Já alguma vez se perguntou porque é que alguns parafusos parecem durar para sempre enquanto outros se soltam e falham? Este artigo explora o fascinante mundo dos parafusos, desde os pequenos fixadores em gadgets até aos parafusos robustos na construção. Conheça os diversos tipos de parafusos e os segredos por detrás dos seus métodos de aperto eficazes. Descubra como a escolha do parafuso e da técnica de aperto correctos pode garantir a durabilidade e a fiabilidade dos seus projectos. Quer seja um entusiasta da bricolage ou um profissional, este guia fornece informações essenciais para evitar falhas nos parafusos e conseguir sempre um aperto perfeito.
Parafusos grandes e pequenos
Os parafusos são conhecidos por vários nomes, como parafusos, cavilhas, rebites, hastes de parafuso, parafusos, parafusos pequenos, parafusos com pregos pequenos, entre outros. Existem em diferentes tamanhos e, com a tecnologia moderna, os parafusos podem ser fabricados em tamanhos de 1 milímetro ou até mais pequenos.
Os parafusos pequenos, com dimensões de 0,5 milímetros ou menos, são normalmente utilizados em relógios de pulso, computadores e telemóveis. Por outro lado, os parafusos grandes são geralmente utilizados na construção civil ou na construção de pontes e podem ter uma espessura de 50 milímetros, ou mesmo uma largura de 100 ou 200 milímetros, consoante os requisitos.
Tipos de parafusos
Os parafusos são componentes de fixação integrais em várias indústrias, com uma gama cada vez maior de modelos desenvolvidos por fabricantes de todo o mundo para satisfazer necessidades de aplicação específicas.
São geralmente classificados em duas categorias principais: os parafusos fêmea (que incluem as porcas) e os parafusos macho (que englobam os parafusos, os parafusos de máquina, os parafusos de ajuste, os parafusos de chumbo, os parafusos para madeira e outros). Esta classificação baseia-se no seu método de encaixe e nas suas características de suporte de carga.
Os parafusos de máquina podem ainda ser classificados de acordo com as suas configurações de cabeça, que incluem cabeça de panela, cabeça redonda, cabeça oval, cabeça plana, cabeça de enchimento e cabeça de encaixe. Estas variações servem diferentes objectivos funcionais e estéticos. Além disso, os tipos de acionamento, tais como ranhurado, Phillips, Pozidriv, Torx e sextavado interior, são concebidos para se adaptarem a requisitos específicos de ferramentas e de binário.
Os parafusos, embora semelhantes aos parafusos, são normalmente concebidos para aplicações de maior capacidade de carga. Apresentam normalmente cabeças hexagonais para uma maior aplicação de binário, mas os parafusos de cabeça quadrada, de cabeça de carruagem (redonda com pescoço quadrado) e de cabeça em T também são utilizados em cenários específicos. A escolha da cabeça do parafuso depende de factores como o método de instalação, a distribuição da carga e a acessibilidade.
Do mesmo modo, os designs das porcas variam para complementar diferentes tipos de parafusos e cavilhas. As configurações comuns incluem porcas hexagonais, quadradas, de asa, de capa e de flange. A seleção do tipo de porca é influenciada por factores como a distribuição da carga, a resistência à vibração e a facilidade de instalação ou remoção.
Os parafusos são ainda diferenciados com base na sua aplicação prevista em vários sectores. Por exemplo:
Os materiais, os revestimentos e as características específicas de conceção destes parafusos são adaptados para cumprir os requisitos de desempenho, as normas regulamentares e as condições ambientais das respectivas indústrias.
Especificações do parafuso
No Japão, os tamanhos dos parafusos seguem rigorosamente os regulamentos ISO (Organização Internacional de Normalização), assegurando dimensões uniformes em todo o país. Esta normalização foi inicialmente implementada para promover a consistência global nas especificações dos parafusos.
