Como obter uma pré-tensão precisa dos parafusos?
Conexões parafusadas são um componente importante de muitos sistemas mecânicos, e a quantidade de pré-carga ou pré-tensão do parafuso determina sua confiabilidade. Pretensão do parafuso é a força que fornece a força de fixação entre as superfícies de contato, e é vital que a força seja aplicada precisamente para garantir a segurança e a vida útil do sistema. Neste artigo, veremos como obter uma pré-tensão precisa dos parafusos.
Importância da pré-tensão precisa do parafuso
Muitos sistemas mecânicos dependem da pretensão precisa dos parafusos para funcionar de forma adequada e segura. “Pré-tensão do parafuso” refere-se à força transmitida a um parafuso quando ele é apertado. Essa força é necessária para manter o parafuso no lugar e manter a força de fixação ao longo do tempo.
Os parafusos esticam um pouco à medida que são apertados. A pré-tensão do parafuso é causada por esse alongamento. Se o aperto de parafuso não for suficiente, ele pode se soltar com o tempo, causando uma série de dificuldades, incluindo:
1. Falha estrutural
2. Vazamentos
3. Eficiência operacional reduzida
4. Aumento dos custos de manutenção
5. Tempo de inatividade
Por outro lado, se o parafuso for apertado demais, pode causar danos ao conjunto, como:
1. Rachaduras ou fraturas no material
2. Descascamento de fios
3. Redução da vida útil da fadiga
4. Força de fixação reduzida
Como resultado, a pré-tensão precisa do parafuso é essencial para garantir que o parafuso permaneça no lugar e mantenha sua força de fixação ao longo do tempo, sem causar danos ao conjunto. Para obter o nível correto de pré-tensão do parafuso, também é fundamental seguir as especificações de torque sugeridas pelo fabricante e utilizar uma chave de torque calibrada.
Fatores que afetam a precisão da pré-tensão do parafuso
Fricção
O atrito entre as roscas, a cabeça do parafuso e a porca pode prejudicar a precisão da pré-tensão do parafuso. Alto atrito pode torcer o parafuso, impedindo que ele obtenha a pré-tensão necessária.
Condição de superfície
A precisão da pré-tensão do parafuso pode ser afetada pela qualidade da superfície do parafuso. Superfícies irregulares podem distorcer o parafuso, impedindo que ele obtenha a pré-tensão adequada.
Material do parafuso
O material do parafuso também pode ter impacto na precisão da pré-tensão do parafuso. Diferentes materiais têm graus variados de elasticidade, o que pode influenciar o nível de pretensão alcançado.
Precisão de torque
A precisão da chave de torque usada para apertar o parafuso pode ter impacto na precisão da pré-tensão do parafuso. Uma chave de torque incorreta pode fazer com que o parafuso fique apertado demais ou de menos.
Lubrificação
O lubrificante do parafuso também pode afetar a precisão da pré-tensão do parafuso. Lubrificantes finos podem fazer com que o parafuso deslize, enquanto lubrificantes espessos podem fazer com que o parafuso aperte demais.
Fatores ambientais
Fatores ambientais como temperatura e umidade podem afetar a precisão da pré-tensão do parafuso.
Métodos para obter pré-tensão precisa do parafuso
Método de Torque
Uma das formas mais frequentes de determinar a pré-tensão do parafuso é o método do torque. Envolve o uso de uma chave de torque para apertar o parafuso a um valor de torque específico. O tamanho do parafuso, o material e o uso pretendido influenciam valor de torque do parafuso. Este método, no entanto, nem sempre é preciso, pois pressupõe uma quantidade específica de atrito entre o parafuso e as superfícies de contato, que varia dependendo das condições da superfície.
Para obter a pré-tensão desejada do parafuso, utilize uma chave de torque calibrada e siga as diretrizes de valor de torque do fabricante. Além disso, é aconselhável que os parafusos sejam reapertados após o aperto inicial para verificar se a pré-tensão correta do parafuso foi obtida.
Método de rotação de porca
O procedimento de girar a porca envolve apertar o parafuso além do estado de aperto firme em um ângulo predefinido. O ângulo é determinado pelo tamanho e material do parafuso. Este método é frequentemente usado no setor de construção e é considerado uma maneira confiável de obter a pré-tensão adequada dos parafusos.
Para utilizar o método de girar a porca, primeiro aperte o parafuso até ficar bem firme com uma chave inglesa ou soquete. Uma chave calibrada é então usada para girar a porca um determinado número de graus. O ângulo especificado é determinado pelo tamanho e material do parafuso, e é fundamental seguir as orientações do fabricante.
Método Ultrassônico
A abordagem ultrassônica envolve o emprego de ondas ultrassônicas para medir o alongamento do parafuso. A pré-tensão do parafuso é então calculada usando o alongamento. Este procedimento produz resultados precisos, mas exige o uso de equipamento especializado.
A abordagem ultrassônica envolve a fixação de um transdutor na cabeça do parafuso e a transmissão de ondas ultrassônicas através do parafuso. As ondas são refletidas de volta para o transdutor, e o alongamento do raio é estimado com base no tempo que as ondas levam para viajar através do raio. A pré-tensão do parafuso é então calculada usando os parâmetros de alongamento e material do parafuso.
Método de indicação de carga
A abordagem de indicação de carga envolve medir a carga do parafuso com um dispositivo indicador de carga, como um extensômetro. Essa abordagem produz resultados precisos e consistentes e é amplamente utilizada em aplicações críticas.
Para utilizar a abordagem de indicação de carga, conecte um medidor de tensão ao parafuso e aperte-o usando uma chave de torque calibrada. O extensômetro monitora a deformação do parafuso, que é proporcional à carga do parafuso. A pré-tensão do parafuso é então determinada usando a carga do parafuso e a área da seção transversal dos parafusos.
Resumo
A pré-tensão precisa do parafuso é essencial para a segurança e confiabilidade do sistema mecânico. A abordagem escolhida será determinada pela aplicação exclusiva e pelo nível de precisão necessário.
