Você já se perguntou por que alguns parafusos parecem durar para sempre, enquanto outros se soltam e falham? Este artigo explora o fascinante mundo dos parafusos, desde pequenos fixadores em aparelhos até parafusos robustos na construção civil. Saiba mais sobre os diversos tipos de parafusos e os segredos por trás de seus métodos de aperto eficazes. Descubra como a escolha do parafuso e da técnica de aperto corretos pode garantir a durabilidade e a confiabilidade de seus projetos. Seja você um entusiasta do faça-você-mesmo ou um profissional, este guia fornece insights essenciais para evitar falhas nos parafusos e obter 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 e outros. Eles vêm em tamanhos diferentes e, com a tecnologia moderna, os parafusos podem ser fabricados em tamanhos de 1 milímetro ou até menores.
Os parafusos pequenos, com tamanhos de 0,5 milímetros ou menos, são comumente usados em relógios de pulso, computadores e telefones celulares. Por outro lado, os parafusos grandes são geralmente usados na construção civil ou na construção de pontes e podem ter até 50 milímetros de espessura ou até mesmo 100 ou 200 milímetros de largura, dependendo dos requisitos.
Tipos de parafusos
Os parafusos são componentes integrais de fixação em vários setores, com uma variedade cada vez maior de projetos desenvolvidos por fabricantes do mundo todo para atender a necessidades específicas de aplicação.
Em geral, eles são classificados em duas categorias principais: parafusos fêmea (que incluem porcas) e parafusos macho (que incluem parafusos, parafusos de máquina, parafusos de ajuste, parafusos de chumbo, parafusos de madeira e outros). Essa classificação se baseia em seu método de encaixe e em suas características de suporte de carga.
Os parafusos de máquina podem ser ainda mais categorizados de acordo com suas configurações de cabeça, que incluem cabeça panela, cabeça redonda, cabeça oval, cabeça chata, cabeça de enchimento e cabeça de soquete. Essas variações servem a diferentes propósitos funcionais e estéticos. Além disso, os tipos de acionamento, como fenda, Phillips, Pozidriv, Torx e sextavado interno, são projetados para acomodar requisitos específicos de ferramentas e torque.
Os parafusos, embora semelhantes aos parafusos, são normalmente projetados para aplicações com maior capacidade de carga. Em geral, apresentam cabeças hexagonais para maior aplicação de torque, mas parafusos com cabeça quadrada, cabeça de carro (redonda com pescoço quadrado) e cabeça em T também são utilizados em cenários específicos. A escolha da cabeça do parafuso depende de fatores como método de instalação, distribuição de carga e acessibilidade.
Da mesma forma, os projetos das porcas variam para complementar os diferentes tipos de parafusos e porcas. Entre as configurações comuns estão as porcas hexagonais, quadradas, em forma de asa, de capa e de flange. A seleção do tipo de porca é influenciada por fatores como distribuição de carga, resistência à vibração e facilidade de instalação ou remoção.
Os parafusos são ainda mais diferenciados com base em sua aplicação pretendida em vários setores. Por exemplo:
Os materiais, os revestimentos e os recursos específicos de design desses parafusos são adaptados para atender aos requisitos de desempenho, às normas regulamentares e às condições ambientais de seus respectivos setores.
Especificações do parafuso
No Japão, os tamanhos dos parafusos seguem rigorosamente as normas da ISO (Organização Internacional de Padronização), garantindo dimensões uniformes em todo o país. Essa padronização foi implementada inicialmente para promover a consistência global nas especificações dos fixadores.
Entretanto, essas especificações ISO não são universalmente adotadas em outras regiões, como a Europa e os Estados Unidos. Consequentemente, ao consertar produtos importados, os técnicos geralmente precisam trabalhar com diversas especificações de parafusos do exterior. Os padrões comuns de parafusos encontrados incluem o Padrão de Rosca Unificado (UTS), especificações SAE (Sociedade de Engenheiros Automotivos), sistemas baseados em polegadas e vários padrões de parafusos.
Historicamente, o Japão utilizava predominantemente parafusos de rosca britânica. No entanto, o país está atualmente passando por uma transição para os padrões ISO. Os parafusos de rosca britânica ainda são aplicados principalmente em projetos 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 adjacentes da rosca.
