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TORQUÍMETROS |
GUIA PARA ESPECIFICAR VALORES DE TORQUE PARA FIXADORES
Guiapara especificar valores de torquepara fixadores
Introdução
(a)
As notas a seguir são fornecidas somente como um guia. Reco-
menda-se que os valores de torque derivados de fórmulas não
sejam usados sem comparação com os algarismos obtidos com
o uso de testes práticos. Em geral, na maioria das aplicações, a
confiabilidade da junta depende da capacidade do parafuso de
fixar as peças. A fixação adequada previne o movimento relativo
entre as peças da junta e o vazamento em juntas que contenham
vedações. Medir a capacidade de fixação de um parafuso é difícil,
especialmente sob condições de montagemde produção. A força
de fixação gerada por um parafuso pode ser controlada indireta-
mente regulando-se o torque aplicado. Este método, conhecido
como controle de torque, é de longe o método mais popular de
controle da força de fixação de um parafuso. A força de fixação
inicial gerada pelo parafuso é com freqüência chamada de pré-
-carga. Existe uma ligação entre o torque aplicado a um parafuso
e a pré-carga resultante. Há um problema no sentido de que a
fricção tem uma grande influência sobre a quantidade de torque
que é convertida em pré-carga. Além do torque necessário para
tracionar o parafuso, o torque também é necessário para superar
a fricção nas roscas e sob a face da porca.
Normalmente, apenas de 10% a 15% do torque é utilizado para
tracionar o parafuso. Do torque restante, 30% se dissipa nas roscas,
e de 50% a 55% sob a face da porca. Devido ao fato de a fricção ser
um fator tão importante na relação entre o torque e a pré-carga, as
variações na fricção têm uma influência significativa na pré-carga
do parafuso. Diferentes acabamentos de superfície do parafuso em
geral têm diferentes valores de fricção. O torque necessário para
um parafuso com encaixe sextavado externo não será o mesmo
que aquele necessário para um parafuso hexagonal interno da
mesma medida de rosca. A face de contato maior do parafuso de
encaixe sextavado externo resultará na necessidade de um torque
maior, em comparação com um parafuso com encaixe hexagonal
interno. Isto se deve ao fato de que mais torque está sendo dissi-
pado entre a face da porca e a superfície da junta.
(a) Obs.: Deve-se ter o cuidado de usar unidades consistentes até o fim.
Tensões induzidas emumparafuso
Quando umparafuso é apertado, a haste e a rosca sustentamuma
tensão direta (tração) devido ao fato de este estar sendo esticado.
Além disto, uma tensão torsional é induzida devido à ação do
torque nas roscas. Estas duas tensões são combinadas em uma
única tensão equivalente para permitir que possa ser feita uma
comparação com a força de estiramento do parafuso. Para utilizar
efetivamente a força do parafuso, e ainda deixar alguma margem
para qualquer carga que o parafuso pudesse sustentar em serviço,
uma tensão equivalente a 90%do estiramento é geralmente usada.
É esta abordagem que usamos neste guia. Esta abordagem tem
várias vantagens sobre o método emque se presume um valor de
tensão direta e, portanto, também um valor de pré-carga no para-
fuso. Para valores elevados de fricção da rosca, resulta uma elevada
tensão torsional no parafuso. Menos do que a força disponível do
parafuso está sendo utilizada em tal caso para gerar pré-carga.
No caso extremo, quando uma porca estiver emperrada na rosca
do parafuso, todo o torque aplicado é sustentado como tensão
torsional com nenhuma pré-carga disponível. No outro extremo,
uma baixa fricção na rosca resulta em pré-cargas mais elevadas.
Histórico
As informações a seguir são fornecidas para ajudar a estabelecer
o valor teórico do torque para um fixador em particular. Deve-se
ter muito cuidado ao usar valores teóricos porque a pré-carga e
o torque são dependentes dos valores de fricção selecionados.
Terminologia
T
Torque de aperto a ser aplicado ao fixador com o torquímetro.
F
A pré-carga (ou força de fixação) no fixador.
σ
E
Tensão equivalente (tensão de tração e torsional combinada) na rosca do parafuso. Um
algarismo de 90% da tensão de escoamento ou tensão de prova do fixador é comum.
σ
T
Tensão de tração no fixador.
d2
Diâmetro primitivo da rosca.
d3
Diâmetro menor (ou raiz) da rosca.
P
Passo da rosca.
µT
Coeficiente de fricção da rosca.
µH
Coeficiente de fricção entre a junta e a face da porca.
Df
Diâmetro efetivo de fricção da cabeça ou da porca do parafuso.
Do
Diâmetro externo da superfície de contato da porca.
Di
Diâmetro interno da superfície de contato da porca
(Diâmetro do furo de passagem do parafuso).
