1. Compreendendo os parafusos
Definição de parafuso: Tipo de fixador composto por duas partes, uma cabeça e um parafuso (cilindro com rosca externa).
Classificação dos parafusos:
Formato da cabeça: Cabeça hexagonal, cabeça redonda, cabeça quadrada, cabeça escareada, etc.
Comprimento da Linha: Fio Completo e Meio Fio;
Formato do dente da rosca: triângulo, trapézio, formato de tubo, etc.
Direção da linha: direita e esquerda.
Especificações dos parafusos: (GB/T1237)
As especificações de rosca dos parafusos determinam as especificações da chave usada (GB/T4388)
| Diâmetro da rosca d/mm |
Dimensão oposta s/mm |
Tamanho da chave S/mm |
Diâmetro da rosca d/mm |
Dimensão oposta s/mm |
Tamanho da chave S/mm |
| M5 | 8 | 8 | M18 | 27 | 27 |
| M6 | 10 | 10 | M20 | 30 | 30 |
| M8 | 13 | 13/14 | M22 | 32 | 32 |
| M10 | 17 | 16/17 | M24 | 36 | 36 |
| M12 | 19 | 18/19 | M27 | 41 | 41 |
| M14 | 22 | 22 | M30 | 46 | 46 |
| M16 | 24 | 24 | M36 | 55 | 55 |
Graus de desempenho dos parafusos (GB/T3098.1-2010)
A designação do grau de desempenho de um parafuso está impressa em sua cabeça e geralmente é representada por X e Y.
X100 representa o valor nominal da resistência à tração do material do parafuso, em unidades de MPa.
X100 * (Y/10) representa o valor do limite de escoamento do parafuso, em unidades de MPa.
Existem mais de 10 notas de desempenho, incluindo 3,6, 4,6, 4,8, 5,6, 6,8, 8,8, 9,8, 10,9 e 12,9.
Parafusos de alta resistência referem-se a parafusos com graus de desempenho de 8,8 ou superior, feitos de aço-liga de baixo carbono ou aço de médio carbono e tratados termicamente (temperados e revenidos).
Os parafusos comuns, também conhecidos como parafusos comuns, podem ser divididos em parafusos refinados (graus A e B: 5,6 ou 8,8) e parafusos brutos (grau C), com graus de desempenho geralmente de 4,6 ou 4,8.
2. Princípios de conexão de parafuso
A conexão aparafusada refere-se ao uso de parafusos e porcas para proteger a conexão de dois componentes com furos passantes e é uma conexão destacável.
Os tipos de conexões aparafusadas podem ser divididos com base no ajuste entre o parafuso e o furo passante:
Conexão de parafuso comum: Há uma lacuna entre o furo e a haste após a montagem, a estrutura é simples, a montagem e a desmontagem são convenientes, pode ser montada e desmontada várias vezes e é amplamente utilizada.
Conexão do parafuso com furo articulado: Não há folga após a montagem, suportando principalmente cargas laterais, podendo também ser utilizado para posicionamento.
Princípio de funcionamento da conexão por parafuso
Lei de Hooke: Quando um material sólido é submetido a tensão, existe uma relação linear entre a tensão e a deformação (deformação unitária) no material.
Análise de cisalhamento e tração de conexões de parafuso (I)
Conexão do parafuso de cisalhamento: Transmite energia através da compressão mútua da haste do parafuso e da parede do furo.
Conexão de parafuso de tração: Depende principalmente da pré-tensão do parafuso após o aperto.
Quando o componente conectado tem uma grande rigidez e os parafusos estão dispostos simetricamente, cada parafuso suportará a tensão média na conexão.
Quando o componente conectado tem uma rigidez pequena, o flange de conexão irá dobrar e deformar, gerando força de alavanca.
Análise de cisalhamento e tração de conexões de parafuso (II)
Além do cisalhamento e da tensão, as conexões aparafusadas também podem estar sujeitas a: vibração, temperatura, tensões laterais (vento, fluxo, pressão, etc.), mudanças nas cargas e outras forças.
