Razões para parafusos soltos
1. Aperto insuficiente
Os parafusos que não estão apertados ou não estão apertados corretamente estão inerentemente sob força de pré-aperto.
Se eles se soltarem novamente, a junta não terá força de fixação suficiente para fixar todas as peças.
Isto pode causar deslizamento lateral entre duas peças, e o parafuso ficará sujeito a tensões de cisalhamento desnecessárias, o que pode eventualmente levar à fratura do parafuso.
2. Vibração
O teste da conexão aparafusada sob vibração mostra que muitos pequenos movimentos “transversais” fazem com que as duas partes da conexão se movam entre si, e a cabeça do parafuso ou porca e a parte conectada também se moverão.
Esses movimentos repetidos irão neutralizar o atrito entre o parafuso e a peça conectada.
Finalmente, a vibração fará com que a rosca do parafuso “gire e se solte” e a junta perderá a força de fixação.
3. Incorporação
O engenheiro que projeta e desenvolve a tensão do parafuso pode ter um período de amaciamento, o que causará certa perda de força de pré-aperto.
Durante este período, o aperto do parafuso será relaxado.
Este relaxamento é causado pelo encaixe entre a cabeça do parafuso e/ou porca, a rosca e a superfície da junta da peça conectada, e pode ocorrer em materiais macios (como materiais compósitos), bem como em metal duro polido.
Se a junta não for projetada corretamente ou se o parafuso não atingir a tensão especificada no início, a inserção da junta poderá resultar em perda de força de fixação sem atingir a força de fixação mínima necessária.
Existem micro irregularidades entre as superfícies articulares.
Após o aperto, sob a força de pré-aperto do parafuso, a saliência entrará em colapso e ocorrerá deformação plástica permanente, o que reduzirá o comprimento de fixação do parafuso e eventualmente levará à redução da força de pré-aperto do parafuso.
4. Rastejamento da junta e expansão térmica
Muitas juntas aparafusadas incluem uma junta fina e macia entre a cabeça do parafuso e a superfície da junta para vedar a junta e evitar vazamento de gás ou líquido.
A arruela em si também atua como uma mola, saltando sob a pressão do parafuso e da face da junta.
Com o tempo, especialmente quando se aproxima de altas temperaturas ou produtos químicos corrosivos, a junta pode “deslizar”, o que significa que perde elasticidade, resultando numa perda de força de fixação.
Se os materiais dos parafusos e juntas forem diferentes, a diferença de temperatura causada pelas rápidas mudanças ambientais ou pelo processo do ciclo industrial será muito grande, o que levará à rápida expansão ou contração dos materiais dos parafusos e poderá soltá-los.
5. Impacto
Cargas dinâmicas ou alternadas de máquinas, geradores, turbinas eólicas, etc. podem causar impacto mecânico – a força de impacto aplicada ao parafuso ou junta – fazendo com que o parafuso deslize um em relação ao outro.
Assim como a vibração, esse deslizamento acabará por fazer com que o parafuso se solte.
Mesmo o impacto muitas vezes não leva em consideração uma carga tão grande ao projetar a conexão da junta.
O que é pré-carga?
Termos com múltiplos significados no projeto.
Uma delas é a tensão (carga) gerada quando o fixador é inicialmente apertado.
Quando o parafuso é estendido, a parte entre o parafuso e a porca é comprimida, aumentando assim a chamada carga de fixação até que o processo de aperto seja concluído.
Perigos de parafusos soltos
1. Vazamento de flange
2. O rotor do ventilador é separado da casa das máquinas
3. Os parafusos de conexão por vibração do motor do navio caem
Os parafusos de conexão vibratória do motor do navio caíram e rolaram com o navio, causando ainda mais danos ao equipamento.
Em conexões aparafusadas, apertar a porca faz com que o parafuso se alongue, como puxar uma mola.
Essa tensão, ou tensão, produzirá forças de fixação opostas, que fixarão firmemente as duas partes do conector.
Se o parafuso estiver solto, a força de fixação será reduzida.
Parafusos soltos não são apenas uma dor de cabeça. Se a junta não for reapertada rapidamente, poderá começar a vazar líquido ou gás, o parafuso poderá quebrar, o equipamento poderá ser danificado ou poderá ocorrer um acidente catastrófico.
Parafuso no trilho
Resumo
“A melhor maneira de evitar folgas é garantir que a força de pré-aperto seja suficiente e que a junta não tenha problemas como deslizamento e abertura.”
A partir da análise acima, pode-se observar que existem três razões para a frouxidão devido à pré-carga insuficiente ou reduzida.
Portanto, é necessário controlar especialmente a pré-carga dos parafusos para controlar o risco de soltura.
Contanto que a força de pré-aperto seja suficiente para atender aos requisitos e desde que o comprimento de fixação não seja muito curto (como 1k ≥ 3d), mesmo que haja uma certa carga de vibração, o parafuso geralmente não se afrouxará .
Uma combinação de um bom projeto de conexão aparafusada, desenvolvimento de força de fixação apropriada e dispositivos de travamento de parafuso apropriados pode proteger com segurança conexões aparafusadas para enfrentar muitos dos desafios de afrouxamento apresentados aqui.
Uma boa conexão aparafusada será projetada com parafusos e porcas de tamanho e tipo apropriados, e a tensão ideal será especificada para atingir a força de fixação necessária para manter a integridade da conexão.
Na aplicação, a força de fixação adequada exige que a tensão (pré-tensão) em cada parafuso atinja o nível correto e permaneça nesse nível durante toda a sua vida útil.
