Classificação dos parafusos quanto à função:

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Judite Rosângela Sacramento Dreer
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Classificação dos parafusos quanto à função: Os parafusos podem ser classificados quanto a sua função em quatro grandes grupos: parafusos passantes, parafusos não-passantes, parafusos de pressão,

1 Classificação dos parafusos quanto à função: Os parafusos podem ser classificados quanto a sua função em quatro grandes grupos: parafusos passantes, parafusos não-passantes, parafusos de pressão, parafusos prisioneiros. Parafusos passantes Estes parafusos atravessam a peça de lado a lado, e utilizam arruela e porca. Parafusos não passantes São parafusos que não utilizam porcas. O papel de porca é desempenhado pelo furo roscado, feito numa das peças a ser unida. As dimensões dos furos broqueados e da rosca para parafusos não passantes podem ser realizadas conforme a tabela a seguir: Para uma rosca de diâmetro igual a d Material Profundidade do furo A Profundidade da rosca B Comprimento parafusado Diâmetro do furo passante sem rosca Aço 2 x d 1,5 x d 1 x d 1,06 x d Ferro fundido 2,5 x d 2 x d 1,5 x d 1,06 x d Alumínio 3 x d 2,5 x d 2 x d 1,06 x d Bronze, latão 3 x d 2 x d 1,5 x d 1,06 x d 9

Os parafusos de pressão podem apresentar cabeça ou não.

2 As distâncias mínimas entre parafusos podem ser feitas utilizando as recomendações de projeto de juntas, que são: 2.d 3.d 2.d 2. d 3.d d 2. d Exercícios Parafusos de pressão Esses parafusos são fixados por meio de pressão. A pressão é exercida pelas pontas dos parafusos contra a peça a ser fixada. Os parafusos de pressão podem apresentar cabeça ou não. Parafusos prisioneiros São parafusos sem cabeça com rosca em ambas as extremidades, sendo recomendados nas situações que exigem montagens e desmontagens freqüentes. Em tais situações, o uso de outros tipos de parafusos acaba danificando a rosca dos furos. As roscas dos parafusos prisioneiros podem ter passos diferentes ou sentidos opostos, isto é, um horário e o outro anti-horário. Para fixarmos o prisioneiro no furo da máquina, utilizamos uma ferramenta especial. Caso não haja esta ferramenta, improvisa-se um apoio com duas porcas travadas numa das extremidades do prisioneiro. Após a fixação do prisioneiro pela outra extremidade, retiram-se as porcas. A segunda peça é apertada mediante uma porca e arruela, aplicadas à extremidade livre do prisioneiro. 10

3 Tipos de Parafusos Os tipos de parafusos variam conforme as características da cabeça, do corpo e do tipo de atarraxamento. Segue uma tabela com os principais tipos de parafusos: 11

4 A figura a seguir mostra um comparativo entre diversos tipos de parafusos, incluindo o tipo fenda cruzada, conhecido como parafuso Phillips. Tipos de Porcas As porcas tem a função de fixar o parafuso, evitando que o mesmo se solte 12

5 Representação de Parafusos em Desenho Técnico Na representação do desenho, as medidas do parafuso são calculadas em função do seu diâmetro, e a rosca é representada de forma simplificada por uma linha, da seguinte forma: Para um parafuso sextavado: Para um parafuso cabeça cilindrica com sextavado interno: Em que: A = d = altura da cabeça do parafuso; e = 1,5 d = diâmetro da cabeça; t = 0,6 d = profundidade do encaixe da chave; s = 0,8 d = medida do sextavado interno; d = diâmetro do parafuso. Para um parafuso de cabeça escareada chata com fenda: 13

6 Classe de Resistência dos Parafusos As classes de resistência dos parafusos estão normalmente Impressas na cabeça do parafuso, e são definidas e normalizadas de acordo com a norma NBR Propriedades Mecânicas de Elementos de Fixação Parafusos. Classe ABNT Diâmetro Nominal (mm) Resistência mínima de prova σ ( N/mm 2 ) = (MPa) Material a 36 mm 225 Aço Baixo Carbono 4.8 1,6 a 16 mm 310 Aço Baixo Carbono a 24 mm 380 Aço Médio Carbono 8.8 1,6 a 36 mm 600 Aço Médio Carbono com Tratamento Térmico 9.8 1,6 a 16 mm 650 Aço Médio Carbono com Tratamento Térmico a 36 mm 830 Aço Médio carbono com Tratamento Térmico ,6 a 36 mm 970 Aço liga com Tratamento Térmico A resistência de prova é a resistência máxima do parafuso, sem receber deformação permanente, ou seja, sem sofrer escoamento. Esta resistência é obtida com testes reais em parafusos. Em uma união parafusada, a porca deve ter a mesma classe do parafuso. Cálculos de parafusos submetidos à tração: Tensão Admissível σadm Para o dimensionamento do parafuso é necessário utilizar um fator de segurança, isto é feito calculando a tensão admissível, que é o valor limite de resistência do parafuso com segurança. Para um parafuso submetido à tração: σ prova σ adm = F.S. Onde: F.S. = Fator de Segurança prova = Resistência de prova do parafuso. 14

