Para executar a montagem de uma chaminé utilizou-se recobrimento duplo de chapas de 1 / 8^{\prime \prime} e 3 / 16^{\prime \prime} de espessura. No entanto, o acabamento não permite que haja a proeminência das cabeças dos rebites devido à perda de carga do gás de exaustão, assim devemos usar rebites de cabeça escareada. Especifique rebites e o processo indicado para uma correta rebitagem.

Passo 1

O que o enunciado pede e quais dados temos:
  • Pede: especificar os rebites e descrever o processo indicado para uma rebitagem correta, considerando que não pode haver proeminência das cabeças (portanto serão rebites de cabeça escareada).
  • Dados do conjunto de chapas: espessuras de 1/8^{\prime\prime} e 3/16^{\prime\prime}.
  • Condição especial: superfície externa deve ficar lisa (cabeça escareada flush) por causa da perda de carga do gás de exaustão.
  • Não foi informado se há acesso aos dois lados da junta; assumiremos que é possível trabalhar dos dois lados (situação habitual em montagem de chaminés), mas também cito alternativa para trabalho com acesso por um lado.

Passo 2

Primeiro cálculo simples: espessura total a ser prendida (grip).
  • Espessura das chapas:
    • t_1 = 1/8^{\prime\prime}
    • t_2 = 3/16^{\prime\prime}
  • Espessura total: t_{\text{total}} = t_1 + t_2 = \tfrac{1}{8}^{\prime\prime} + \tfrac{3}{16}^{\prime\prime} = \tfrac{5}{16}^{\prime\prime} = 0{,}3125^{\prime\prime}.
Esse valor é o “grip” que o rebite deve prender.

Passo 3

Que tipo de rebite escolher (explicação didática):
  • Cabeça escareada significa que a cabeça do rebite deve ficar ao nível da superfície, sem saliência, para não perturbar o fluxo de gás. Existem duas famílias principais práticas:
    1. Rebites maciços de cabeça escareada (solid countersunk rivets) — exigem acesso a ambos os lados para deformar a cauda (bucking). Fornecem alta resistência e bom comportamento a temperaturas elevadas se de material adequado.
    2. Rebites cegos escareados (countersunk blind/pop rivets) — usados quando só há acesso por um lado; mais práticos porém, em geral, têm resistência menor e menor comportamento térmico que rebites maciços.
  • Para chaminé / exaustão (ambiente quente e possivelmente corrosivo), a recomendação prática e segura é usar rebites maciços escareados em aço inoxidável (por exemplo \text{AISI 304} ou, se a agressividade química/temperatura for maior, \text{AISI 316}). Alumínio ou cobre não são ideais para alta temperatura/força mecânica.

Passo 4

Escolha do diâmetro do rebite (regra prática e justificativa):
  • Regras práticas usadas na indústria:
    • Diâmetro do rebite d deve ser proporcional à espessura do material; para chapas finas a média prática é d entre 3 e 4 vezes a espessura da chapa mais espessa, mas outra regra muito usada é garantir espaçamento e resistência ao cisalhamento usando d adequado.
  • Para o nosso caso, com t_{\text{total}}=0{,}3125^{\prime\prime}, uma escolha prática e comum é: d = \tfrac{3}{16}^{\prime\prime} = 0{,}1875^{\prime\prime}.Motivação: rebites de 3/16^{\prime\prime} são comercialmente disponíveis, são apropriados para juntar um total de cerca de 5/16^{\prime\prime} e permitem um bom desapertamento (upset) sem arredondar excessivamente as chapas.
  • Alternativa (quando for necessário mais resistência): usar d=\tfrac{1}{4}^{\prime\prime}. A escolha entre 3/16^{\prime\prime} e 1/4^{\prime\prime} depende da carga esperada na junta; para chapas de chaminé geralmente 3/16^{\prime\prime} basta, mas se houver esforços elevados escolher 1/4^{\prime\prime}.

