Guia completo para arruelas: tipos, materiais e tabela de tamanhos

Arruelas usadas em conjunto com sistemas de fixação são componentes essenciais da maioria das peças. Esses componentes em miniatura, geralmente feitos de vários materiais, incluindo aço carbono e aço inoxidável, servem como vedações ou espaçadores. Eles também atuam como proteção contra fluidos e amortecedores de vibração.

Neste artigo, examinaremos os diferentes tipos de arruelas, os materiais usados ​​para fabricá-las e como escolher a arruela certa para suas necessidades. Então continue lendo para descobrir.

O que é uma lavadora?

As arruelas são discos pequenos, redondos e planos com um orifício no meio. Eles são feitos de vários materiais, incluindo latão, aço inoxidável, aço carbono e materiais não metálicos, como cerâmica, resinas fenólicas, plástico, etc. A função das arruelas é facilitar a distribuição da carga em uma área relativamente grande.

Uma arruela colocada entre uma superfície e um parafuso atua como espaçador e minimiza os efeitos da vibração de equipamentos ou máquinas e evita a corrosão.

Finalidade de uma lavadora

As arruelas são essenciais ao conectar peças com porcas e parafusos. Aqui você pode descobrir para que servem as arruelas.

Distância e alinhamento

Arruelas podem ser usadas como espaçadores. Se inserirmos um parafuso roscado em um objeto que seja mais longo que sua profundidade, o parafuso ficará saliente na parte de trás do objeto. Por exemplo, se você tentar inserir um parafuso de 3 polegadas de profundidade em um objeto de 2 polegadas de profundidade, o parafuso de 1 polegada de comprimento ficará saliente na parte de trás do objeto.

No entanto, colocar uma arruela no fixador antes de parafusá-lo no objeto ajudará a evitar essa saliência. Isso é feito criando um preenchimento que garante que a veneziana não penetre muito profundamente no objeto. As arruelas também compensam pequenas variações no espaçamento entre diferentes tipos de fixadores e peças, garantindo o alinhamento adequado.

Distribuição de carga

As arruelas ajudam a distribuir a carga de maneira mais uniforme em uma área de superfície maior. O risco de deformação, dano ou falha do material é reduzido pelas arruelas porque elas distribuem a força gerada por uma porca ou parafuso. Por exemplo, aparafusar um parafuso em um material mais macio pode causar rachaduras na superfície. No entanto, com arruelas o risco de danos é mínimo.

Proteção de vedação/fluido

As vedações desta categoria impedem a entrada e saída de água e outros líquidos. Arruelas de vedação são comumente usadas em tubulações e conexões de água para criar uma vedação estanque. As arruelas de vedação fluida são feitas de um material flexível e esta escolha de material garante que elas sejam totalmente pressionadas contra a superfície do objeto.

Amortecimento de vibração

Alguns tipos de arruelas têm a capacidade de absorver vibrações. As arruelas nesta categoria são principalmente não metálicas. Em vez disso, materiais mais macios, como plástico, borracha ou uretano, são usados ​​para fabricá-los. Esses materiais mais macios absorvem melhor as vibrações do que elementos mais duros como o metal.

Além disso, arruelas amortecedoras de vibração protegem as peças acopladas contra danos. Isto é especialmente verdadeiro quando um dos dois objetos conectados por uma conexão roscada vibra violentamente.

Prevenção de danos

A cabeça da porca ou parafuso e a superfície à qual ela é fixada são separadas por arruelas que servem como barreira protetora. Isto mantém a integridade do material e preserva a aparência das superfícies conectadas, evitando danos, arranhões, amassados ​​e outros danos.

Proteção contra corrosão

Os fixadores de arruelas, especialmente aqueles feitos de materiais resistentes à corrosão, fornecem proteção adicional contra corrosão e ferrugem. Isto é crítico em locais onde a exposição prolongada à umidade, produtos químicos fortes ou outros elementos podem danificar o sistema de fixação.

Diferentes tipos de arruelas

Os fabricantes usam diferentes tipos de arruelas para fabricar e unir peças. Abaixo estão várias arruelas e seus usos.

Arruelas

Arruelas planas são o tipo mais popular. Elas distribuem a força e protegem o objeto ao qual o parafuso ou porca está fixado. Eles também ajudam a garantir que o parafuso ou porca se encaixe corretamente em um orifício grande. As arruelas planas nesta categoria incluem:

Disco de torque

Essas arruelas são usadas principalmente em marcenaria. Quando uma porca é apertada, os dentes externos das arruelas possuem orifícios quadrados que impedem a rotação do parafuso associado.

máquina de lavar

As arruelas planas têm um furo no centro e são planas ou em formato de disco. Eles são ideais para parafusos de cabeça pequena, pois distribuem o peso sobre uma área de superfície maior.

