A união por parafusos é um dos elementos de ligação mais comum em projetos mecânicos. Esse tipo de união consiste basicamente em um parafuso e partes a serem unidas.
Figura 1 - União parafusada
Para que a união seja realizada, é necessário aplicar uma força de pré carga no parafuso, fazendo com que as peças sejam comprimidas (força de união).
A força de pré carga é atingida através do torque aplicado no parafuso, podendo ser controlado de várias maneiras.
A força exercida por uma chave de aperto é convertida em uma força axial no parafuso, fazendo com que ele se “alongue” durante a aplicação da força. Por estar na região elástica do material, o parafuso tende a retornar a seu comprimento inicial, porém é “limitado” pelas roscas engajadas entre as peças, gerando dessa maneira a força de compressão nas partes unidas.
Figura 2 - Direção da Força
ENTÃO QUANTO MAIS EU APERTAR MELHOR CERTO???
NÃO ERRADO!!!
Como dito anteriormente, a força de aperto da união parafusada é gerada quando as tensões atuantes no parafuso estão dentro do limite elástico do material, fazendo com que a força de compressão na união exista justamente pela característica do material “tentar” retornar a seu comprimento inicial.
Caso o parafuso seja apertado demais, o material começa a entrar na zona plástica do material, fazendo com que as deformações sejam irreversíveis, não gerando a força de compressão necessária para a junta.
Figura 3 - Curva tensão - deformação de um aço carbono
Diante dessas informações pode-se concluir que a pré carga é o fator mais importante a ser controlado e que o torque aplicado é uma maneira de atingir a pré carga desejada.
Mas então, como calcular o torque a ser aplicado na união parafusada?
Torque para obter pré carga:
Ao apertar um parafuso com uma chave dinamométrica (torquímetro), que é um dos métodos mais fáceis e comuns, a pré carga é atingida quando o valor do torque chega ao valor pré-determinado em projeto.
A relação entre pré carga e torque, é dada por:
Onde:
Onde Kt é calculado por:
Onde:
O coeficiente de torque depende de alguns fatores como grau de lubrificação, dimensional e limpeza das roscas, entre outros fatores que possam gerar de alguma forma mais ou menos atrito entre as peças em contato.
Shigley fornece uma tabela de coeficientes de torque com base na condição do parafuso, tabela essa que também é recomendada por distribuidores da Bowman:
E se eu te disser que controlar o torque ainda não é tão preciso para garantir o bom funcionamento da junta, você acredita?
Note que Kt varia entre 0,12 a 0,30, o que nos fornece uma grande variação na pré carga aplicada. Considerando um parafuso M12 e aplicando um torque de 57N.m, a variação da pré carga é na ordem de 150%, veja abaixo:
O que ocorre na prática é que para cada situação existe um valor de Kt, fazendo com que a utilização de torquímetro não seja um método preciso para controlar a pré carga.
Portanto, o controle de aperto dos parafusos utilizando torquímetro pode deixar a desejar, e em situações onde é necessário controlar com mais precisão a pré carga de parafusos, existem outros métodos recomendados:
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Excelente matéria, gostei da explicação. Clareia muito o nosso entendimento. Parabéns.
Obrigado pelo feedback Pedro.
Muito bom material, é um dos mais completo, inlustrado e de linguagem simples.
Possibilita tirar qualquer duvida.
Obrigado pelo feedback Júlio.
Boa tarde
Prezado José Guilherme
Primeiramente gostaria de parabeniza-lo pelo conteúdo apresentado, mesmo de forma sucinta mas eficaz para o dia a dia do profissional de Manutenção.
Gostaria de sua ajuda no sentido de dirimir as seguintes dúvidas:
Em que momento um parafuso de alta resistência pode ser reutilizado;
Qual a faixa de torque (%) que me dá esta condição;
Muito obrigado
Ótima pergunta, Hélio Freire, também gostaria de saber o percentual de alongamento dos parafusos 12.9 para reutilização.
Excelente qualidade dos materiais disponibilizados neste site!
