Fundamentos de parafusos
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. Eles vêm em diversos tamanhos e, com tecnologia moderna, os parafusos podem ser feitos em tamanhos de 1 milímetro ou até menores.
Parafusos pequenos com tamanhos de 0,5 milímetros ou menos são comumente usados em relógios de pulso, computadores e telefones celulares. Por outro lado, parafusos grandes são geralmente utilizados na construção ou construção de pontes e podem ter uma espessura de até 50 milímetros, ou mesmo uma largura de 100 ou 200 milímetros, dependendo dos requisitos.
Tipos de parafusos
Os parafusos vêm em vários formatos e existem inúmeros novos tipos sendo desenvolvidos por fabricantes em todo o mundo.
Eles geralmente são classificados como parafusos fêmea (que possuem porcas) ou parafusos macho (que incluem parafusos, parafusos pequenos, parafusos fixos, parafusos de turbina, parafusos para madeira e outros).
Os parafusos pequenos podem ainda ser divididos de acordo com o formato de suas cabeças, que incluem parafusos redondos, em forma de borboleta, redondos planos, em forma de panela, escareados e roscados com cabeças em formato positivo ou negativo.
Os parafusos, por outro lado, normalmente têm seis lados, mas também existem parafusos de quatro lados, de cabeça chata e de cabeça redonda.
Assim como os parafusos, os formatos das porcas também variam entre formatos de quatro lados ou redondos, dependendo do uso específico do parafuso.
Os parafusos também são classificados com base na indústria específica em que são utilizados. Por exemplo, parafusos utilizados em relógios, bicicletas, construção, automóveis, maquinaria e construção naval podem diferir nos seus materiais e especificações.
Especificações do parafuso
No Japão, os tamanhos dos parafusos são padronizados com base nas regulamentações ISO, com dimensões uniformes em todo o país. Este requisito de padronização foi inicialmente estabelecido para uniformidade global.
No entanto, estas especificações não são implementadas em outros países como a Europa e os Estados Unidos. Durante o reparo de mercadorias importadas, torna-se necessário seguir as especificações dos parafusos no exterior.
Algumas especificações de parafusos comumente usadas incluem Unified Thread Standard, SAE (Society of Automotive Engineers), Polegadas e Parafusos.
O Japão costumava usar principalmente parafusos de rosca britânicos, mas agora eles estão em transição para o padrão ISO. Os parafusos de rosca britânicos são atualmente usados principalmente na engenharia civil e na construção. A medição da profundidade dos parafusos após serem girados é determinada pelo passo, que é a distância percorrida na rotação.
O passo padrão é 1,0, mas para peças automotivas e outros componentes fortemente tensionados, passos menores, como 0,8, são a norma. Parafusos com passos pequenos e ângulos rasos requerem movimentos suaves durante o processo de torção.
Os parafusos de câmeras e telefones celulares normalmente têm passos pequenos, que devem ser preservados, mesmo que os parafusos sejam curtos. Os parafusos de passo pequeno auxiliam principalmente na miniaturização de produtos, pois possuem passos de rosca e roscas de parafuso menores, tornando-os menores em geral.
Tipos de parafusos
(1) Parafusos Pequenos
Parafusos pequenos são parafusos com diâmetros pequenos e vêm com cabeça. De acordo com o padrão ISO, as cabeças dos parafusos pequenas podem ter formatos de cabeça plana, em forma de panela, escareada ou aderente, enquanto o padrão JIS também inclui formatos de cabeça plana redonda, roscada, redonda, plana e arredondada. Parafusos pequenos servem como forma de aperto e normalmente vêm com ranhuras em espiral ou furos cruzados para auxiliar no giro.
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| Parafuso pequeno de cabeça redonda com fenda | Parafuso pequeno de cabeça chata com recesso cruzado |
(2) Parafuso de posicionamento
É usado para fixar as partes mecânicas móveis através da ponta do parafuso. A ponta do parafuso pode ser plana, pontiaguda, cilíndrica, côncava, redonda, etc. É comumente utilizada como meio de aperto, com ranhuras, soquete hexagonal, cabeça quadrada, etc.
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| Parafuso de posicionamento com fenda | Parafuso de posicionamento de soquete hexagonal |
(3) Parafuso de máquina
Refere-se a um parafuso que pode perfurar suas próprias roscas. O formato da cabeça pode ser redondo, plano, escareado, hexagonal, etc. É comumente usado como dispositivo de aperto, com ranhuras, reentrâncias cruzadas, soquetes hexagonais, etc.
