Onde as arruelas devem ser colocadas nos parafusos: Tipos comuns de arruelas e seus respectivos posicionamentos.

Quando se trata de conexões aparafusadas, a humilde arruela é frequentemente negligenciada. No entanto, escolher a arruela certa e posicioná-la corretamente pode significar a diferença entre uma junta que dura décadas e uma que falha em semanas. Na KENENG, fabricamos arruelas de alta precisão com tolerâncias rigorosas, múltiplos acabamentos de superfície (zincagem, dacromet, revestimento geométrico) e desempenho antivibração comprovado. Este guia não só mostra onde posicionar as arruelas nos parafusos, mas também por que e qual tipo de arruela escolher para máxima confiabilidade.

Tipos comuns de arruelas usadas em conjunto com parafusos

1. Arruelas planas – Distribuição de carga e proteção da superfície

As arruelas planas são as mais comuns e têm um formato simples, plano e redondo. Elas são usadas para distribuir o peso, minimizar o atrito e proteger a superfície. As arruelas planas estão disponíveis em diversos tamanhos para acomodar diferentes diâmetros de parafusos.

• Controle de folga do furoAs arruelas planas KENENG são estampadas com precisão, com uma tolerância de diâmetro interno controlada em ±0.1 mm, superando em muito os padrões da indústria (normalmente ±0.25 mm), reduzindo efetivamente as cargas excêntricas.
• Opções de tratamento de superfícieEstão disponíveis revestimentos como zincagem (zinco amarelo/zinco branco-azulado), Dacromet, Gumite, escurecimento, fosfatização, etc. O teste de névoa salina pode atingir mais de 720 horas (tratamento com Dacromet).
• Dureza e resistência à fadigaFabricado em aço inoxidável 65Mn, 304/316 ou aço 45#, com dureza superficial de HV300~450 após tratamento térmico, proporcionando forte resistência à indentação e evitando que as cabeças dos parafusos se incrustem no substrato.
• Controle de rebarbas de bordaO processo de rebarbação evita arranhões na superfície da peça.

Aplicações típicas : Chassis automotivos, conexões de estruturas de aço, aterramento de equipamentos eletrônicos (fornecendo um plano condutor).

2. Arruelas de pressão bipartidas – Resistência à vibração (Arruelas de mola helicoidais)

Quando comprimidas, as arruelas de pressão bipartidas, também conhecidas como arruelas de mola , apresentam um corte bipartido ou helicoidal que cria tensão. Elas são usadas para evitar que porcas e parafusos se soltem devido à vibração ou à expansão e contração causadas pelo calor.

Análise de desempenho detalhada:

• Resistência à vibraçãoA arruela aberta gera elasticidade axial após ser achatada, compensando o afrouxamento da rosca causado pela vibração. Em testes de vibração com frequências de 20 a 200 Hz e amplitudes de 2 mm, sua vida útil contra afrouxamento é 3 vezes maior do que a de arruelas planas comuns.
• Material e FadigaFabricado em aço mola (65Mn/SK5), temperado e revenido, possui um alto limite elástico; após 10,000 ciclos de compressão repetida, a deformação residual é <0.05 mm.
• Tratamento da superfícieRevestimento de zinco ou fosfatização para evitar o risco de fragilização por hidrogênio (atende ao teste de fragilização por hidrogênio ISO 15330).
• Atenção e limitaçõesNão é adequado para materiais macios (como ligas de alumínio e plásticos), pois a borda aberta pode penetrar na superfície.

Aplicações recomendadas: ventiladores industriais, máquinas agrícolas, peneiras vibratórias, bases de motores.

3. Arruelas de pressão serrilhadas (dentes externos/internos) – Travamento de alto atrito

As arruelas de pressão serrilhadas, com dentes, mordem o material e o fixador, proporcionando uma ação de travamento. Elas são frequentemente utilizadas em aplicações que exigem alta resistência à vibração.

Vantagens

• Sistema antiafrouxamento embutidoAs pontas dos dentes penetram na cabeça do parafuso/porca e na superfície da peça, criando um efeito de micro-incrustação. O torque de desaperto é 40% maior do que o das arruelas de pressão comuns.
• Resistência à fadigaDevido à distribuição uniforme da tensão de contato proporcionada pela estrutura dos dentes, a vida útil à fadiga sob cargas cíclicas é o dobro da das arruelas de travamento de duas peças.
• Tratamento de Superfície e PrecisãoA altura da ponta dos dentes é controlada com uma precisão de ±0.03 mm, garantindo que todos os dentes estejam em contato simultaneamente; o revestimento de prata ou estanho é opcional para melhorar a condutividade e evitar o travamento.
• Requisitos de folga do furoÉ necessário um encaixe preciso com o diâmetro do parafuso; recomenda-se uma folga ≤0.2 mm, caso contrário, as pontas dos dentes não conseguirão engatar de forma eficaz.

Aplicações típicas: Transporte ferroviário, suspensão de caminhões pesados, parafusos de torres de turbinas eólicas.