Embora o passo padrão seja geralmente de 1,0 mm, passos menores, como 0,8 mm, são comumente empregados em componentes automotivos e outras aplicações de alta tensão. Esses parafusos de passo fino, caracterizados por ângulos de rosca mais rasos, exigem um manuseio cuidadoso durante a instalação para evitar danos à rosca ou rosca cruzada.
Na eletrônica de precisão, como câmeras e dispositivos móveis, prevalecem os parafusos de passo extremamente fino. Mesmo com comprimentos totais curtos, manter o passo preciso da rosca é crucial para esses fixadores em miniatura. O uso de parafusos de passo pequeno contribui significativamente para a miniaturização do produto, pois a altura e o passo reduzidos da rosca permitem dimensões gerais menores do fixador sem comprometer a resistência da fixação.
Os parafusos de passo fino oferecem várias vantagens em aplicações especializadas:
Como a fabricação global continua a evoluir, a compreensão e a adaptação a vários padrões de parafusos continuam sendo essenciais para engenheiros e técnicos que trabalham em cadeias de suprimentos internacionais e serviços de reparo.
(1) Parafusos pequenos
Os parafusos pequenos são parafusos com diâmetros pequenos e vêm com uma cabeça. De acordo com o padrão ISO, as cabeças dos parafusos pequenos podem ter formatos de cabeça plana, em forma de panela, escareada ou aderente, enquanto o padrão JIS também inclui formatos de cabeça plana-redonda, rosqueada, redonda, plana e arredondada-plana. Os parafusos pequenos servem para apertar e normalmente vêm com ranhuras em espiral ou orifícios cruzados para ajudar a girá-los.
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| Parafuso pequeno de cabeça redonda com fenda | Parafuso pequeno de cabeça chata com rebaixo cruzado |
(2) Parafuso de posicionamento
Ele é usado para fixar as peças mecânicas móveis por meio da ponta do parafuso. A ponta do parafuso pode ser plana, pontiaguda, cilíndrica, côncava, redonda, etc. É comumente usado como meio de aperto, com ranhuras, soquete hexagonal, cabeça quadrada, etc.
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| Parafuso de posicionamento com fenda | Parafuso de posicionamento com soquete hexagonal |
(3) Parafuso de máquina
Refere-se a um parafuso que pode rosquear suas próprias roscas. O formato da cabeça pode ser redondo, plano, escareado, hexagonal, etc. É comumente usado como um dispositivo de aperto, com ranhuras, recessos transversais, soquetes hexagonais etc.
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| Parafuso de máquina embutido em cruz com um furo | Parafuso de máquina embutido em cruz com 3 ranhuras e um furo |
(4) Parafuso para madeira
É um parafuso com ponta pontiaguda e rosca usado para parafusar madeira. O formato da cabeça pode ser redondo, plano ou oval. É comumente usado como meio de aperto e tem ranhuras, recessos transversais etc. como métodos de aperto.
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| Parafuso de madeira embutido em cruz | Parafuso de madeira com rosca |
(5) Parafuso
É um termo geral para parafusos que são combinados com porcas. Há vários tipos, dependendo da forma, do desempenho e do uso.
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| Parafuso sextavado nominal (Parte 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 (Parte grau A) | Porca sextavada com fenda |
(7) Arruela
É um componente usado entre a superfície do assento de pequenos parafusos, cavilhas, porcas e as peças de aperto. Há muitos tipos, dependendo da forma, do desempenho e do uso.
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| Arruela plana com bordas retificadas | Arruela de pressão |
(8) Pino
É um componente em forma de haste ou cilindro usado para fixar juntas, posições, rotação de parafusos, etc. em um orifício. O pino também pode ter uma cabeça.
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| Pino cônico | Pino de mola com fenda |
As ferramentas a seguir podem ser usadas para usinar aproximadamente M2 a M12.
1. Toque
Ele é usado para perfuração furos e usinagem de roscas internas no interior do furo. Esse processo é chamado de "rosqueamento".
2. Morrer
É usado para usinar roscas externas na periferia de um objeto cilíndrico.
