Junta de Articulação (Knuckle Joint) Explicada: Design, Aplicações e Características Principais

O que é uma Junta de Articulação (Knuckle Joint)?

A junta de articulação conecta duas hastes cujos eixos coincidem ou se intersectam e estão no mesmo plano. São comumente encontradas em tratores-reboques, tirantes de treliça de telhado, juntas de elo de ponte suspensa e sistemas de direção, onde estão entre a haste de direção e a cremalheira. Neste artigo, você aprenderá a definição, aplicações, diagrama, design, construção, componentes, tipos, funcionamento, vantagens e desvantagens da junta de articulação.

Definição de Junta de Articulação

Quando uma pequena quantidade de flexibilidade ou momento angular é necessária, uma junta de articulação é uma junção mecânica usada para conectar duas hastes que estão sob carga de tração. Linhas axiais ou lineares de ação de carga estão sempre presentes. É usada para conectar duas hastes que estão sob a ação de cargas de tração. No entanto, se a junta é guiada, as hastes podem suportar uma carga de compressão. Para modificações ou reparos, uma junta de articulação pode ser facilmente separada. Pode ser encontrada em elo de corrente de bicicleta, junta de tirante para treliça de telhado, junta de haste de válvula com haste excêntrica, junta de haste de bomba, elo de tensão em estrutura de ponte e uma variedade de conexões de alavanca e haste.

Aplicações da Junta de Articulação

A junta de articulação é comumente usada nas indústrias automotivas para fazer as seguintes juntas:

• Elo na corrente de bicicleta
• Juntas de tirante de treliça de telhado
• Elo de tensão em estrutura de ponte
• Vários tipos de conexões de alavanca e haste.
• Em veículos multi-eixos, a haste de elo das molas de lâmina é conectada
• Conexões entre a mola de lâmina e o chassi
• Pistão, pino de pistão, biela

Diagrama de uma Junta de Articulação:

Diagrama ilustrativo de uma junta de articulação.

Componentes de uma junta de articulação

A parte principal de uma junta de articulação é o olhal, garfo e pino. Outros componentes incluem:

• Duas hastes – A junta de articulação é normalmente conectada por duas hastes. Uma haste tem um olhal em uma extremidade, enquanto a outra tem duas extremidades semelhantes a garfo.
• Extremidade de olhal duplo ou Extremidade de Garfo (Double-eye End or Fork End) – A extremidade de olhal duplo geralmente é composta por duas extremidades e tem formato de garfo. Como uma extremidade é usada para inserir o pino da articulação e a outra para inserir o pino cônico no colar, a junta não se abre.
• Extremidade de olhal único (Single-eye End) – A extremidade de olhal único dos dois furos é inserida entre a extremidade de olhal duplo dos dois furos, trazendo todos os três furos juntos (2 furos da extremidade de olhal duplo e 1 furo da extremidade de olhal único).
• Pino da Articulação (Knuckle Pin) – O pino da articulação é inserido nestes furos e os conecta firmemente. O pino cônico é geralmente inserido através de um pequeno furo na extremidade do pino da articulação.
• Colar (Collar) – Tem um colar com dois furos para o pino cônico passar. O colar é posicionado na extremidade do pino da articulação para que o furo na junta de articulação encontre o furo no colar.
• Pino Cônico (Taper Pin) – Para prender o colar e os pinos da articulação e impedir que escorreguem, um cônico é colocado através do furo do colar.

Construção e Material

Uma extremidade de uma das hastes é moldada em um olhal na junta de articulação (duas vistas mostradas na Fig.) e a outra extremidade da haste é criada em um garfo com um olhal em cada uma das pernas do garfo. O pino da articulação é anexado com um colar e pino cônico ou pino fendido e passa por ambos os furos do olhal e do garfo. Um pequeno pino de parada, pino, pino ou ajuste apertado pode ser usado para manter o pino da articulação de girar no garfo.

Em uma das hastes, o olhal é formado, e na outra, o garfo é formado. O olhal é inserido no garfo, e o pino é rosqueado através do garfo e olhal. Um pino fendido é usado para manter este pino em seu lugar. As extremidades das hastes são octogonais por uma curta distância para melhor aderência e quadradas por uma curta distância antes de serem forjadas nas formas de olhal e garfo.

Alumínio, aço inoxidável, aço estrutural, magnésio e ferro fundido são materiais comuns usados em juntas de articulação. Juntas de articulação de alumínio demonstraram oferecer o fator de segurança máximo de aproximadamente 50 kN sob condições de carregamento.

Algumas empresas utilizam uma combinação de ferro fundido e aço inoxidável para suas juntas. Custos de material e peso diminuíram à medida que a tecnologia avançou nas últimas décadas, resultando em menos acidentes e melhor segurança. Recentemente descobriu-se que o uso de material composto em vez de ferro fundido tem uma série de benefícios, incluindo juntas de articulação fáceis de fabricar, segurança ótima e amigável ao meio ambiente. A junta de articulação pode ser simplesmente fundida, manufaturada e forjada.

Assista ao vídeo abaixo para aprender mais sobre o funcionamento de uma junta de articulação:

Vídeo demonstrativo do funcionamento da junta de articulação.

Vantagens e Desvantagens de uma Junta de Articulação

Vantagens:

• Juntas de articulação podem suportar tensões de tração significativas. Mesmo com espessura de material variável e resistência à tração, pode fornecer excelente precisão repetitiva.
• Têm um alto grau de rigidez mecânica.
• Têm um design simples e são fáceis de configurar.
• A junta de articulação é simples de montar e desmontar.
• A construção da junta de articulação é simples de construir.
• Esta junta tem menos peças, o que a torna menos cara e mais confiável.
• Isso permite momento angular entre hastes e é principalmente usado para estender a vida da ferramenta.

Desvantagens:

• A capacidade de juntas de articulação de suportar grandes cargas de compressão é limitada.
• Fornece momento angular em apenas um plano. Esta é uma de suas falhas.
• Você pode ter testado sua flexibilidade usando uma junta universal, mas a junta de articulação carece de tal flexibilidade.

Conclusão

Quando um pequeno grau de flexão ou movimento angular é necessário, uma junta de articulação é usada para conectar duas hastes sob cargas de tração. Isso é tudo para este artigo, onde a definição, aplicações, diagrama, design, construção, componentes, tipos, funcionamento, vantagens e desvantagens de juntas de articulação estão sendo discutidas.