No entanto, estas especificações ISO não são universalmente adoptadas noutras regiões, como a Europa e os Estados Unidos. Consequentemente, ao reparar bens importados, os técnicos têm frequentemente de trabalhar com diversas especificações de parafusos provenientes do estrangeiro. As normas de parafusos comuns encontradas incluem a Norma de Rosca Unificada (UTS), especificações SAE (Sociedade de Engenheiros Automóveis), sistemas baseados em polegadas e várias normas de parafusos.
Historicamente, o Japão utilizava predominantemente parafusos de rosca britânica. No entanto, o país está atualmente a passar por uma transição para as normas ISO. Os parafusos de rosca inglesa continuam a ser aplicados principalmente em projectos de engenharia civil e construção. A profundidade de penetração do parafuso por rotação é determinada pelo passo da rosca, que é a distância axial entre as cristas da rosca adjacentes.
Embora o passo padrão seja frequentemente de 1,0 mm, os passos mais pequenos, como 0,8 mm, são normalmente utilizados para componentes automóveis e outras aplicações de alta tensão. Estes parafusos de passo fino, caracterizados por ângulos de rosca mais rasos, requerem um manuseamento cuidadoso durante a instalação para evitar danos na rosca ou rosca cruzada.
Na eletrónica de precisão, como as câmaras e os dispositivos móveis, prevalecem os parafusos de passo extremamente fino. Mesmo com comprimentos totais curtos, a manutenção de um passo de rosca preciso é crucial para estes fixadores em miniatura. A utilização de parafusos de passo pequeno contribui significativamente para a miniaturização do produto, uma vez que a altura e o passo reduzidos da rosca permitem dimensões gerais mais pequenas do fixador sem comprometer a força de fixação.
Os parafusos de passo fino oferecem várias vantagens em aplicações especializadas:
À medida que o fabrico global continua a evoluir, a compreensão e adaptação a várias normas de parafusos continua a ser essencial para os engenheiros e técnicos que trabalham em cadeias de fornecimento internacionais e serviços de reparação.
(1) Parafusos pequenos
Os parafusos pequenos são parafusos com diâmetros pequenos e vêm com uma cabeça. De acordo com a norma ISO, as cabeças dos parafusos pequenos podem ter formas de cabeça planas, em forma de panela, escareadas ou aderentes, enquanto a norma JIS também inclui formas de cabeça planas-redondas, roscadas, redondas, planas e arredondadas-planas. Os parafusos pequenos servem para apertar e, normalmente, são fornecidos com ranhuras em espiral ou orifícios cruzados para ajudar a rodá-los.
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| Parafuso pequeno de cabeça redonda com fenda | Parafuso pequeno de cabeça chata com rebaixo em cruz |
(2) Parafuso de posicionamento
É utilizado para fixar as peças mecânicas em movimento através da ponta do parafuso. A ponta do parafuso pode ser plana, pontiaguda, cilíndrica, côncava, redonda, etc. É normalmente utilizado como meio de aperto, com ranhuras, encaixe hexagonal, cabeça quadrada, etc.
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| Parafuso de posicionamento com fenda | Parafuso de posicionamento com sextavado interior |
(3) Parafuso de máquina
Refere-se a um parafuso que pode abrir as suas próprias roscas. A forma da cabeça pode ser redonda, plana, escareada, hexagonal, etc. É habitualmente utilizado como dispositivo de aperto, com ranhuras, reentrâncias cruzadas, encaixes hexagonais, etc.
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| Parafuso de máquina com furo em cruz | Parafuso de máquina com 3 ranhuras e um furo |
(4) Parafuso para madeira
Trata-se de um parafuso com uma ponta pontiaguda e uma rosca utilizada para aparafusar a madeira. A forma da cabeça pode ser redonda, plana ou oval. É normalmente utilizado como meio de aperto e tem ranhuras, reentrâncias transversais, etc. como métodos de aperto.
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| Parafuso de madeira embutido em cruz | Parafuso de madeira roscado |
(5) Parafuso
É um termo geral para parafusos que são combinados com porcas. Existem vários tipos consoante a forma, o desempenho e a utilização.