Arruela de pára-lama

As arruelas do pára-lama são maiores e possuem um pequeno orifício no meio. Você pode distribuir a carga por uma área maior. Essas arruelas são usadas principalmente nas indústrias de processamento de chapas metálicas, pára-lamas e encanamentos.

Disco de fechamento ou escareador

As arruelas escareadas nesta categoria geralmente criam um acabamento nivelado quando fixadas com um parafuso escareado de cabeça chata. Essa capacidade de acomodar fixadores escareados se deve ao topo rebaixado.

disco de ombro

Os fixadores de placa de ombro nesta categoria estão disponíveis em uma variedade de materiais, incluindo PTFE, fibra de vidro, metal, fenólico e náilon. Esses discos em formato de ombro geralmente servem como isolantes para parafusos e fios.

Arruela C

A arruela C é semelhante a uma arruela plana, mas a principal diferença é que ela possui um furo no centro, formando um formato de C. A principal vantagem deste tipo de arruela é que ela pode ser ajustada, removida ou trocada sem a necessidade de retirar o fixador.

Arruelas de pressão

As arruelas de pressão são ideais para máquinas que vibram fortemente durante a operação. Eles se movem com as vibrações, evitando que se soltem ou se soltem devido à sua flexibilidade axial, o que por sua vez aumenta a flexibilidade da conexão. Existem diferentes tipos de arruelas de pressão.

Belleville ou arruela cônica

Essas arruelas, geralmente chamadas de arruelas de pressão cônicas, são usadas para manter a tensão durante a expansão e contração térmica do conjunto. Eles podem carregar grandes pesos e dobrar apenas ligeiramente.

Arruela elástica

Sabe-se que um disco de cúpula tem alta capacidade de carga com deflexão mínima. Também absorve vibrações excessivas e suaviza a superfície.

Além disso, possuem curvas de solo que criam uma superfície de contato mais plana. Eles podem ser usados ​​em qualquer lugar. Uma arruela de pressão em meia-lua seria útil, embora também seja necessário nivelar a superfície.

Arruela de pressão ondulada

As arruelas de pressão onduladas são curvadas em duas direções e são comumente usadas como amortecedores ou espaçadores. Eles podem suportar peso moderado e proteger contra desgaste excessivo da superfície.

Arruela elástica

As arruelas de aço com mola de dedo são feitas de aço carbono e consistem em três flanges curvas. Eles ajudam a reduzir a vibração, o desgaste por deslizamento, o desgaste adicional, o amortecimento e o ruído nas peças rotativas.

O aço carbono é frequentemente usado para fazer arruelas de pressão. Eles combinam os pontos de carga especificados da arruela ondulada com a flexibilidade da arruela de alojamento.

Arruela de pressão em forma de lua crescente

A arruela de pressão meia-lua, também chamada de arruela de pressão curva, tem uma aparência levemente curvada que fornece pressão mais baixa, mas ainda permanece flexível. Eles têm uma grande faixa de deflexão e podem suportar cargas extremamente leves.

Essas arruelas apresentam características lineares de deflexão de carga e fornecem taxas de mola consistentes em toda a faixa de deflexão.

Arruelas de pressão

As arruelas de pressão têm como objetivo evitar que parafusos e porcas girem até a posição de afrouxamento. Isto significa que permanecem protegidos mesmo em caso de fortes vibrações causadas pelo funcionamento da máquina ou dispositivo. Em outras palavras, eles prendem fixadores que tendem a se soltar devido ao atrito. Os diferentes tipos de arruelas de pressão incluem:

Arruela elástica

A arruela de pressão, comumente chamada de arruela em espiral, é usada para fixar os fixadores. São anéis descontínuos dobrados para dentro e para fora em direções opostas. Quando este fixador é usado para fixar a arruela dobrada, ambas as extremidades da arruela dobrada são achatadas e cravadas na superfície correspondente.

Arruela de pressão dentada externamente

As arruelas de pressão com dentes externos evitam que a porca ou a cabeça do parafuso se soltem graças à sua estrutura dentária. Eles funcionam melhor com parafusos de cabeça maior. Os numerosos dentes no seu diâmetro externo penetram na superfície e criam assim uma resistência excepcional à pressão. Isso significa que eles oferecem o mais alto nível de resistência à torção.

Arruela de pressão dentada internamente

Existem muitos dentes no diâmetro interno da trava do dente interno para evitar que a cabeça do parafuso ou da porca se solte. Eles fornecem absorção de ruído e choque e mantêm os fixadores de cabeça chata no lugar.

Discos especiais

As máquinas de lavar especializadas não se enquadram especificamente em nenhuma das categorias acima. Aqui estão as informações deles.

