Cam e seguidor: tipos, diagrama, peças, funcionamento

26 juni 2024 Roberto Magalhães

Um came e um seguidor são um método de converter o movimento rotativo em movimento linear. A aplicação mais conhecida é em motores de combustão interna, onde a combinação de came e seguidor determina os tempos de abertura e duração das válvulas. (através da haste e do balancim).

Outras aplicações podem ser em máquinas industriais, regulação de abertura e fechamento de equipamentos para enchimento de garrafas ou recipientes, brinquedos (por exemplo, um brinquedo de “pato grasnado”, onde uma came pode ser usada para mover o bico do pato e fazer o barulho do grasnado), em na verdade, qualquer aplicação em que você deseja um movimento linear bastante curto em intervalos regulares repetidos.

Em máquinas, particularmente em máquinas têxteis e automáticas típicas, muitas peças precisam receber diferentes tipos de movimento em uma direção específica. Isto é conseguido pela conversão do movimento disponível no tipo de movimento necessário. Mudança do movimento circular para movimento de translação (linear) do tipo harmônico simples e vice-versa e pode ser feito pelo mecanismo de manivela deslizante conforme discutido anteriormente. Mas agora surge a questão: o que fazer quando o movimento circular ou rotativo deve ser transformado em movimento linear de natureza complexa ou movimento oscilatório. Este trabalho é bem realizado por uma parte mecânica de um membro mecânico, conhecido como came.

Definição de CAMS:

Um came pode ser definido como uma peça de máquina rotativa, alternativa ou oscilante, projetada para transmitir movimento alternativo e oscilante a outra peça mecânica, chamada seguidor.

Um came e um seguidor possuem, normalmente, um contato de linha entre eles e como tal constituem um par superior. O contato entre eles é mantido por uma força externa que geralmente é fornecida por uma mola ou às vezes pelo peso suficiente do próprio seguidor.

Classificação de câmeras

As câmeras são classificadas de acordo com:
(uma forma
(b) Movimento do seguidor
(c) Tipo de restrição do seguidor

De acordo com a forma

Câmeras em cunha e planas

É mostrado nas Figuras 1.48 (a), (b), (c) e (d).
Na Figura 1.48 (a), ao transmitir movimento de translação horizontal à cunha, o seguidor também translada, mas verticalmente na Figura 1.48 (b), a cunha tem uma superfície curva em seu topo. O seguidor obtém um movimento oscilatório quando um movimento de translação horizontal é dado à cunha. Na Figura 1.48(c), a cunha está estacionária, a guia recebe movimento de translação dentro da restrição fornecida. Isso resulta no movimento de translação do seguidor da Figura 1.48 (d). Em vez de uma cunha, é fornecido um bloco retangular ou uma placa plana com uma ranhura. Quando o movimento de translação horizontal é transmitido ao bloco, o seguidor é obrigado a ter um movimento de translação vertical.

Além disso, não há necessidade de fornecer uma mola neste caso como no caso (a) e (b). Neste caso, o caminho da ranhura, que causa movimento ao seguidor, restringe o seguidor a se mover para cima e para baixo.

Câmera radial ou de disco

Em cames radiais ou de disco, o formato da superfície de trabalho (perfil) é tal que os seguidores alternam em um plano perpendicular ao eixo do came, conforme mostrado na Figura 1.49 (a). É denominado came radial porque o movimento dos seguidores obtido é radial (Figura 1.49). Um came radial de formato diferente também é mostrado na Figura 1.49(b).

Ressalta-se que os cames radiais são muito populares devido à sua simplicidade e compacidade,

Câmeras cilíndricas

Cames cilíndricos foram mostrados nas Figuras 1.50 (a) e (b). Na Figura 1.50(a), o seguidor retribui, enquanto na Figura 1.50(b) o seguidor oscila. Os cames cilíndricos também são conhecidos como cames de barril ou tambor.

Câmeras espirais

Isso é mostrado na Figura 1.51. O came compreende uma placa em cuja face é cortada uma ranhura em forma de espiral. A ranhura em espiral é fornecida com dentes que engatam no seguidor da engrenagem do pino.
Este came tem uso limitado porque precisa inverter sua direção para redefinir a posição do seguidor. Esta câmera encontrou seu uso em computadores.

Câmeras Conjugadas

Como o nome indica, o came é composto por dois discos, encaixados entre si e que permanecem em contato constante com dois rolos de um seguidor, conforme mostrado na Figura 1.52.

Este came é usado onde a exigência é de alta carga dinâmica, baixo desgaste, baixo ruído, alta velocidade e melhor controle do seguidor.