O processo de fabricação de parafusos é realizado, em linhas gerais, de acordo com os procedimentos acima. Além disso, processos como a decapagem, recozimentoTambém é necessário ter um piercing, etc.
Os métodos de formação de roscas incluem corte e laminação. O corte forma as roscas uma a uma, o que não é adequado para a produção em massa.
Por outro lado, a laminação utiliza matrizes de aço dispostas em uma guia para aplicar pressão e enrolar as roscas no formato desejado.
Há vários tipos de parafusos com diferentes tamanhos, formatos de cabeça, roscas, materiais, comprimentos e facilidade de remoção, cada um com sua própria finalidade. Usamos muitos parafusos em nosso trabalho diário, principalmente para fixação. Aqui, explicaremos o método geral de aperto de parafusos.
Na montagem de máquinas, há dois tipos de operações: "fixas" e "móveis". Portanto, é importante entender a composição do equipamento e como fixá-lo e movê-lo.
Vamos pensar juntos sobre isso.
Em geral, as pessoas acham que devem apertar o parafuso o máximo possível, mas talvez não saibam a condição da conexão entre o pescoço do parafuso e o material que está sendo fixado.
As partes azul e vermelha são esticadas pela rotação do parafuso, como uma rede de pesca, o que permite que elas fiquem bem presas umas às outras quando apertadas.
Os parafusos dos dispositivos móveis são ativos e podem se soltar naturalmente com o tempo. Durante o processo de aperto, o parafuso se estende para a frente, o que não pode ser visto, mas certamente está acontecendo. É nesse momento que o parafuso está trabalhando mais intensamente, fornecendo a força de fixação necessária.
Se for apertado demais, ele relaxará e a força de fixação diminuirá drasticamente. Se o parafuso for apertado demais além desse ponto, ele se quebrará e a tarefa, que estava quase concluída, falhará.
Com relação à pergunta "qual é o aperto adequado", é difícil chegar a uma conclusão sobre o valor numérico adequado, pois ele depende do tamanho do parafuso, do material, da finalidade etc. Explicarei a distância geral de aperto mais adiante.
Primeiro, tanto o parafuso quanto o material ao qual será fixado devem estar limpos. Objetos estranhos podem impedir que o parafuso gire suavemente e seja fixado com firmeza.
Inspecione o parafuso quanto a arranhões, rebarbas e poeira e confirme se a ferramenta de aperto está sendo usada corretamente. Da mesma forma, verifique se há arranhões, rebarbas e poeira na porca, se estiver usando uma, e remova-os se forem encontrados.
Ao apertar, tente usar uma postura corporal que facilite a aplicação de força, mesmo quando estiver usando uma alça pequena. Operar com uma postura incorreta pode facilmente torcer o parafuso e reduzir sua vida útil a cada aperto subsequente. Além disso, preste atenção à pressão, que geralmente deve ser "pressionar: apertar = 7: 3".
Ao apertar, comece com a mão para confirmar se o parafuso pode girar suavemente. Mesmo que haja problemas, é mais fácil confirmá-los nesse estágio do que ao usar uma ferramenta. Preste atenção também ao tamanho efetivo de aperto no lado da porca; se o parafuso for mais longo do que o comprimento efetivo, o parafuso não poderá se mover.
Parafusos especiais usados em equipamentos de semicondutores.
Use 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 externo. O modelo com abertura é mais fraco do que o sem abertura, portanto, preste atenção ao torque de aperto!
Ao usar vários parafusos para fixar componentes, também é importante prestar atenção à sequência de aperto. A sequência básica deve começar a partir da forma mostrada a seguir: aperte primeiro o que estiver mais distante e, em seguida, passe para o próximo.
A ordem básica para a fixação temporária, quando há parafusos de aperto na parte superior e inferior, é apertar primeiro a parte superior, depois a parte inferior e, em seguida, o restante em uma ordem específica. Para reforçar e apertar os parafusos, siga o método descrito acima. Quando todos os parafusos estiverem temporariamente fixados, eles deverão ser reforçados e totalmente apertados em uma determinada ordem.