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| Parafuso de máquina de recesso cruzado com furo | Parafuso de máquina de recesso cruzado com 3 ranhuras e um furo |
(4) Parafuso para madeira
É um parafuso de ponta pontiaguda e rosca utilizado para aparafusar madeira. O formato da cabeça pode ser redondo, plano ou oval. É comumente usado como meio de aperto e possui ranhuras, reentrâncias transversais, etc. como métodos de aperto.
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| Parafuso de madeira embutido em cruz | Parafuso roscado para madeira |
(5) Parafuso
É um termo geral para parafusos combinados com porcas. Existem vários tipos, dependendo da forma, desempenho e uso.
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| Parafuso sextavado nominal (Parte grau A) | Parafuso sextavado de diâmetro efetivo (Parte grau B) |
(6) Noz
É um termo geral para componentes de parafuso fêmea.
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| Porca sextavada tipo 1 (Parte grau A) | Porca sextavada com ranhura |
(7) Arruela
É um componente usado entre a superfície do assento de pequenos parafusos, porcas, porcas e peças de aperto. Existem muitos tipos, dependendo da forma, desempenho e uso.
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| Arruela plana com bordas retificadas | Arruela elástica |
(8) Alfinete
É um componente em forma de haste ou cilindro usado para fixar juntas, posições, fixar a rotação do parafuso, etc. O pino também pode ter uma cabeça.
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| Pino cónico | Pino de mola com slot |
Usinagem de parafusos
As seguintes ferramentas podem ser usadas para usinar aproximadamente M2 a M12.
1. Toque em
É usado para fazer furos e usinar roscas internas na parte interna do furo. Este processo é chamado de “tapping”.
2. Morra
É usado para usinar roscas externas na periferia de um objeto cilíndrico.
Formação de parafuso
O processo de fabricação dos parafusos é realizado aproximadamente de acordo com os procedimentos acima. Além destes, também são necessários processos como decapagem, recozimento, perfuração, etc.
Os métodos para formar fios incluem corte e laminação. O corte forma os fios um por um, o que não é adequado para produção em massa.
Por outro lado, a laminação utiliza matrizes de aço dispostas em uma guia para aplicar pressão e enrolar os fios no formato desejado.
Métodos de instalação para pequenos parafusos e porcas
Existem vários tipos de parafusos com diferentes tamanhos, formatos de cabeças, roscas, materiais, comprimentos e facilidade de remoção, cada um com sua 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”. Portanto, é importante entender a composição do equipamento e como consertá-lo e movê-lo.
Vamos pensar sobre isso juntos.
Composição da fixação do parafuso
Geralmente, as pessoas pensam que devem apertar o parafuso o máximo possível, mas podem não saber 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 sejam firmemente fixadas umas às outras quando apertadas.
Qual é o aperto apropriado?
Os parafusos em dispositivos móveis estão energizados e podem se soltar naturalmente com o tempo. Durante o processo de aperto, o parafuso se estende para frente, o que não pode ser visto, mas certamente está acontecendo. É quando o parafuso trabalha mais, proporcionando 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 deste ponto, ele quebrará e a tarefa, que estava quase concluída, falhará.
Quanto à questão de “qual o aperto adequado”, é difícil chegar a uma conclusão sobre o valor numérico adequado, pois depende do tamanho do parafuso, material, finalidade, etc. Explicarei a distância geral de aperto mais tarde.
Método de aperto do parafuso 1:
Primeiramente, tanto o parafuso quanto o material onde será fixado devem estar limpos. Objetos estranhos podem impedir que o parafuso gire suavemente e fique firmemente preso.
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 encontrar.
Ao apertar, tente usar uma postura corporal que facilite a aplicação de força, mesmo usando uma alça pequena. Operar com 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 “pressione: aperte = 7: 3”.
Ao apertar, comece manualmente para confirmar se o parafuso gira suavemente. Mesmo que haja problemas, é mais fácil confirmá-los nesta fase do que usando uma ferramenta. Preste atenção também ao tamanho efetivo de aperto no lado da porca; se o parafuso for maior que o comprimento efetivo, o parafuso não poderá se mover.
Parafusos especiais utilizados em equipamentos 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 que o sem, então preste atenção no torque de aperto!
