Por que os parafusos são apertados no sentido horário: desvendando o mistério

O termo inglês “parafuso” é uma palavra que sofreu mudanças significativas de significado ao longo dos últimos séculos.

Além do nome, o humilde parafuso, desde a sua invenção até a padronização de ser apertado no sentido horário e afrouxado no sentido anti-horário, durou milhares de anos.

Você já se perguntou por que os parafusos são apertados especificamente no sentido horário?

Foi um amigo de Platão quem inventou o parafuso.

As seis ferramentas mecânicas mais simples são: parafuso, plano inclinado, alavanca, polia, cunha, roda e eixo.

Entre estas seis máquinas simples, o parafuso é essencialmente um eixo com uma superfície helicoidal enrolada em torno dele. Até hoje, os parafusos desenvolveram tamanhos padronizados. O método típico de usar um parafuso envolve apertá-lo girando-o no sentido horário (oposto ao afrouxamento).

A predominância do aperto no sentido horário é determinada principalmente pelo destro.

Inicialmente, os parafusos eram feitos à mão, resultando em detalhes inconsistentes, muitas vezes dependendo da preferência do artesão.

Em meados do século XVI, o engenheiro da corte francesa Jaques Besson inventou o torno capaz de cortar roscas de parafusos, tecnologia que levou 100 anos para se difundir. Em 1797, o inglês Henry Maudsley inventou o torno moderno, melhorando significativamente a precisão da rosca.

No entanto, os tamanhos e a finura dos parafusos careciam de padronização até 1841. O aprendiz de Maudsley, Joseph Whitworth, apresentou um artigo à Sociedade Municipal de Engenheiros, defendendo a padronização dos modelos de parafusos.

Ele propôs dois pontos:

1. O ângulo de inclinação da rosca deve ser padronizado em 55°.
2. Independentemente do diâmetro do parafuso, deve-se adotar um número padrão de roscas por polegada.

A fabricação dos primeiros parafusos era um desafio, “exigindo três ferramentas de corte e duas máquinas”.

Para resolver os problemas de fabricação do padrão britânico, o americano William Sellers inventou uma rosca de topo plano em 1864. Esta pequena inovação simplificou a fabricação de parafusos para exigir apenas uma ferramenta de corte e uma máquina, tornando o processo mais rápido, fácil e econômico. .

As roscas dos vendedores tornaram-se populares nos Estados Unidos e rapidamente se tornaram o padrão para as empresas ferroviárias americanas.

Características das juntas aparafusadas

Principais Variáveis ​​no Processo de Aperto

1. Torque (T): O torque de aperto aplicado, medido em Newton metros (N·m);
2. Força de fixação (F): A força real de fixação axial (compressão) entre os corpos unidos, medida em Newtons (N);
3. Coeficiente de Atrito (U): Coeficiente de torque consumido pela cabeça do parafuso e par de roscas, entre outros;
4. Ângulo de Rotação (A): O ângulo da rosca que o parafuso precisa girar com base em um determinado torque aplicado, para atingir um determinado alongamento axial ou compressão das peças unidas.

Métodos de controle de aperto de parafusos

1. Método de controle de torque

Definição: Um método de controle que interrompe o aperto imediatamente quando um torque definido é alcançado.

Vantagens: O sistema de controle é simples, direto e a qualidade do aperto pode ser facilmente verificada com um sensor de torque ou uma chave dinamométrica de alta precisão.

Desvantagens: A precisão do controle não é alta (erro de força de pré-tensão de ±25% ou mais) e não utiliza totalmente o potencial do material.

2. Método de controle de ângulo de torque

Definição: Um método que primeiro aperta o parafuso com um pequeno torque e então, a partir deste ponto, aperta-o em um ângulo especificado.

Vantagens: Alta precisão da força de pré-tensão axial (±15%), conseguindo forças de pré-tensão axiais mais elevadas, com valores bem distribuídos em torno da média.

Desvantagens: O sistema de controle é mais complexo, exigindo medição tanto de torque quanto de ângulo; e o departamento de inspeção de qualidade pode achar difícil identificar um método apropriado para verificar os resultados do aperto.

3. Método de controle de ponto de rendimento

Definição: Um método que interrompe o aperto quando o parafuso é apertado até seu ponto de escoamento.

Vantagens: Precisão de aperto muito elevada, com erro de força de pré-tensão controlável dentro de ±8%; no entanto, sua precisão depende principalmente do próprio limite de escoamento do parafuso.

Desvantagens: O processo de aperto requer cálculo e julgamento dinâmico e contínuo da inclinação da curva de torque e ângulo de rotação, exigindo alto desempenho em tempo real e velocidade de cálculo do sistema de controle.