Câmeras Globoides

Este came possui dois tipos de superfícies: convexas e côncavas. Um contorno helicoidal é cortado na circunferência da superfície de rotação do came, conforme mostrado nas Figuras 1.53 (a) e (b). A extremidade do seguidor é obrigada a se mover ao longo do contorno e então o movimento oscilatório é obtido. Neste came é obtido um grande ângulo de oscilação do seguidor.

Câmeras esféricas

Neste came, conforme mostrado na Figura 1.54, o came tem o formato de uma esfera na periferia da qual é cortada uma ranhura helicoidal. O rolo fornecido na extremidade do seguidor rola na ranhura causando o movimento oscilatório para o seguidor em um eixo perpendicular ao eixo de rotação do came.

De acordo com o Movimento Seguidor

Ascensão-retorno-ascensão (RRR)

Neste tipo de came, seu perfil ou contorno é tal que o came sobe, retorna sem repouso ou repouso, e sem qualquer repouso ou repouso, ele sobe novamente. O diagrama de deslocamento do seguidor e ângulo do came para este tipo de came é mostrado na Figura 1.55(a).

Habitação, Habitação de Ascensão-Retorno (DRRD)

Neste tipo de came após a pausa, há a subida do seguidor, depois ele retorna à sua posição original e permanece algumas vezes antes de subir novamente. Geralmente, esse tipo de came é comumente usado. Seu diagrama de ângulo de came de deslocamento é mostrado na Figura 1.55 (b).

Habitar-subir-habitar-retornar

É o tipo de came mais utilizado. Neste, a permanência é seguida por uma subida. Então o seguidor permanece estacionário na pausa fornecida e então retorna à sua posição original (Figura 1.55(c)).

Habitar-subir-morar

Como pode ser visto no diagrama de deslocamento do seguidor versus ângulo do came, mostrado na Figura 1.55 (d) neste came, a queda é repentina, o que requer uma enorme quantidade de força para que isso ocorra.

De acordo com o tipo de restrição do seguidor

Spring Cam pré-carregada

Para seu bom funcionamento deve haver contato entre o came e o seguidor durante todo o seu funcionamento, e isso é conseguido utilizando uma mola pré-carregada conforme mostrado nas Figuras 1.48 (a) e (b), etc.

Came de acionamento positivo

Neste caso, o contato entre o came e o seguidor é mantido através da instalação de um rolete na extremidade operacional do seguidor. Este rolo opera na ranhura fornecida no came. O seguidor não pode sair da ranhura, conforme mostrado nas Figuras 1.52 a 1.54.

Câmera de acionamento gravitacional

Neste tipo de came, a elevação ou elevação do seguidor é alcançada pela superfície ascendente do came (Figura 1.48 (c)) e o seguidor retorna ou cai devido à força da gravidade do seguidor. Não se pode confiar nesses tipos de cames devido às suas características incertas.

Leia também:Cam e seguidor Definição, tipos, nomenclatura de Cam

Classificação de Seguidores

Os seguidores podem ser classificados de três maneiras diferentes:
(a) Dependendo do tipo de movimento, ou seja, alternativo ou oscilante.
(b) Dependendo do eixo do movimento, ou seja, radial ou deslocado.
(c) Dependendo do formato da extremidade de contato com o came.

Aqueles de seguidores que se enquadram na classificação (a) e (b) já foram tratados conforme indicado acima. Seguidores do tipo (c) serão levados em conta agora.

Dependendo do formato da extremidade de contato com o came

Sob esta classificação, os seguidores podem ser divididos em três tipos:
(a) Seguidor de fio de navalha (Figura 1.55 (a))
(b) Seguidor de rolo (Figura 1.55 (b))
(c) Seguidor plano ou de cogumelo (Figura 1.56 (c))

Seguidor de ponta de faca

Seguidores de fio de faca geralmente não são usados devido à óbvia alta taxa de desgaste no fio de faca. No entanto, cames de qualquer formato podem ser trabalhados com ele. Durante o trabalho, existe um impulso lateral considerável entre o seguidor e a guia.

Seguidor de rolo

No lugar do fio da navalha, um rolo é fornecido na extremidade de contato do seguidor, daí o nome seguidor de rolo. Em vez de um movimento de deslizamento entre a superfície de contato do seguidor e o came, ocorre um movimento de rolamento, com o resultado de que a taxa de desgaste é bastante reduzida. Também nos seguidores de rolo, como no seguidor de fio de navalha, o impulso lateral é exercido na guia do seguidor. Os seguidores de rolo são amplamente utilizados em motores estacionários a gás e a óleo. Eles também são usados em motores de aeronaves devido ao seu desgaste limitado em altas velocidades de came.

Ao trabalhar na superfície côncava de um came, o raio da superfície deve ser pelo menos igual ao raio do rolo.

