas as medidas, folgas pedidas devem ser seguidas, a risca, sem exceções.

2 pensamentos sobre “Medidas e sobre medidas”

  1. Antônio disse:

    Como saber se camisa a camisa da moto está stander usando paquímetro digital

    1. EdSolique disse:

      Através de uma tabela referente a medidas de cilindros de moto.

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