Existem três métodos de aperto de parafusos:
Método de aperto por torque: O princípio é que existe uma certa relação entre o tamanho do torque e a força axial de pré-aperto. Este método de aperto é simples e intuitivo de operar e é amplamente utilizado atualmente.
Método de aperto angular: O ângulo de rotação é proporcional à soma da extensão do parafuso e à frouxidão do componente apertado. Portanto, o método de girar o parafuso no ângulo especificado para atingir a força de aperto desejada pode ser adotado.
Método de aperto do ponto de escoamento: O objetivo teórico é apertar o parafuso logo após o ponto limite de escoamento.
3. Métodos de aperto de parafusos
Método de aperto por torque
Aplicar força de pré-aperto ao fixador girando a parte da porca do fixador
O torque aplicado obedece à regra 5-4-1.
Lubrificação somente na extremidade da peça de aperto do parafuso/parafuso.
| Fricção da cabeça do parafuso | Fricção de rosca | Pré-carregar | |
| Situação geral | 50% | 40% | 10% |
| Lubrificação da cabeça do parafuso | 45% | 40% | 15% |
| Lubrificação de rosca | 50% | 30% | 20% |
| Rosca com defeito | 50% | 45% | 5% |
Princípio da sequência de aperto dos parafusos
Aperte em sequência a partir do meio, depois dos dois lados, depois na diagonal e, finalmente, no sentido horário, em etapas.
Geralmente dividido em duas etapas de aperto: na primeira etapa apertar com torque de cerca de 50% e na segunda etapa apertar com torque de 100%.
A extremidade do parafuso deve sobressair 1-3 passos além da porca.
4. Assuntos que necessitam de atenção no uso de parafusos
1. Antes de preparar a montagem do parafuso é necessário:
Verifique se o parafuso e a porca estão limpos, sem ferrugem e sem rebarbas e saliências.
Verifique o plano de contato entre a peça conectada e o parafuso e a porca e verifique se está perpendicular ao furo do parafuso.
Além disso, verifique o aperto do parafuso e da porca.
2. Ao montar a porca e a arruela plana, a porca e a arruela devem ser montadas com o verso voltado para a peça conectada.
O lado da porca marcado com caracteres é o lado frontal e o lado liso da arruela é o lado frontal.
3. Diretrizes de operação de força (apenas para referência):
| Especificação do parafuso d/mm | Torque aplicado M/Nm | Fundamentos Operacionais | Especificação do parafuso d/mm | Torque aplicado M/Nm | Fundamentos Operacionais | |
| M6 | 3.5 | Apenas força de pulso | M16 | 71 | Aumentar a força geral | |
| M8 | 8.3 | Adicione força no pulso, força no cotovelo | M20 | 137 | peso corporal total | |
| M10 | 16.4 | Aumentar a força geral | M24 | 235 | Adicione peso corporal total | |
| M12 | 28,4 | Adicione força de meio corpo | / | / | / | |
4. A chave para evitar a folga dos parafusos nas conexões dos parafusos reside em evitar a rotação relativa das roscas dos parafusos. Existem três métodos comuns de afrouxamento de parafusos:
Anti-afrouxamento por fricção
- Arruela de pressão anti-afrouxamento
- Porca dupla anti-afrouxamento
- Porca autotravante anti-afrouxamento
Anti-afrouxamento mecânico
- Contrapino anti-afrouxamento
- Arruela de pressão anti-afrouxamento
Anti-afrouxamento permanente
- Estacando anti-afrouxamento
- Adesivo anti-afrouxamento
5. Problemas comuns na remoção de parafusos
Ao afrouxar os parafusos do flange em tubos e válvulas:
Afrouxe metade dos parafusos do corpo primeiro para permitir que qualquer óleo, vapor ou água restante seja descarregado do lado oposto para evitar respingos ou queimaduras.
No caso de parafusos com cola que não podem ser afrouxados:
A maior parte da cola é uma solução orgânica e pode ser embebida em óleo de banana ou álcool por meia hora, ou coberta com algodão embebido em álcool no parafuso. Quanto maior o tempo, mais a cola se dissolverá.
No caso de parafusos enferrujados que não podem ser afrouxados:
Pulverize WD-40 e espere meia hora. O spray penetrará no parafuso para dissolver a ferrugem.