Método de aperto de parafuso 2:
Ao utilizar 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 a que está mais distante e depois prossiga para a próxima.
A ordem básica para fixação temporária, quando há parafusos de aperto na parte superior e inferior, é apertar primeiro a parte superior, depois a inferior e depois o restante em uma ordem específica. Para reforçar e apertar os parafusos, siga o método descrito acima. Depois que todos os parafusos estiverem temporariamente fixados, eles deverão ser reforçados e totalmente apertados em ordem.
Além disso, o reforço e o aperto dos parafusos devem ser feitos gradativamente e com repetição, até atingir o torque necessário. É importante garantir que todos os parafusos sejam colocados antes de fazer o aperto temporário, e a colocação dos parafusos por 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. Neste ponto, a posição do aparelho deve ser confirmada. Esta é uma prática profissional na indústria.
Como usar um Tapper Tap?
Selecionando e usando um toque em forma de cruz
Pode ser usada uma torneira que não corresponda à ranhura “+” de um parafuso?
Insira a torneira na ranhura “+” do parafuso e observe-a horizontalmente. Por exemplo, para parafusos com comprimento igual ou inferior a 1 cm e diâmetro inferior a φ4 mm, a ponta da torneira deve encaixar suavemente. Se a torneira cair ou balançar, causará desgaste na ponta da torneira e não corresponderá ao tamanho da torneira. É claro que danos na ranhura do parafuso também afetarão o torque de aperto.
A torneira deve ser inclinada ao girar o parafuso?
Do pulso à torneira e ao parafuso, é importante manter a consistência. Torcer a torneira com demasiada força na ranhura do parafuso pode causar abrasão tanto na ranhura do parafuso como na torneira.
A abordagem especializada
Selecione a chave de fenda apropriada para combinar com o parafuso. Coloque a cabeça da chave de fenda no parafuso e certifique-se de que ela se encaixe perfeitamente na ranhura horizontalmente ou, mesmo se tiver que ser colocada para baixo, certifique-se de que ela possa ser inserida no orifício do parafuso.
Em seguida, mantendo a chave de fenda em linha reta do parafuso ao pulso, aperte o parafuso com facilidade. Utilize a chave de fenda para manter o parafuso nivelado, sem o uso de ímãs ou adesivos.
A abordagem amadora
Usando uma chave de fenda de alta qualidade, mas de tamanho errado. A ponta da chave de fenda não cabe no parafuso e não pode ser mantida nivelada, tornando tentador aplicar adesivo na ponta da chave de fenda.
Como resultado, o parafuso não pode ser mantido reto e fica inclinado. A ranhura da chave de fenda e o parafuso estão instáveis, causando danos à ranhura do parafuso. Ao girar, o movimento do pulso causa atrito na ranhura e danifica o orifício do parafuso.
Torque da chave sextavada (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） |
- ※Nota 1: Refere-se ao torque da chave, que é diferente do torque de aperto.
- ※Nota 2: O torque de uma chave com ponta esférica é menor.
O torque de uma chave hexagonal é aproximadamente metade do tamanho da chave.
Instruções para usar uma chave sextavada (chave Allen)
Existem dois tipos de chaves hexadecimais. Independentemente do modelo, a extremidade mais curta é referida como lado “A” e a extremidade mais longa é referida como lado “B”. O lado “B” é para fixação temporária, enquanto o lado “A” é para reforço e aperto. Claro, usar apenas o lado “A” para apertar também é aceitável.
Não utilize o lado “B” para reforço e aperto, principalmente para modelos com ponta esférica, pois a parte esférica é fraca e pode quebrar facilmente. Por favor, seja cuidadoso.
Então por que ter um final de bola? Devido à consideração da eficiência do trabalho, a extremidade esférica permite uma rotação fácil.
Comparado aos modelos sem ponta esférica, é fácil entender como usá-lo. O aperto com uma só mão não é fácil em modelos que não possuem extremidade esférica.
Sentido de rotação para apertar um parafuso
Em geral, o sentido de rotação para apertar um parafuso é no sentido horário (CW). Claro, há também uma rotação no sentido anti-horário (CCW) para desaparafusar o parafuso, que é usado para fins específicos. Portanto, nem todos os sentidos de aperto dos parafusos são no sentido horário.
A rotação no sentido anti-horário (CCW) é usada principalmente para evitar afrouxamento e ajustar o comprimento. Você já usou um parafuso que requer rotação no sentido anti-horário? Como em uma bicicleta?