Olá
Gostaria de receber um tabela completa das classes de parafusos com tabelas de torque
Gostei muito desse assunto, parabéns!
Boa tarde. Sou mestrando em prótese dentária e minha dissertação se baseia em testes de materiais dentários utilizados em coroas sobre implantes com utilização de parafusos. Os testes são in vitro através do método de elementos finitos. Gostaria de utilizar uma referencia com esse assunto em meu trabalho. Você teria como me fornecer algumas referencias cientificas sobre esse assunto do seu artigo? Desde já agradeço
Gostei muito do artigo, excelente!
Sugiro incluir o diagrama de forças que atuam no filete de rosca, mostrando que a pré-carga aumenta as forças de atrito
Sds,
o torque para parafusos de trilho de translação da ponte rolante com rosca na peça, é o mesmo utilizado em parafusos com porca?
Bom dia Euler, obrigado pelo seu comentário!
Você pode enviar mais informações desse parafuso para o e-mail atendimento@ensus.com.br?
Excelente matéria, obrigado... Se possível faz mais relacionados a esse tema TORQUE.
Estou começando agora como Inspetor de Torque em Multinacional e estou 3studando acerca do assunto.
Obrigado de novo!
Obrigado pelo comentário Gilmar!
Muito boa as explicações, só que eu gostaria de saber se tem algum problema se eu torquear um parafuso pela cabeça, onde não der para torquear pela porca?
Ralph,
Obrigado!
Não tem problema você torquear o parafuso pela cabeça. O importante é você garantir que a força de pré carga seja atingida.
O que pode acontecer é que o Kt (coeficiente de torque) pode ser diferente quando você aplica o torque pela cabeça ou pela porca dependendo da sua aplicação. Portanto, podem existir casos que seja melhor apertar por um lado e não pelo outro.
Gostei da publicação. Será para mim de aplicação imediata em ligações parafusadas com transmissões por atrito.
Bom dia Eng. Guilherme.
Estou em dúvidas no seguintes casos:
1. Como as pré tensões afetam as resistências à tração e o corte?Como devo considerá-las?
2. Para a pré tensão, mínima, posso considerar a equação, T=0,7 Aef.Fy? Onde Aef é área líquida do parafuso e Fy tensão de rendimento.
3. Como sei ou posso considerar a admissão para calculo de corte de parafusos qua termos distribuição uniforme de carga/contato? Pois temos erro iu desvios na fabricação e evetualmente um ou mais parafusos nem trabalhe.
Obrigado
Parabéns Guilherme.
Ótima explanação.
Prezados, gostaria de saber qual a diferença de KT para juntas em p's pintadas e sem pintura. ex. ( Vigas, colunas acopladas por meio de talas aparafusadas) ex. parafuso 3/4 x 2 1/2" classe a325.
grato,
Boa noite.
Existe tolerância em aplicação de torque?
Exemplo, se eu tenho um parafuso que aplica 210nm e na hora de verificar o torque verifica com 10 por cento a menos. Ou seja 200nm. Para saber se está com torque correto de 210nm
Bom conhecer as situações de torque de parafuso
Muito bem elaborado
Excelente o assunto.
Parabens !!!
Senti a falta da norma de referência e instrução sobre sequencia de aperto dos parafusos.
Sugeri a alteração de parafuso de aço carbono para inox 316L nos cubos de uma torre de resfriamento de vinhaça. Sugeri o 316L pq esse aço inox é utilizado em qualquer coisa que tenha contato com a vinhaça (corrosiva demais). No entanto o mecânico disse que poderia não ser uma boa, porque o inox é "complicado de apertar" e com aquela rotação elevada era mais seguro utilizar o aço carbono mesmo.
Minha dúvida é: existe isso mesmo ? o inox "aperta menos" q o aço carbono ? se sim, qual propriedade estamos falando ?
Após eu dar um torque em um parafuso eu posso reutilizar ele de novo se posso quantas vezes eu posso reutilizar o parafuso
Muito bom esclarecedor.
E usou uma linguagem facil de entender.
Parabéns