Vantagens do seguidor de rolo sobre o seguidor de borda de faca

a) O seguidor de rolo tem menos desgaste do que o seguidor de fio de navalha.
b) O impulso lateral é menor em comparação com o seguidor de fio de navalha.
c) A potência necessária para acionar o came é menor devido à menor força de atrito entre o came e o seguidor
d) A função é suave
e) A vida do arranjo Cam-follower é mais
f) Superfície do came não danificada no seguidor de rolo devido ao rolamento
g) Sem possibilidade de ruído

Seguidor plano ou cogumelo

Como o nome indica, a extremidade de contato do seguidor é plana, como mostrado. Em seguidores de cogumelo, não há empuxo lateral na guia, exceto devido ao atrito no contato do came e do seguidor. Não há dúvida de que haverá movimento de deslizamento entre a superfície de contato do seguidor e o came, mas o desgaste pode ser consideravelmente reduzido pelo deslocamento do eixo dos seguidores, como mostrado na Figura 1.56(c)(i). O deslocamento fornecido faz com que o seguidor gire em torno de seu eixo quando o came gira.

O seguidor de face plana é usado onde o espaço é limitado. É por isso que é usado para operar válvulas de motores de automóveis. Onde houver espaço suficiente disponível, como em motores estacionários a gás e a óleo, o seguidor de rolo é usado conforme mencionado acima. O seguidor de face plana é geralmente preferido ao seguidor de rolo devido à compulsão de ter que usar um pequeno diâmetro do pino no rolo do seguidor de rolo.

Em seguidores planos, altas tensões superficiais são produzidas na superfície plana de contato. Para minimizar essas tensões, é dada uma forma esférica à extremidade plana, conforme mostrado na Figura 1.56(d). Os seguidores de face curva ou esférica são usados em motores de automóveis.
Com seguidores planos, é óbvio e essencial que a superfície de trabalho do came seja convexa em todos os lugares.

Consulte Mais informação ; Tipos de câmeras e seguidores – teoria básica da máquina

Terminologia de Cam e Seguidor – CAM PARTS

O perfil da câmera

O contorno de trabalho de um came que entra em contato com o seguidor para operá-lo é conhecido como perfil do came. Na Figura 1.57, ABCDA é o perfil do came ou contorno de trabalho.

O Círculo Base

O menor círculo, traçado a partir do centro de rotação de um came, que faz parte do perfil do came, é conhecido como círculo base e seu raio é chamado de menor raio do came. Um círculo com centro O e raio OA forma o círculo base. O tamanho de um came depende do tamanho do círculo base.

O ponto de rastreamento

O ponto do seguidor a partir do qual o perfil de um came é determinado é chamado de ponto de rastreamento. No caso de um seguidor de fio de faca, o próprio fio de faca é o ponto de rastreamento. Nos seguidores de rolos, o centro do rolo é o ponto de rastreamento.

A curva de tom

O local ou caminho do ponto de rastreamento é conhecido como curva de inclinação. Nos seguidores de ponta de faca, a própria curva de passo será o perfil do came. No seguidor de rolo, o perfil do came será determinado subtraindo o raio do rolo radialmente ao longo da curva de passo.

O Círculo Principal

O menor círculo desenhado na curva de passo a partir do centro de rotação do came é chamado de círculo principal. Nos seguidores de ponta de faca, o círculo base e o círculo principal são iguais. No seguidor de rolo, o raio do círculo principal é o raio do círculo base mais o raio do rolo.

O elevador ou acidente vascular cerebral

É o deslocamento máximo do seguidor em relação ao círculo base do came. Também é chamado de lançamento da câmera. Na Figura 1.57, a distância B'B e C'C é a sustentação do seguidor de rolos.

Os ângulos de subida, permanência, descida e ação

Consulte a Figura 1.57, o ângulo coberto por um came para o seguidor subir de sua posição mais baixa para a posição mais alta é chamado de ângulo de subida denotado como θ1.
O ângulo coberto pelo came durante o qual o seguidor permanece em repouso em sua posição mais alta é chamado de ângulo de permanência, denotado por θ2.
O ângulo coberto pelo came, para o seguidor cair de sua posição mais alta para a posição mais baixa, é chamado de ângulo de descida, denotado como θ3.
O ângulo total movido pelo came para que o seguidor retorne à sua posição mais baixa após o período de subida, permanência e descida é denominado ângulo de ação. É a soma de θ1, θ2 e θ3.

O ângulo de pressão

O ângulo incluído entre a normal à curva de passo em qualquer ponto e a linha de movimento do seguidor nesse ponto é conhecido como ângulo de pressão. Este ângulo representa a inclinação do perfil do came e, como tal, é muito importante no projeto do came.

O ponto de partida

O ponto na curva de inclinação com o ângulo de pressão máximo é conhecido como ponto de inclinação.

O ângulo da câmera

É o ângulo de rotação do came para um determinado deslocamento do seguidor.