Passo 5

Cálculo do comprimento do rebite (como determinar a bitola do corpo do rebite que deve sobrar para ser deformada):
  • Regra prática para rebite maciço: comprimento nominal do rebite L deve satisfazer L = t_{\text{total}} + k\cdot d,onde k é a margem para conformar (upset) a cauda; valores típicos k=1{,}5 a 2{,}0 para aço.
  • Usando d=\tfrac{3}{16}^{\prime\prime}=0{,}1875^{\prime\prime} e k=1{,}5: L = 0{,}3125^{\prime\prime} + 1{,}5\cdot 0{,}1875^{\prime\prime} = 0{,}59375^{\prime\prime}.
  • Como comprimento comercial mais próximo e prático, usa-se normalmente L=\tfrac{5}{8}^{\prime\prime}=0{,}625^{\prime\prime}. Ou seja: rebite de diâmetro 3/16^{\prime\prime} e comprimento 5/8^{\prime\prime} (bitola comercial) é uma escolha correta.

Passo 6

Detalhes da geometria escareada (o que fazer no furo e escareamento):
  • Use rebites escareados cujo ângulo da cabeça seja conhecido (comercialmente comum: 100^\circ ou 82^\circ; verificar especificação do fornecedor). Combine o ângulo do escareamento com o ângulo do cabeçote do rebite.
  • Diâmetro do escareamento: cortar a escareação até que a cabeça do rebite assente inteira e fique flush. Regra prática: o diâmetro do assento escareado costuma ficar na faixa de 1{,}8 a 2{,}2 vezes d (ver tabela do fabricante). Não escarear além do necessário para não reduzir demasiado a espessura efetiva da chapa ao redor do furo.
  • Furo: o furo deve ter diâmetro igual ao diâmetro do corpo do rebite d (ou de acordo com tolerância do fornecedor). Sempre desbastar (deburr) após perfurar.

Passo 7

Recomendações de espaçamento e distância da borda (para evitar arrancamento/rompimento):
  • Espaçamento centro a centro mínimo recomendado (pitch): p \ge 6\cdot d.No nosso caso com d=0{,}1875^{\prime\prime}: p \ge 6\cdot 0{,}1875^{\prime\prime} = 1{,}125^{\prime\prime}\\ (\approx 1\,1/8^{\prime\prime}).
  • Distância mínima do centro do furo até a borda (edge distance): e \ge 2{,}5\cdot d.No nosso caso: e \ge 2{,}5\cdot 0{,}1875^{\prime\prime} = 0{,}46875^{\prime\prime}\\ (\approx 1/2^{\prime\prime}).
  • Essas regras ajudam a evitar fissura perto da borda e garantem distribuição de carga.

Passo 8

Processo passo a passo de rebitagem — assortimento das operações (didático, para aplicar na oficina):
  1. Preparação das chapas:
    • Marcar linhas de furos conforme espaçamento e distância da borda.
    • Prender provisoriamente as chapas (morsa, grampos) para que não se movam durante perfuração e rebitagem.
  2. Perfuração:
    • Furadeira com broca adequada ao material; furo com \varnothing = d (ou conforme tolerância do rebite).
    • Fazer furo através das duas chapas no ponto marcado.
  3. Desbastamento e limpeza:
    • Deburr (retirar rebarbas) ambos os lados do furo.
    • Verificar que o furo está alinhado e sem folga excessiva.
  4. Escareamento:
    • Escarear a face externa (aquela que ficará com a cabeça escareada) com broca/escareador do ângulo do rebite (ex.: 100^\circ).
    • Ajustar até que a cabeça do rebite assente perfeitamente e fique exatamente flush com a superfície sem folga lateral.
  5. Seleção do rebite:
    • Escolher rebite maciço escareado em aço inox ( \text{AISI 304} ou \text{316}), diâmetro d=\tfrac{3}{16}^{\prime\prime}, comprimento L=\tfrac{5}{8}^{\prime\prime} (ou comprimento calculado conforme cima).
  6. Fixação provisória:
    • Inserir o rebite no furo e prender com grampos se necessário para evitar deslocamento.
  7. Tipo de conformação (hot vs cold):
    • Para d=\tfrac{3}{16}^{\prime\prime} em aço inox e chapas finas, a rebitagem pode ser feita a frio com martelo hidráulico/pneumático mais um contra-cunho (bucking bar) se houver equipamento adequado.
    • Se o rebite for maior ou material muito duro, recomenda-se rebitagem a quente: aquecer o rebite (não necessariamente até vermelho muito vivo; seguir procedimento de segurança) para facilitar o upset e obter melhor fechamento. Em aço inox açosos, aquecimento moderado melhora conformabilidade.
    • Observação prática: trabalho em chaminé com múltiplos rebites tradicionais frequentemente é feito com rebites aquecidos (hot riveting) e batimento com martelo/bucking bar.
  8. Conformação (upset):
    • Com o rebite posicionado, do lado da cabeça escareada usar a ferramenta de conformação adequada (martelo pneumático com soquete apropriado ou prensa).
    • Do lado oposto usar bucking bar (barra de apoio) firme para formar a contra-cabeça.
    • Golpes uniformes até que a segunda cabeça esteja devidamente deformada e o rebite esteja firme; verificar que a cabeça escareada está flush.
    • Evitar deformar demais a área escareada (não esmagar a cabeça a ponto de afinar o material ao redor).
  9. Inspeção:
    • Verificar que a cabeça escareada está nivelada e sem trincas.
    • Verificar aperto (não deve haver folga entre chapas).
    • Verificar que o diâmetro do bulbo formado na cauda está adequado (visualmente uniforme) e que não houve fissuras.
  10. Tratamento final:
    • Limpar respingos de escala (se houve aquecimento).
    • Aplicar proteção/selante de junta resistente a alta temperatura se for necessário vedar (usar selante compatível com temperatura de exaustão).
    • Pintura ou proteção conforme especificação de projeto.