Além disso, ao reforçar e apertar os parafusos, isso deve ser feito gradualmente e com repetição, até que o torque necessário seja atingido. É importante garantir que todos os parafusos sejam colocados antes de fazer o aperto temporário, e a colocação dos parafusos pela parte superior 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. Nesse momento, a posição do dispositivo de fixação deve ser confirmada. Essa é uma prática profissional no setor.
Seleção e uso de uma torneira em forma de cruz
É possível usar um macho que não corresponda à ranhura "+" de um parafuso?
Insira o macho na fenda "+" do parafuso e observe-o horizontalmente. Por exemplo, no caso de parafusos com comprimento de 1 cm ou menos e diâmetro inferior a φ4 mm, a ponta do macho deve se encaixar sem problemas. Se a torneira cair ou balançar, isso causará desgaste na ponta da torneira e não corresponderá ao tamanho da torneira. Obviamente, danos à ranhura do parafuso também afetarão o torque de aperto.
A torneira deve ser inclinada ao girar o parafuso?
É importante manter a consistência desde o pulso até a torneira e o parafuso. Torcer o macho com muita força na fenda do parafuso pode causar abrasão tanto na fenda do parafuso quanto no macho.
A abordagem de especialistas
Selecione a chave de fenda apropriada para o parafuso. Coloque a cabeça da chave de fenda no parafuso e certifique-se de que ela se encaixe perfeitamente na fenda horizontalmente ou, mesmo que tenha de ser colocada para baixo, certifique-se de que possa ser inserida no orifício do parafuso.
Em seguida, mantendo a chave de fenda em uma linha reta do parafuso até o pulso, aperte o parafuso com facilidade. Use a chave de fenda para manter o parafuso nivelado, sem o uso de ímãs ou adesivos.
A abordagem amadora
Usar uma chave de fenda de alta qualidade, mas com o tamanho errado. A ponta da chave de fenda não se encaixa no parafuso e não pode ser mantida nivelada, o que torna tentadora a aplicação de adesivo na ponta da chave de fenda.
Como resultado, o parafuso não pode ser mantido reto e fica inclinado. A fenda da chave de fenda e o parafuso ficam instáveis, causando danos à fenda do parafuso. Ao girar, o movimento do pulso causa atrito na fenda e danifica o orifício do parafuso.
Torque 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 torque de uma chave hexagonal é aproximadamente 1/2 do tamanho da chave.
Há dois tipos de chaves hexagonais. Independentemente do modelo, a extremidade mais curta é chamada de lado "A" e a extremidade mais longa é chamada de lado "B". O lado "B" é para fixação temporária, enquanto o lado "A" é para reforço e aperto. Obviamente, usar apenas o lado "A" para apertar também é aceitável.
Não use o lado "B" para reforço e aperto, especialmente nos modelos com extremidade esférica, pois a parte esférica é fraca e pode se quebrar facilmente. Tenha cuidado.
Então, por que ter uma extremidade esférica? Devido à consideração da eficiência do trabalho, a extremidade esférica permite uma rotação fácil.
Em comparação com os modelos sem ponta esférica, é fácil entender como usá-la. O aperto com uma só mão não é fácil nos modelos que não têm ponta esférica.
Em geral, o sentido de rotação para apertar um parafuso é no sentido horário (CW). Obviamente, há também uma rotação no sentido anti-horário (CCW) para desparafusar o parafuso, que é usada para fins específicos. Portanto, nem todas as direções de aperto dos parafusos são no sentido horário.
A rotação no sentido anti-horário (CCW) é usada principalmente para evitar o afrouxamento e ajustar o comprimento. Você já usou um parafuso que exige rotação no sentido anti-horário? Como em uma bicicleta?
Os parafusos que são instalados para uso à esquerda ou à direita não são os mesmos. O pedal do lado direito não pode ser instalado no lado esquerdo e vice-versa.
"Parafusos" são componentes de metal que usamos com frequência ao nosso redor. Se usados de forma inadequada, os parafusos podem se soltar ou cair. O aperto de parafusos também exige um certo nível de técnica e conhecimento relacionado.
Aqui estão algumas dicas sobre o aperto de parafusos:
1. Quando um parafuso não é apertado o suficiente, ele pode se soltar e se desfazer.
Quando um parafuso é girado (chamado de torque de aperto), ele gera uma força de aperto na peça que está sendo apertada. O aperto adequado produz a melhor força de aperto. Quando um parafuso fica frouxo, pode ser devido a um aperto insuficiente.