Outros métodos: vibração, lubrificação, torrefação, perfuração
No caso de parafusos deslizantes que não podem ser afrouxados:
Soluções corrosivas, como ácido diluído ou ácido clorídrico, podem corroer lentamente o parafuso.
Use ácido para metal e álcali para plástico.
6. Equívocos comuns no uso de parafusos
Grosso no lugar de fino:
Algumas juntas importantes, como eixos de transmissão e volantes, utilizam parafusos de rosca fina.
Os parafusos com rosca fina têm passo e ângulo menores e apresentam vantagens como alta resistência e bom desempenho de travamento automático. Eles têm forte capacidade de suportar impactos, vibrações e cargas de troca.
Se parafusos de rosca grossa forem usados em vez de parafusos de rosca fina, eles poderão se soltar ou se soltar e causar acidentes.
Ajuste incorreto:
Os parafusos que suportam cargas transversais e forças de cisalhamento (como parafusos do eixo de transmissão e parafusos do volante) possuem ajustes transicionais com os furos dos parafusos. A montagem deve ser sólida e confiável e capaz de suportar forças laterais.
Se não for verificado durante a montagem, ainda poderão existir grandes espaços entre o parafuso e o orifício do parafuso, resultando em parafusos soltos ou acidentes de corte.
Nozes mais grossas:
Ponto de vista incorreto: Porcas mais grossas podem aumentar o número de voltas de trabalho da rosca e melhorar a confiabilidade das juntas.
Na verdade, quanto mais espessa a porca, mais desigual será a distribuição da carga entre cada volta da rosca, facilitando a folga da junta.
Uma porca com várias arruelas:
Às vezes, os parafusos montados são muito longos, então algumas pessoas colocam muitas arruelas de pressão em um parafuso.
Durante o processo de aperto, as arruelas de pressão são submetidas a forças desiguais e algumas podem quebrar, reduzindo a força de pré-aperto do parafuso.
Ou gerar cargas excêntricas, reduzindo a confiabilidade da conexão aparafusada.
A lavadora é muito grande: (GB/T97.1-2002 Tabela 1, M5 a M36: o diâmetro interno da arruela é maior que o diâmetro da rosca em 0,3 mm a 1 mm)
Prática incorreta: Devido à falta de arruelas adequadas, uma arruela com diâmetro interno maior é utilizada como substituta.
Isto resulta numa diminuição do contato entre a parte inferior da cabeça do parafuso e a arruela, levando a uma diminuição na capacidade de suporte de pressão ou na força de travamento da arruela. Sob a influência de vibrações e cargas de impacto, o parafuso tende a se soltar.
O torque não está de acordo:
Ponto de vista incorreto: A crença de que os parafusos devem estar “apertados, mas não soltos”, levando a um aumento intencional no torque de aperto.
Consequências: Isso resulta em deslizamento do parafuso ou até mesmo quebra.
Prática incorreta: Para parafusos importantes que precisam ser apertados com torque, há uma tendência de usar uma chave manual para economizar tempo.
Consequências: Os parafusos se soltam devido ao torque insuficiente, levando à falha.
Bloqueio inadequado: Parafusos importantes devem ser fixados com dispositivos anti-afrouxamento após a montagem.
Ao usar o travamento com pino dividido, um erro comum é usar um pino dividido muito fino ou meio pino dividido.
Ao usar o travamento da arruela de pressão, um erro comum é que a abertura da arruela é muito pequena e perde a elasticidade.
Ao usar uma arruela de pressão, um erro comum é travar a arruela na borda da porca.
Ao usar porcas duplas, um erro comum é usar uma porca fina na parte externa e não apertá-la.
Falsa fortificação:
As roscas dos parafusos, porcas ou furos apresentam manchas de ferrugem, escamas, lascas de ferro, partículas de areia, rebarbas, etc.
Antes da montagem, eles devem ser limpos. Durante o aperto dos parafusos, devido ao efeito de bloqueio das impurezas, o valor do torque superficial atinge o requisito, mas na verdade, as peças de conexão não são realmente fixadas.