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| Parafuso sextavado nominal (Peça de grau A) | Parafuso sextavado de diâmetro efetivo (Parte grau B) |
(6) Porca
É um termo geral para componentes de parafuso fêmea.
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| Porca sextavada tipo 1 (Peça de grau A) | Porca sextavada com ranhura |
(7) Arruela
É um componente utilizado entre a superfície do assento de pequenos parafusos, cavilhas, porcas e as peças de aperto. Existem muitos tipos, consoante a forma, o desempenho e a utilização.
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| Anilha plana com arestas rectificadas | Arruela de pressão |
(8) Pino
É um componente em forma de haste ou cilindro utilizado para fixar juntas, posições, rotação de parafusos de fixação, etc. num orifício. A cavilha pode também ter uma cabeça.
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| Pino cónico | Cavilha de mola com ranhura |
As seguintes ferramentas podem ser utilizadas para maquinar aproximadamente M2 a M12.
1. Tocar
É utilizado para perfuração furos e maquinando roscas internas no interior do furo. Este processo é designado por "rosqueamento".
2. Morrer
É utilizada para maquinar roscas externas na periferia de um objeto cilíndrico.
O processo de fabrico dos parafusos é realizado, grosso modo, de acordo com os procedimentos acima referidos. Para além destes, processos como a decapagem, recozimentoÉ igualmente exigido o uso de piercing, etc.
Os métodos de formação de roscas incluem o corte e a laminagem. O corte forma as roscas uma a uma, o que não é adequado para a produção em massa.
Por outro lado, a laminagem utiliza matrizes de aço dispostas numa guia para aplicar pressão e enrolar as roscas na forma pretendida.
Existem vários tipos de parafusos com diferentes tamanhos, formas de cabeças, roscas, materiais, comprimentos e facilidade de remoção, cada um com a sua própria finalidade. Utilizamos muitos parafusos no nosso trabalho diário, principalmente para fixação. Aqui, explicaremos o método geral de aperto dos parafusos.
Na montagem de máquinas, existem dois tipos de operações: "fixas" e "móveis". Por conseguinte, é importante compreender a composição do equipamento e a forma de o fixar e deslocar.
Vamos pensar nisso juntos.
Geralmente, as pessoas pensam que devem apertar o parafuso o mais possível, mas podem não conhecer o estado da ligação entre o pescoço do parafuso e o material que está a ser fixado.
As partes azuis e vermelhas são esticadas pela rotação do parafuso como uma rede de pesca, o que lhes permite ficarem bem presas umas às outras quando apertadas.
Os parafusos dos dispositivos móveis estão activos e podem soltar-se naturalmente com o tempo. Durante o processo de aperto, o parafuso estende-se para a frente, o que não se vê, mas está certamente a acontecer. É nesta altura que o parafuso está a trabalhar mais intensamente, fornecendo a força de fixação necessária.
Se for apertado em demasia, relaxará e a força de fixação diminuirá drasticamente. Se o parafuso for apertado demasiado para além deste ponto, partir-se-á e a tarefa, que estava quase concluída, falhará.
Relativamente à questão de "qual é o aperto adequado", é difícil chegar a uma conclusão sobre o valor numérico adequado, uma vez que depende do tamanho do parafuso, do material, da finalidade, etc. Explicarei mais tarde a distância geral de aperto.
Em primeiro lugar, tanto o parafuso como o material a que vai ser fixado devem estar limpos. Os objectos estranhos podem impedir que o parafuso rode suavemente e fique bem fixo.
Inspeccione o parafuso quanto a riscos, rebarbas e pó e confirme se a ferramenta de aperto está a ser utilizada corretamente. Da mesma forma, verifique se a porca, se for utilizada, tem riscos, rebarbas e pó e remova-os se os encontrar.
Ao apertar, tente utilizar uma postura corporal que facilite a aplicação de força, mesmo quando utiliza uma pega pequena. A operação com uma postura incorrecta pode facilmente torcer o parafuso e reduzir a sua vida útil em cada aperto subsequente. Além disso, preste atenção à pressão, que geralmente deve ser "pressionar: apertar = 7: 3".