2. Os parafusos também podem se soltar se forem apertados demais.
O aperto excessivo não apenas faz com que os parafusos se soltem, mas, ao apertar um material macio, pode fazer com que os parafusos se soltem. Nesse caso, aperte novamente.
3. Às vezes, o aperto excessivo dos parafusos pode causar danos.
Em geral, se os parafusos forem apertados com muita força, os próprios parafusos serão danificados e as pontas dos parafusos de furo cruzado dos parafusos também serão danificadas.
Quando porcas normais (como aço macio e latão) são usadas como componentes de porcas para objetos com parafusos de alta resistência (como parafusos de soquete hexagonal), as porcas podem ser danificadas quando os parafusos são apertados com muita força.
Nesse momento, o operador pode não perceber o dano às porcas. Tenha cuidado para não apertar demais e danificar os parafusos. Se outras cargas forem aplicadas após o aperto, o parafuso e as peças ao redor poderão ser deformados e os parafusos poderão se soltar.
4. Aperte corretamente.
Como mencionado anteriormente, se os parafusos não forem apertados, eles podem se soltar. Além disso, os parafusos que forem apertados em excesso também podem se soltar. O aperto adequado é necessário, e as diretrizes de aperto adequado são as mais importantes.
A força de aperto desejada é determinada pelo tipo de parafuso, a resistência do parafuso, o atrito 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 nos padrões JIS.
5. O torque de aperto recomendado não é absoluto.
Há vários métodos de gerenciamento de aperto, incluindo o método de torque, o método de ângulo de rotação e o método de inclinação do parafuso.
Entre eles, o método de torque é o mais amplamente utilizado. Portanto, o torque de aperto recomendado em vários livros de dados e amostras só é adequado para uso em determinadas condições limitadas e não é absoluto.
Ele pode ser usado de forma grosseira sem nenhum problema, mas não se deve confiar demais nele.
6. Método de cálculo do torque de aperto desejado:
Tfa = 0,001kdFf / (1 + 0.01m)
Por exemplo, quando o resistência do parafuso é 8,8 e o tamanho do parafuso é M10, e assumindo que k = 0,195 e m = ±5%, o torque de aperto desejado (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 se soltar devido a vários fatores:
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 se soltar. É necessário usar rebites para a conexão ou substituir os parafusos pelo mesmo material das peças.
b. Vibrações severas. Os parafusos podem se soltar devido à vibração nas posições fixas dos parafusos.
c. Forças ao redor do eixo e perpendiculares ao eixo. A força de rotação dos parafusos e a força aplicada perpendicularmente ao parafuso podem facilmente fazer com que os parafusos se soltem e sejam danificados. Nesse caso, é importante considerar cuidadosamente a direção da instalação do parafuso e a força aplicada.
d. Quando a superfície da junta que está sendo apertada tiver tinta. Se a superfície da peça que está sendo apertada tiver tinta, os parafusos podem se soltar rapidamente.
e. Quando a rigidez da peça que está sendo apertada é baixa. A peça apertada com parafusos de fixação é chamada de peça que está sendo apertada. Se essa peça for deformada, não apenas a deformação plástica, mas também a deformação elástica pode fazer com que os parafusos se soltem.
f. Quando ligas leves e plásticos são apertados. Mesmo que a temperatura mude apenas ligeiramente, os parafusos podem se soltar se a peça que estiver sendo apertada for feita de liga de alumínio e plástico.
g. Outros fatores:
Há 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, eles 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 apertados novamente depois de algum tempo, isso pode evitar significativamente que os parafusos se soltem.
Como fundador do MachineMFG, dediquei mais de uma década de minha carreira ao setor de metalurgia. Minha vasta experiência permitiu que eu me tornasse um especialista nas áreas de fabricação de chapas metálicas, usinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou sempre pensando, lendo e escrevendo sobre esses assuntos, esforçando-me constantemente para permanecer na vanguarda do meu campo. Permita que meu conhecimento e experiência sejam um trunfo para sua empresa.
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