SHAFTS FOR ELECTRIC MOTORS - FABRICAÇÃO DE EIXOS PARA MOTORES ELÉTRICOS

CHOOSE THE RIGHT MATERIAL FOR NEW SHAFT
ESCOLHA O MATERIAL CERTO PARA O NOVO EIXO


Sergio Morales
November, 2013 

 
Shaft is a very important component in an electric motor.
O Eixo é um componente muito importante em um motores elétricos.

Engine manufacturers specify the type of the shafts according to their designs, taking into account mainly the power, speed and type of load. 

Os fabricantes de motores especificam as características dos eixos de acordo com seus projetos, levando em consideração, principalmente, a potência, a rotação e o tipo da carga.

The shafts can be damaged by wear or fatigue, resulting in cracks and breaks
Os eixos podem sofrer avarias por desgaste ou fadiga, resultando em trincas e quebras.

The wear occurs on the bearing seat or on the on the end of the shaft under the pulley.
O desgaste geralmente ocorre no assento do rolamento ou na ponta do eixo onde se localiza a polia.

 Can also occur along the magnetic package, presenting what we call "shaft loose in the package."
 Pode ocorrer, também, junto ao pacote magnético, apresentando o que chamamos de “eixo solto no
pacote”.

The cracks and breaks usually occur by material fatigue or a strongest mechanical stress.
As trincas e quebras geralmente ocorrem por fadiga do material, provenientes de esforços mecânicos muito fortes.


Breaks can occur more frequently along the outer 
face side of the bearing  (LA).

Desenho de eixo quebrado junto ao assento do rolamento

As quebras acontecem, geralmente, junto à face externa do rolamento do lado do acoplamento (LA).

There are several causes of shaft  breakage , but they occur mainly for overweight pulleys.
As causas de quebras podem ser bem variadas, mas, ocorrem principalmente por “trancos” ou por excesso de peso das polias, ou seja, polias mal dimensionadas.

If there are cracks or breaks in the shaft, it is always recommended manufacture a new shaft and make the substitution.
Quando ocorrer a trinca ou quebra, é sempre recomendado fabricar novo eixo e fazer a substituição.

Weld shafts only in extreme cases where there is no other alternative.
Soldar eixos somente em casos extremos em que não haja outra alternativa.

The process of welding shaft involves molecular stresses in the shaft material and generally has a short duration
O processo de soldagem acarreta tensões moleculares no material do eixo e geralmente tem curta duração.

SHAFT
EIXO:

The shaft materials composition may vary according to the hardness, machinability, strength, weldability, forgeability, toughness and hardenability.

A composição dos materiais dos eixos podem variar de acordo com a dureza, usinabilidade, resistência mecânica, soldabilidade, forjabilidade, temperabilidade e tenacidade.
When you will  produce a new shaft to replace a broken one, it is always advisable  analyze  the composition material of the new shaft and be aware to keeping the same material composition of the former shaft Quando se vai fabricar um novo eixo para substituir um eixo quebrado, é aconselhável sempre analisar a composição do material do eixo original e manter as mesmas caracteríescas do eixo original

Below we give you some shaft´s material names and their chemical compositions.

Abaixo damos algumas denominações de tipos de materiais de eixo e suas composições químicas.

SAE 4340
SAE 4340


Aço de elevada temperabilidade e boa forjabilidade, porém, com baixo nível de usinabilidade e soldabilidade.
Steel high hardenability and good forgeability, however, with low machinability and weldability.


É utilizado na fabricação de eixos, bielas e peças que exigem uma alta solicitação mecânica.
It is used in the manufacture of shafts, connecting rods and parts that require high mechanical stress.

COMPOSIÇÃO QUÍMICA EM MÉDIA %
CHEMICAL COMPOSITION ON AVERAGE%

C = 0,38 a 0,48
SI = 0,15 a 0,35
Mn = 0,60 a 0,80
P = 0,03 a Máx.
S = 0,04 a Máx.
Cr = 0,70 a 0,90
NI = 1,65 a 2,00
MO = 0,20 a 0,30

SAE 8640
SAE 8640

Aço de boa temperabilidade, boa forjabilidade, boa usinabilidade e boa soldabilidade.
Muito utilizado na fabricação de eixos, pinos, bielas e peças para a indústria em geral
Steel  of good hardenability, good forgeability, good machinability and good weldability.
Widely used in the manufacture of shafts, pins, connecting rods and parts for general industry

COMPOSIÇÃO QUÍMICA EM MÉDIA %
CHEMICAL COMPOSITION ON AVERAGE% 

C = 0,38 a 0,43
SI = 0,15 a 0,35
Mn = 0,75 a 1,00
P = 0,03 a Máx.
S = 0,04 a Máx.
Cr = 0,40 a 0,60
NI = 0,40 a 0,70
MO = 0,15 a 0,25
Pela tabela de composição química acima, nota-se que esse aço possui valores menos elevados de níquel e cromo em sua composição, sendo, portanto, melhor para usinagem.
By its chemical composition as showing on the table above, this steel has lower values ​​of nickel and chromium in its composition, and it is therefore better for machinability


SAE 1045
SAE 1045

Aço de excelente forjabilidade e boa usinabilidade. 
Utilizado na fabricação de peças para indústria mecânica em geral
This is an excellent  steel by its forgeability and good machinability.
Used in the manufacture of parts for general mechanical industry
 
COMPOSIÇÃO QUÍMICA EM MÉDIA %
CHEMICAL COMPOSITION ON AVERAGE%


C = 0,43 a 0,50
SI = 0,15 a 0,35
Mn = 0,60 a 0,90
P = 0,03 a Máx.
S = 0,05 a Máx.
Cr =    0,0
NI =    0,0
MO =  0,0

Pela tabela de composição química acima, nota-se que é um aço carbono, sem a presença de cromo, niquel e molibidênio.
By the chemical composition showing on the table above, it is noted that it is a carbon steel, without the presence of chromium, nickel and molybdenum.
Quando forem fabricar um novo eixo para um motor elétrico, a primeira coisa a fazer é mandar analisar a composição química do eixo original
When you are going to make a new shaft for an electric motor, the first thing to do is examined the chemical composition of the original shaft
Ao comprar o tarugo deve-se observar que a composição química deverá estar muito próxima à composição química do eixo original
By purchasing the steel billet,  you should be aware that the steel chemical composition of the steel you are purchasing should be very close to the original shaft chemical composition
Caso não se tenha condição e analisar a composição química do eixo original, então, utilizar um dos tipos de aço acima mostrado.
If you don´t know the original chimical composition  of the shaft , 
choose the best one steel shown above