4. Arruelas Wave – Pré-carga e Absorção de Impacto

As arruelas onduladas são usadas para absorver impactos, manter a tensão e reduzir a vibração. Elas possuem um formato ondulado ou corrugado e são frequentemente utilizadas nas indústrias automotiva e aeroespacial.

Parâmetros:

• Quantidade e rigidez da forma de ondaOpções de 3, 4 e 6 ondas disponíveis; faixa de rigidez de 5 a 500 N/mm; pré-carga pode ser calculada com precisão (adequada para aplicações com espaço axial limitado).
• Resistência à fadigaFabricado em aço inoxidável 301 ou Inconel, com vida útil em fadiga dinâmica superior a 2 milhões de ciclos (amplitude de 0.5 mm).
• Tratamento da superfíciePolido ou passivado para eliminar pontos de concentração de tensão.
• Em contraste com as arruelas planasNão é utilizado para distribuição de carga, mas sim para fornecer pré-carga elástica para compensar a expansão térmica ou o desgaste.

Exemplos de aplicação: pré-carga de rolamentos, vedações de válvulas, terminais de conectores, instrumentos de precisão.

5. Máquinas de lavar Belleville – Alta capacidade em espaços pequenos

As arruelas Belleville, também conhecidas como arruelas de mola cônicas , têm formato cônico e são projetadas para produzir grandes cargas de mola em espaços pequenos. Elas são utilizadas em situações que exigem um alto nível de carga axial.

Parâmetros principais:

• Características de carga-deformaçãoÂngulo do cone de 8° a 12°, uma única arruela pode suportar centenas a dezenas de milhares de Newtons; podem ser usadas em combinação (contraforte/empilhadas) para obter diferentes rigidezes e cursos.
• Resistência à vibração e relaxamentoAs características do ciclo de histerese absorvem eficazmente a energia de impacto; em um teste de vibração de 35 Hz, a atenuação da pré-carga é inferior a 8% (em comparação com 15 a 20% para arruelas de disco comuns).
• Graus de precisãoA Keneng oferece dois níveis de precisão de acordo com a norma DIN 2093 (tolerância de espessura ±0.02 mm, tolerância de altura do cone ±0.05 mm).
• Tratamento da superfícieRevestimento em Dacromet ou zinco-alumínio, resistente à corrosão em altas temperaturas (adequado para sistemas de escape).

Cenários típicos: pré-carga em estruturas de aço, flanges de oleodutos, travamento de moldes em máquinas de injeção.

Comparação de tipos de arruelas

Tipo de arruela	função	Principais funcionalidades	Vantagens	Limitações
Arruela plana	Distribui a carga, protege a superfície.	Disco simples e plano; espessura uniforme	Reduz os danos à superfície e evita o afrouxamento.	Não impede a rotação sob vibração.
Arruela de pressão dividida	Impede o afrouxamento devido à vibração.	Anel dividido com um formato ligeiramente helicoidal	Aumenta a tensão da mola, reduzindo o afrouxamento.	Pode danificar superfícies macias, capacidade de carga limitada
Arruela serrilhada	Impede o afrouxamento e melhora a aderência.	Dentes ou serrilhas na superfície de contato	Aderência firme, ideal para alta vibração.	Pode danificar a superfície, pode deformar-se sob cargas elevadas.
Arruela Ondulada	Fornece carga axial, absorve impactos	Forma ondulada e curva	Absorve impactos e compensa a expansão térmica.	Capacidade de carga limitada, pode sofrer fadiga com o tempo.
Arruela Belleville	Ação de mola de alta resistência, mantém a tensão	Formato de disco cônico	Suporta cargas pesadas e permite pré-carga precisa.	Requer empilhamento cuidadoso para obter a tensão desejada.

Recomendações de seleção

• Para aplicações que exigem distribuição de carga precisa e proteção da superfície: Arruelas planas
• Para amortecimento geral de vibrações e baixo custo: Arruelas de pressão bipartidas
• Para alta resistência à vibração e marcas superficiais aceitáveis: Arruelas de pressão dentadas
• Para pré-carga elástica axial e curso curto: Arruelas onduladas
• Para pré-carga elevada e requisitos mínimos de espaço: Arruelas de disco

Colocação correta de arruelas em parafusos

1. Entre a cabeça do parafuso e o material

Arruelas são comumente usadas entre a cabeça do parafuso e o material ao qual ele é fixado. Este é o arranjo mais comum para fins de fixação. Esta é a configuração padrão para a maioria das aplicações de fixação e atende a vários propósitos importantes:

• Ordem corretaCabeça do parafuso → Arruela plana (opcional) → Peça de trabalho → Porca. Se usar arruelas planas e de pressão, a ordem deve ser: Cabeça do parafuso → Arruela plana → Arruela de pressão → Peça de trabalho → Porca (ou extremidades simétricas).
• Erro comumColocar a arruela plana por fora da arruela de pressão (mais perto da porca) impede que a arruela de pressão se comprima de forma eficaz.
• Efeito de folga do furoSe o diâmetro do furo na peça for muito grande (> diâmetro do parafuso + 0.3 mm), deve-se usar uma arruela plana com diâmetro externo maior; caso contrário, a arruela afundará no furo e perderá sua função de distribuição de carga. A Keneng oferece arruelas com diâmetro externo personalizado, para furos de até Φ50 mm.
• Correspondência de tratamento de superfícieQuando o parafuso for de aço inoxidável e a peça de trabalho for de alumínio, recomenda-se que a arruela seja galvanizada ou revestida com zinco-alumínio para evitar a corrosão galvânica (a diferença de potencial cai de ~0.9V para menos de 0.3V).