Passo 9

Quando usar rebite cego (se só houver acesso por um lado) — alternativa prática:
  • Se não for possível acessar os dois lados, usar rebites cegos escareados (countersunk blind rivets) em aço inox de diâmetro equivalente. Procedimento:
    • Perfurar e escarear como acima.
    • Usar ferramenta para rebites cegos (rebite pop) com mandril adequado.
    • Atenção: rebites cegos têm resistência menor e em ambiente muito quente ou sujeito a vibração intensa podem soltar-se; avaliar caso a caso.
  • Para aplicações críticas em chaminé, preferir sempre rebites maciços quando possível.

Passo 10

Resumo prático e checklist para a montagem correta (motivação curta e encorajamento)
  • Especificação recomendada (resumo técnico):
    • Tipo: rebite maciço escareado (solid countersunk rivet).
    • Material: aço inoxidável ( \text{AISI 304} ou \text{AISI 316} se ambiente mais agressivo).
    • Diâmetro: d=\tfrac{3}{16}^{\prime\prime} (alternativa \tfrac{1}{4}^{\prime\prime} se cargas maiores).
    • Comprimento: L\approx\tfrac{5}{8}^{\prime\prime} (calculado: L=t_{\text{total}}+1{,}5d).
    • Ângulo da cabeça/escareamento: combinar com o fornecedor (ex.: 100^\circ comum).
    • Espaçamento mínimo p\ge 6d; distância da borda e\ge 2{,}5d.
    • Processo: furar → escarear → inserir → conformar (hot se necessário) com bucking bar → inspeção.
  • Você consegue: siga o passo-a-passo, verifique medidas antes de furar e use proteção térmica e EPI se for rebitar a quente. Fazer uma peça-teste antes da produção em série ajuda a acertar profundidade do escareamento e tempo de aquecimento.

Resposta

Tipo: rebite maciço escareado (solid countersunk rivet).
Material: aço inoxidável (ex.: \text{AISI 304}; usar \text{AISI 316} se ambiente mais corrosivo).
Diâmetro sugerido: d=\tfrac{3}{16}^{\prime\prime} (opção mais robusta: \tfrac{1}{4}^{\prime\prime}).
Comprimento sugerido: L\approx\tfrac{5}{8}^{\prime\prime} (cálculo: L=t_{\text{total}}+1{,}5d, com t_{\text{total}}=\tfrac{5}{16}^{\prime\prime}).
Ângulo do escareamento: combinar com a cabeça do rebite (ex.: 100^\circ comercial).
Espaçamento mínimo: p\ge 6d (no caso p\ge 1{,}125^{\prime\prime}).
Distância mínima da borda: e\ge 2{,}5d (no caso e\ge 0{,}46875^{\prime\prime}).
Processo recomendado: marcar → furos com diâmetro d → deburr → escarear até assentamento flush → inserir rebite → conformar (upset) com bucking bar; usar rebitagem a quente para maiores diâmetros/melhor deformabilidade ou a frio com martelo pneumático se equipamento adequado; inspecionar e aplicar selante/limpeza final.

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