Keps porca

Também conhecidas como porcas K-lock, essas arruelas com arruelas integradas facilitam o torneamento. A montagem funciona de forma mais eficiente graças às porcas.

Arruelas de cabeçote

Essas arruelas são perfeitas para consertar ou instalar uma torneira, pois são normalmente usadas em encanamentos.

arruelas de cunha

Essas arruelas são normalmente usadas entre os parafusos para evitar rotação. Arruelas em cunha são normalmente usadas na indústria automotiva. Essas arruelas possuem uma aba interna que impede a rotação do eixo do automóvel. Eles também são usados ​​em peças de chassis e cabeçotes de cilindro.

Disco de ombro isolante

As arruelas isolantes geralmente são feitas de náilon, peek, plástico e outros materiais isolantes. Essas arruelas são mais utilizadas no setor elétrico, onde ajudam a isolar os parafusos de montagem da corrente elétrica.

Selos

As vedações, também conhecidas como O-rings, são feitas de borracha e estão disponíveis em diferentes formatos e tamanhos, dependendo do uso pretendido. É um selo mecânico que preenche o espaço entre duas ou mais superfícies de contato para evitar vazamentos e derramamentos. No setor automotivo, seu principal uso é vedar portos de petróleo e gás e estancar vazamentos.

Além da borracha, as vedações também podem ser feitas de metais leves, como alumínio e outros metais. Essas arruelas garantem uma vedação hermética independentemente da pressão e da temperatura e evitam o escape de gases e líquidos.

Materiais usados ​​para fazer uma lavadora

As arruelas são feitas de vários materiais, incluindo metal, plástico e borracha. O tipo de material com o qual uma arruela é feita geralmente depende do material. Por exemplo, arruelas de metal são usadas principalmente quando é necessária alta resistência. Quando são necessárias vedação hermética e flexibilidade, a borracha é o melhor material. O plástico é ideal para aplicações menores. Abaixo estão os materiais usados ​​para fazer arruelas.

Arruelas de borracha e náilon

É bem conhecido que as arruelas de borracha são feitas de borracha nitrílica sintética. Quando se trata de arruelas de vedação, esse material e o náilon apresentam algumas propriedades semelhantes. Esses discos podem vedar com eficácia superfícies irregulares porque a borracha é mais flexível e flexível. No entanto, a borracha e o náilon têm a desvantagem de se deformarem rapidamente sob fortes forças de pressão, o que encurta a vida útil do disco.

discos metálicos

Devido às diferentes propriedades benéficas dessas arruelas de metal, diferentes tipos e qualidades de metal são utilizados na produção de arruelas. As arruelas de metal geralmente formam uma vedação forte e evitam vazamentos e gotejamentos, especialmente com arruelas de metal em aço inoxidável, devido à sua resistência à corrosão.

Arruelas metálicas, como cobre ou outros metais mais macios, não apenas evitam vazamentos em alguns casos, mas também podem contribuir para a segurança das conexões, reduzindo a vibração da máquina.

Discos de plástico

Em comparação com os metais, os discos de plástico fabricados por moldagem por injeção são mais baratos. Considere usar uma arruela plástica se sua aplicação não exigir força excessiva. Além disso, use uma arruela plástica quando for necessário isolamento elétrico e resistência à vibração.

Os discos de plástico são particularmente adequados para a eletrônica. Eles estão disponíveis em diversas cores, mas também existem discos de plástico transparente.

Tabela de tamanhos de diferentes arruelas

Os maquinistas usam dois padrões principais de tamanho para arruelas: arruelas SAE e arruelas planas USS. As arruelas SAE são geralmente mais finas e menores que as arruelas USS. Abaixo está uma tabela que mostra os tipos de lavadoras de ambas as categorias de lavadoras.

Quais são os formatos das arruelas?

As arruelas vêm em vários formatos, geralmente dependendo de sua funcionalidade. Existem alguns formatos de arruelas.

Forma esférica

Para sua finalidade, essas arruelas possuem um plano paralelo e preciso entre a cabeça do parafuso e a superfície da porca. As arruelas esféricas corrigem e compensam automaticamente o desalinhamento angular entre os níveis, evitando que o parafuso dobre. Exemplos disso são arruelas de pára-lama, ranhuradas, escareadas e planas.

Forma quadrada

Em comparação com as arruelas redondas, as arruelas quadradas têm uma área superficial maior, o que melhora a distribuição do torque. Contribuem para a resistência à corrosão e prevenção da rotação.

Além disso, eles são usados ​​para limitar corrente elétrica, vibração e som quando usados ​​em aplicações sísmicas. As arruelas nesta categoria incluem arruelas planas, texturizadas e escareadas.