7 O fator de segurança depende do tipo de produto, tipo de carga, os riscos, e muitas vezes é definido pela norma técnica da ABNT referente ao produto. Para parafusos submetidos à tração, faz-se: σadm = F A A = π d1 2 4 d 1 = d - 1,2268.P Onde: σ adm = Tensão admissível de tração em [N/mm 2 ] F = Força aplicada [ N] A = Área da seção transversal menor do parafuso [mm] d 1 = diâmetro interno da rosca do parafuso [mm] d = diâmetro do parafuso. Cálculos de parafusos submetidos ao cisalhamento: Tensão admissível de cisalhamento: De acordo com a teoria da máxima energia de distorção, a tensão admissível de cisalhamento é calculada a partir da tensão admissível de tração por: σ admtração τ admcis =, que pode ser arredondado para a seguinte fórmula: 3 τ = 0, 6 admcis σ admtração Para parafusos submetidos ao cisalhamento simples, faz-se: F F τadm cis = F A A = π d

8 Para parafusos submetidos ao cisalhamento duplo, Neste caso tem-se duas áreas simultâneas de cisalhamento do parafuso ( seção AA e BB), então faz-se a área do parafuso vezes dois, da seguinte forma: τadm cis = F_ 2 A A = π d 2 4 Em que: adm = Tensão admissível de cisalhamento em [N/mm 2 ] F = Força aplicada [ N] A = Área da seção transversal menor do parafuso [mm 2 ] d = diâmetro do parafuso [mm] Cuidados ao utilizar parafusos submetidos ao cisalhamento: Fazer um ajuste com pequena folga entre o corpo do parafuso e o furo de passagem, evitando assim que o parafuso sofra flexão. O corpo do parafuso não deverá ter rosca na região de cisalhamento (entre as duas peças), devido à rosca ser uma região de concentração de tensão. Torque de aperto de parafusos. Muitas vezes uma máquina tem os parafusos apertados com o torque controlado com torquímetro, como motores a combustão, estruturas, flanges. Nesse caso, a relação entre o torque e a força de aperto do parafuso, para parafusos em bom estado, segundo Shigley é: M T = 0,2 x F i x d 16

9 Em que: M T = Torque em [ N.m] d = diâmetro nominal do parafuso em [ m] F i = Força de aperto do parafuso em [ N ] A força de aperto F i recomendada para parafusos que podem ser desmontados, pode atingir 75% da resistência de prova, sem o coeficiente de segurança. Nesse caso considera-se que se o parafuso não romper durante o aperto, dificilmente irá romper em trabalho. A força de aperto máxima do parafuso na peça F i é calculada por: F i = 0,75 x prova x A Em que: prova = resistência/tensão de prova do parafuso, tabelado [N/mm 2 ] A = Área menor da seção do parafuso. [mm] EXERCÍCIOS 1) O conjunto representado na figura é fixado por 1 parafuso M12 classe 8.8. a) Qual a força F máxima aplicada com segurança no parafuso Dado: Fator de Segurança = 2. F 2) Uma união é fixada por 1 parafuso sextavado classe 5.8 com corpo liso na região cisalhante, conforme figura. a) Calcular o diâmetro do parafuso para suportar a força, com um fator de Segurança = 2,5 F F=30 KN 17

3) Uma união com quatro parafusos sextavados classe 4.6 deve suportar uma força F. a) Calcular o diâmetro dos parafusos para um Fator de segurança = 2,5 Dado F= 60 KN F 4) Um parafuso classe 8.

10 3) Uma união com quatro parafusos sextavados classe 4.6 deve suportar uma força F. a) Calcular o diâmetro dos parafusos para um Fator de segurança = 2,5 Dado F= 60 KN F 4) Um parafuso classe 8.8 é submetido a um cisalhamento duplo, conforme a figura. a) Calcular o diâmetro do parafuso para suportar a força com um fator de Segurança = 2 F= 10 KN 5) Um parafuso M12 é apertado com torquimetro. O valor do torque aplicado é de 25 Nm. Calcular o valor da força de fixação (aperto) do parafuso. 6)Um cilindro sob pressão contém uma tampa flangeada, que deverá ser parafusada com seis parafusos M10 classe 9.8 com torque de aperto controlado. Calcular o torque de aperto (em Nm) para cada parafuso com uma força de fixação F i igual a 75% da resistência de prova do parafuso. Fi Fi 18

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