Os parafusos instalados para uso esquerdo ou direito não são iguais. O pedal do lado direito não pode ser instalado no lado esquerdo e vice-versa.
Algumas dicas e conhecimentos sobre o uso de parafusos
“Parafusos” são componentes metálicos que costumamos usar ao nosso redor. Se usados incorretamente, os parafusos podem se soltar ou cair. O aperto de parafusos também requer um certo nível de técnica e conhecimento relacionado.
Aqui estão algumas dicas sobre aperto de parafusos:
1. Quando um parafuso não está apertado o suficiente, ele pode se soltar e se desfazer.
Quando um parafuso é girado (referido como 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 se solta, pode ser devido a um aperto insuficiente.
2. Os parafusos também podem se soltar se forem apertados demais.
Apertar demais não apenas faz com que os parafusos se soltem, mas ao apertar um material macio, pode fazer com que os parafusos se soltem. Neste caso, reaperte.
3. Apertar demais os parafusos às vezes pode causar danos.
Geralmente, 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 sextavados), as porcas podem ser danificadas quando os parafusos são apertados com muita força.
Neste momento, o operador pode não notar os danos nas porcas. Tenha cuidado para não apertar demais e danificar os parafusos. Se outras cargas forem aplicadas após o aperto, o parafuso e as peças adjacentes poderão ficar deformados e os parafusos poderão se soltar.
4. Aperte corretamente.
Conforme mencionado anteriormente, se os parafusos não forem apertados, eles poderão se soltar. Além disso, os parafusos apertados demais também podem se soltar. O aperto adequado é necessário e as diretrizes de aperto adequadas são as mais importantes.
A força de aperto alvo é determinada pelo tipo de parafuso, pela resistência do parafuso, pelo atrito entre o parafuso e a superfície da base e pelo método de aperto. O método de aperto é especificado pelos padrões JIS.
A fórmula para a força de aperto alvo da operação de aperto também é especificada nas normas JIS.
5. O torque de aperto recomendado não é absoluto.
Existem vários métodos para gerenciamento de aperto, incluindo método de torque, método de ângulo de rotação e método de inclinação do parafuso.
Entre estes, o método do torque é o mais utilizado. Portanto, o torque de aperto recomendado em vários livros de dados e amostras só é adequado para uso sob certas condições limitadas e não é absoluto.
Ele pode ser usado aproximadamente sem nenhum problema, mas não deve ser excessivamente confiável.
6. Método de cálculo do torque de aperto alvo:
Tfa = 0,001kdFf / (1 + 0,01 m)
- Tfa: torque de aperto alvo (N・m) Ao usar o “método de torque” para aperto, o torque de aperto alvo pode ser obtido aproximadamente calculando de acordo com o formato acima.
- k: Coeficiente de torque (valor mínimo obtido no teste de aperto em JIS B 1084)
- d: Diâmetro nominal do parafuso (mm)
- Ff: A resistência (ou limite de escoamento) do componente do parafuso comum x 85% do As (N / mm2)
- Como: Área efetiva da seção transversal do parafuso (mm2)
- m: Precisão do torque da ferramenta de aperto (%)
Por exemplo, quando o grau de resistência do parafuso 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 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 utilizar rebites para 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 dos parafusos giratórios e a força aplicada perpendicularmente ao parafuso podem facilmente fazer com que os parafusos se soltem e sejam danificados. Neste caso, é importante considerar cuidadosamente a direção de instalação do parafuso e a força aplicada.
d. Quando a superfície da junta a ser apertada contém tinta. Se a superfície da peça a ser apertada estiver pintada, os parafusos podem se soltar muito rapidamente.
e. Quando a rigidez da peça a ser apertada é baixa. A peça apertada com parafusos de fixação é chamada de peça a ser apertada. Se esta 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 ficar soltos se a peça a ser apertada for feita de liga de alumínio e plástico.
g. Outros fatores:
- Quando várias peças são apertadas com um parafuso.
- Quando arruelas são usadas para apertar os parafusos.
- Ao usar parafusos com comprimentos nominais mais curtos.
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, eles apresentarão folga inicial. Após um período de tempo, o grau de frouxidão e a força de aperto podem diminuir. Após o aperto, se os parafusos forem reapertados novamente após algum tempo, isso poderá impedir significativamente que os parafusos se soltem.