Ao apertar, comece à mão para confirmar que o parafuso pode rodar suavemente. Mesmo que existam problemas, é mais fácil confirmá-los nesta fase do que quando se utiliza uma ferramenta. Preste também atenção ao tamanho de aperto efetivo no lado da porca; se o parafuso for mais comprido do que o comprimento efetivo, o parafuso não se pode mover.
Parafusos especiais utilizados em equipamentos de semicondutores.
Utilizar parafusos de vácuo para fixar os componentes na câmara de vácuo. O objetivo da abertura é encurtar o tempo de aspiração da câmara e reduzir o efeito do ar exterior. O modelo com abertura é mais fraco do que o modelo sem abertura, pelo que deve prestar atenção ao binário de aperto!
Quando se utilizam vários parafusos para fixar componentes, também é importante prestar atenção à sequência de aperto. A sequência básica deve começar pela forma apresentada da seguinte forma: aperte primeiro o que está mais afastado e, em seguida, passe para o seguinte.
A ordem básica para a fixação temporária, quando existem parafusos de aperto na parte superior e inferior, é apertar primeiro a parte superior, depois a parte inferior e, em seguida, o resto numa determinada ordem. Para reforçar e apertar os parafusos, seguir o método descrito acima. Quando todos os parafusos estiverem temporariamente fixados, devem ser reforçados e totalmente apertados por ordem.
Além disso, ao reforçar e apertar os parafusos, deve ser feito gradualmente e com repetição, até se atingir o binário necessário. É importante assegurar que todos os parafusos são colocados antes de efetuar um aperto temporário, e a colocação dos parafusos a partir de cima é feita para garantir a segurança.
Antes de apertar todos os parafusos, é necessário confirmar a combinação dos parafusos fêmea e macho que estão inseridos. Nesta altura, a posição da fixação deve ser confirmada. Esta é uma prática profissional no sector.
Seleção e utilização de uma torneira em forma de cruz
Pode ser utilizada uma torneira que não corresponda à ranhura "+" de um parafuso?
Introduzir a torneira na ranhura "+" do parafuso e observá-la horizontalmente. Por exemplo, para os parafusos com um comprimento igual ou inferior a 1 cm e um diâmetro inferior a φ4 mm, a ponta da torneira deve encaixar sem problemas. Se a torneira cair ou balançar, isso causará desgaste na ponta da torneira e não corresponderá ao tamanho da torneira. Naturalmente, os danos na ranhura do parafuso também afectarão o binário de aperto.
A torneira deve ser inclinada ao rodar o parafuso?
Desde o pulso até à torneira e ao parafuso, é importante manter a consistência. Torcer o macho com demasiada força para dentro da ranhura do parafuso pode causar abrasão tanto na ranhura do parafuso como no macho.
A abordagem dos peritos
Selecionar a chave de fendas adequada para o parafuso. Coloque a cabeça da chave de fendas no parafuso e certifique-se de que encaixa bem na ranhura horizontalmente, ou mesmo que tenha de ser colocada para baixo, certifique-se de que pode ser inserida no orifício do parafuso.
Depois, mantendo a chave de fendas em linha reta desde o parafuso até ao seu pulso, aperte o parafuso com facilidade. Utilize a chave de fendas para manter o parafuso nivelado, sem recorrer a ímanes ou adesivos.
A abordagem amadora
Utilizar uma chave de fendas de alta qualidade, mas com o tamanho errado. A ponta da chave de fendas não cabe no parafuso e não pode ser mantida nivelada, o que torna tentadora a aplicação de cola na ponta da chave de fendas.
Como resultado, o parafuso não pode ser mantido direito e fica inclinado. A ranhura da chave de fendas e o parafuso ficam instáveis, causando danos na ranhura do parafuso. Ao rodar, o movimento do pulso provoca fricção na ranhura e danifica o orifício do parafuso.