2. Entre a porca e o material

• Configuração de porca dupla + arruelaEm aplicações que exigem propriedades antiafrouxamento extremamente elevadas (como em lanças de guindastes), a sequência é: cabeça do parafuso → peça de trabalho → arruela plana → porca inferior → porca superior (de travamento). A arruela deve ser posicionada entre a porca e a peça de trabalho para evitar que a porca pressione diretamente a peça.
• Requisitos de precisãoSe a rugosidade da face da extremidade da porca (Ra) for superior a 3.2 μm, a arruela plana aumenta a área de contato, reduz a pressão superficial e impede que a porca se solte devido ao desgaste por atrito.

3. Com arruelas de pressão

• Sentido de abertura das arruelas de pressão bipartidasA abertura deve estar voltada para a cabeça da porca ou do parafuso (ou seja, o lado cortado deve estar voltado para a superfície de fixação). Dessa forma, a borda cortada se encaixará na superfície de contato durante a compressão, gerando o máximo torque antiafrouxamento. Muitas pessoas instalam as chaves de impacto ao contrário, com a abertura voltada para o lado oposto da superfície de fixação, o que reduz a eficácia em mais de 50%.
• Orientação das arruelas de travamento dentadasAs pontas dos dentes devem estar voltadas para a parte travada (cabeça da porca ou do parafuso). Se as pontas dos dentes estiverem voltadas para a peça de trabalho, isso danificará severamente a superfície da peça e resultará em um efeito antidesaperto deficiente.
• Uso combinadoQuando a distribuição de carga e a prevenção de afrouxamento são necessárias simultaneamente, a sequência é: cabeça do parafuso → arruela plana → arruela de pressão → peça de trabalho → arruela plana → arruela de pressão → porca (simétrica em ambas as extremidades). Isso evita que a arruela de pressão danifique diretamente a superfície da peça de trabalho, mantendo o efeito antiafrouxamento.

• Distribuição de carga: A arruela plana, se presente, distribui a carga uniformemente, enquanto a arruela de pressão adiciona tensão para evitar afrouxamento.
• Resistência à vibração: Arruelas de pressão criam tensão e atrito, tornando mais difícil o afrouxamento da porca ou do parafuso sob cargas vibratórias ou dinâmicas.
• Orientação adequada: Certifique-se de que a arruela de pressão esteja orientada corretamente, com a fenda ou os dentes voltados para a cabeça da porca ou do parafuso. Isso permite que eles se encaixem efetivamente e forneçam ação de travamento.

4. Aplicações específicas

• Arruelas de disco BellevilleNormalmente utilizadas individualmente, com o lado convexo voltado para a cabeça do parafuso ou porca (lado côncavo voltado para a peça de trabalho) para obter uma curva de carga-deformação estável. Quando utilizadas em combinação (empilhadas/pareadas), a ordem de empilhamento deve seguir rigorosamente a norma DIN 2093, por exemplo: cabeça do parafuso → arruela plana → (conjunto de mola de disco) → arruela plana → peça de trabalho → porca.
• Arruelas onduladas: Utilizadas principalmente para pré-carga axial, geralmente são colocadas diretamente entre a cabeça do parafuso e a peça de trabalho ou entre a porca e a peça de trabalho, sem a necessidade de uma arruela plana adicional (a menos que a superfície da peça de trabalho seja muito macia). Observe que a compressão da arruela ondulada deve ser controlada entre 30% e 50% de sua altura livre para garantir uma vida útil à fadiga ideal.

Considerações finais da análise do Fortune Dragon

A colocação correta das arruelas nos parafusos é apenas metade da batalha; escolher arruelas de alta qualidade com tolerâncias rigorosas, acabamento superficial adequado e desempenho antivibração comprovado é igualmente crucial. Na KENENG , cada arruela é fabricada para exceder os padrões internacionais (DIN, ANSI, JIS). Oferecemos:

• Mais de 1000 tamanhos padrão – M1.6 a M64 e tamanhos personalizados disponíveis.
• Mais de 6 tratamentos de superfície – zinco, Dacromet, Gumite, fosfatização, anodização, niquelagem
• Relatórios de testes de fadiga e vibração de terceiros – Suporte de dados disponível
• Resposta da amostra de 24 horas – Avaliação gratuita do seu ambiente de montagem, com recomendação do melhor tipo e posicionamento de junta.

Entre em contato conosco hoje mesmo para obter a arruela certa, instalada corretamente, para suas conexões aparafusadas mais exigentes.