Formato do ombro

Essas arruelas também são conhecidas como arruelas isolantes. Eles não são metálicos e geralmente são feitos de náilon. Os discos dos ombros geralmente têm uma haste longa ou curta. Eles protegem os fixadores contra umidade e sujeira.

forma de onda

As arruelas onduladas geralmente são feitas de metal e geralmente curvadas em duas direções. Eles servem principalmente como espaçadores ou almofadas. Quando comprimidos, transportam cargas e mantêm a tensão nos fixadores. Um exemplo disso é a lavadora de ondas.

Em forma de C

As arruelas C são projetadas para deslizar para dentro e para fora de um parafuso sem necessariamente ter que afrouxá-lo. Eles são usados ​​como dispositivo de fixação em um eixo ranhurado. Eles ajudam a manter os componentes no lugar. Exemplos disso são arruelas de pressão e arruelas com fenda.

Padrões de lavadoras que você precisa conhecer

Arruelas ASME ANSI B18.22.1

O padrão ASTM F844 cobre as arruelas planas da série em polegadas amplamente utilizadas. Estas arruelas planas são fabricadas com uma superfície de rolamento e são usadas sob cabeças de parafusos ou fixadores tipo parafuso com roscas externas.

ASME B18.21.1 Arruela de pressão com mola espiral

As arruelas de pressão da série Inch estão disponíveis nos estilos Regular, Heavy Duty, Extra-Duty e High Collar. Eles são feitos de aço inoxidável, aço 65Mn ou #70 ou aço para mola. Para aplicações comuns, as arruelas de pressão distribuem a carga sobre uma área maior em alguns projetos de cabeçote e fornecem uma superfície de contato endurecida para compensar a folga resultante entre os componentes.

Arruelas planas DIN 125A

As arruelas planas de acordo com DIN 125A são feitas de chapa metálica, possuem uma superfície de contato lisa e são colocadas sob as cabeças das porcas e parafusos. As arruelas planas geralmente são feitas de aço inoxidável e aço carbono.

Arruelas de pressão DIN 6799

Um tipo de aço para mola ou outra arruela de alto desempenho, uma peça da máquina feita de aço inoxidável é a arruela de pressão de acordo com DIN6799, também conhecida como anel E. É utilizado como eixo excêntrico com ranhuras para travamento de mola e é adequado para transmissão de forças axiais.

Como escolher a lavadora certa?

Ao escolher uma lavadora adequada para o seu projeto, existem algumas regras ou fatores que você deve ter em mente para garantir a escolha da lavadora certa para suas necessidades.

Tipo de material

O primeiro fator que você deve considerar ao escolher uma arruela é a resistência do material que planeja usar. Se você usar uma arruela mais resistente que o material de base, o material de base poderá ser danificado. Porém, se for difícil encontrar uma arruela com resistência que corresponda ao material de base, é melhor usar arruelas grandes para evitar reentrâncias no material. Isto é especialmente verdadeiro quando se trabalha com materiais de fibra de vidro, borracha e plástico.

Ajuste a arruela à espessura do parafuso

O tipo de parafuso utilizado também deve determinar o tipo de arruela. É melhor combinar parafusos de alta resistência com arruelas de alta resistência para garantir a estabilidade das peças e produtos de acordo com os princípios do projeto de montagem. Certifique-se também de que as peças aparafusadas são semelhantes, ou seja, metal com metal ou plástico com plástico. Não é recomendado aparafusar aço em arruelas de borracha ou plástico.

Preocupações ambientais

É melhor considerar os fatores ambientais nos quais a lavadora será usada. Se a lavadora estiver exposta aos efeitos do tempo e do clima, você deve escolher uma lavadora feita de material resistente à corrosão. Considere também a corrosão galvânica entre metais, o que está fora de questão, pois pode afetar a durabilidade da arruela.

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Concluindo

Perguntas frequentes

Por que usamos arruelas nos parafusos?

Sem uma arruela de parafuso, as roscas do parafuso podem perfurar o material quando apertadas e danificar a superfície de apoio da junta. Os parafusos da arruela ajudam a distribuir o peso.

Qual é a diferença entre arruelas de pressão e arruelas planas?

Enquanto as arruelas de pressão são curvas, as arruelas planas são planas. Os discos planos são usados ​​na maioria das aplicações. As arruelas de pressão são recomendadas para máquinas e peças vibratórias porque fornecem carga axial para neutralizar a vibração e evitar que os fixadores se soltem.

Como usar lavadoras rapidamente?

Primeiro aperte o parafuso na arruela. Em seguida, insira a arruela e parafuse no orifício de montagem. Em seguida, gire a cabeça do parafuso com a chave de tamanho apropriado. Assim que a cabeça do parafuso tocar a arruela, aperte-o.