Binário de aperto da chave hexagonal (chave Allen)
| Dia. | N-m (kgf-cm) |
| 0.7 | 0.08（0.82） |
| 0.9 | 0.18（1.84） |
| 1.3 | 0.53（5.4） |
| 1.5 | 0.82（8.36） |
| 2 | 1.9（19.4） |
| 2.5 | 3.8（38.7） |
| 3 | 6.6（67.3） |
| 4 | 16（163） |
| 5 | 30（306） |
| 6 | 52（530） |
| 8 | 120（1,224） |
| 10 | 220（2,244） |
| 12 | 370（3,775） |
O binário de uma chave hexagonal é cerca de 1/2 do tamanho da chave.
Existem dois tipos de chaves hexagonais. Independentemente do modelo, a extremidade mais curta é designada por lado "A" e a extremidade mais comprida é designada por lado "B". O lado "B" é para fixação temporária, enquanto o lado "A" é para reforço e aperto. Naturalmente, também é aceitável utilizar apenas o lado "A" para apertar.
Não utilizar o lado "B" para reforço e aperto, especialmente nos modelos com extremidade esférica, uma vez que a parte esférica é fraca e pode partir-se facilmente. Por favor, tenha cuidado.
Então, porquê ter uma extremidade esférica? Tendo em conta a eficiência do trabalho, a extremidade esférica permite uma rotação fácil.
Em comparação com os modelos sem ponta esférica, é fácil compreender a sua utilização. O aperto com uma só mão não é fácil com os modelos que não têm uma extremidade esférica.
Em geral, a direção de rotação para apertar um parafuso é no sentido dos ponteiros do relógio (CW). Naturalmente, existe também uma rotação no sentido contrário ao dos ponteiros do relógio (CCW) para desapertar o parafuso, que é utilizada para fins específicos. Por conseguinte, nem todas as direcções de aperto dos parafusos são no sentido dos ponteiros do relógio.
A rotação no sentido contrário ao dos ponteiros do relógio (CCW) é utilizada principalmente para evitar o afrouxamento e ajustar o comprimento. Já alguma vez utilizou um parafuso que requer uma rotação no sentido contrário ao dos ponteiros do relógio? Como numa bicicleta?
Os parafusos que são instalados para utilização à esquerda ou à direita não são iguais. O pedal do lado direito não pode ser instalado no lado esquerdo e vice-versa.
Os "parafusos" são componentes metálicos que utilizamos frequentemente à nossa volta. Se forem utilizados incorretamente, os parafusos podem soltar-se ou cair. O aperto de parafusos também requer um certo nível de técnica e conhecimentos relacionados.
Eis alguns conselhos sobre o aperto dos parafusos:
1. Se um parafuso não for suficientemente apertado, pode soltar-se e desfazer-se.
Quando um parafuso é rodado (referido como binário de aperto), gera uma força de aperto na peça que está a ser apertada. Um aperto correto produz a melhor força de aperto. Quando um parafuso fica solto, pode dever-se a um aperto insuficiente.
2. Os parafusos também podem soltar-se se forem demasiado apertados.
O aperto excessivo não só faz com que os parafusos se soltem, mas ao apertar um material macio, pode fazer com que os parafusos se soltem. Neste caso, é necessário voltar a apertar.
3. O aperto excessivo dos parafusos pode, por vezes, causar danos.
Geralmente, se os parafusos forem apertados com demasiada força, os próprios parafusos ficarão danificados e as pontas dos parafusos com furos cruzados dos parafusos também ficarão danificadas.
Quando são utilizadas porcas normais (tais como aço macio e latão) como componentes de porcas para objectos com parafusos de alta resistência (tais como parafusos de sextavado interior), as porcas podem ficar danificadas quando os parafusos são apertados com demasiada força.
Nesta altura, o operador pode não se aperceber dos danos nas porcas. Tenha cuidado para não apertar demasiado e danificar os parafusos. Se forem aplicadas outras cargas após o aperto, o parafuso e as peças circundantes podem ser deformados e os parafusos podem ficar soltos.
4. Apertar corretamente.
Como já foi referido, se os parafusos não forem apertados, podem soltar-se. Além disso, os parafusos demasiado apertados também podem ficar soltos. É necessário um aperto correto, e as directrizes de aperto correto são as mais importantes.
A força de aperto pretendida é determinada pelo tipo de parafuso, a resistência do parafuso, a fricção entre o parafuso e a superfície da base e o método de aperto. O método de aperto é especificado pelas normas JIS.
A fórmula para a força de aperto alvo da operação de aperto também é especificada nas normas JIS.
5. O binário de aperto recomendado não é absoluto.
Existem vários métodos de gestão do aperto, incluindo o método do binário, o método do ângulo de rotação e o método da inclinação do parafuso.
Entre estes, o método do binário é o mais utilizado. Por conseguinte, o binário de aperto recomendado em vários livros de dados e amostras só é adequado para utilização em determinadas condições limitadas e não é absoluto.
Pode ser utilizado de forma grosseira sem qualquer problema, mas não se deve confiar demasiado nele.
6. Método de cálculo do binário de aperto pretendido:
Tfa = 0,001kdFf / (1 + 0.01m)
Por exemplo, quando o resistência dos parafusos é 8,8 e o tamanho do parafuso é M10, e assumindo k = 0,195 e m = ±5%, o torque de aperto alvo (Tfa) é calculado usando a seguinte fórmula: Tfa = 0,001 × 0,195 × 10 × 0,9 × 640 × 58 / (1 + 0,05) = 63(N・m)
7. Os parafusos podem ficar soltos devido a vários factores:
a. Mudanças rápidas de temperatura. Quando os parafusos são combinados com peças feitas de materiais com diferentes coeficientes de expansão térmica e a temperatura muda rapidamente, os parafusos podem soltar-se. É necessário utilizar rebites para a ligação ou substituir os parafusos por outros do mesmo material que as peças.
b. Vibrações fortes. Os parafusos podem soltar-se devido a vibrações nas posições fixas dos parafusos.
c. Forças em torno do eixo e perpendiculares ao eixo. A força dos parafusos em rotação e a força aplicada perpendicularmente ao parafuso podem facilmente fazer com que os parafusos fiquem soltos e danificados. Neste caso, é importante considerar cuidadosamente a direção de instalação do parafuso e a força aplicada.
d. Quando a superfície da junta que está a ser apertada tem tinta. Se a superfície da peça que está a ser apertada tiver tinta, os parafusos podem soltar-se muito rapidamente.
e. Quando a rigidez da peça que está a ser apertada é baixa. A peça apertada com parafusos de fixação é designada por peça que está a ser apertada. Se esta peça for deformada, não só a deformação plástica mas também a deformação elástica podem fazer com que os parafusos se soltem.
f. Quando as ligas leves e os plásticos são apertados. Mesmo que a temperatura mude apenas ligeiramente, os parafusos podem ficar soltos se a peça que está a ser apertada for feita de liga de alumínio e plástico.
g. Outros factores:
Existem vários métodos para evitar que os parafusos se soltem, mas o "aperto de reforço" é o método mais eficaz para evitar o afrouxamento. Independentemente do tipo de parafuso, estes terão uma folga inicial. Após um período de tempo, o grau de folga e a força de aperto podem diminuir. Após o aperto, se os parafusos forem novamente apertados ao fim de algum tempo, pode evitar significativamente que os parafusos se soltem.
Como fundador da MachineMFG, dediquei mais de uma década da minha carreira à indústria metalúrgica. A minha vasta experiência permitiu-me tornar-me um especialista nos domínios do fabrico de chapas metálicas, maquinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou constantemente a pensar, a ler e a escrever sobre estes assuntos, esforçando-me constantemente por me manter na vanguarda da minha área. Deixe que os meus conhecimentos e experiência sejam uma mais-valia para a sua empresa.
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