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Tecnologia de Aperto – Guia de Bolso

G U I A D E B O L S O – T E C N O L O G I A D E A P E R T O 3

Tecnologia de Aperto – Guia de Bolso

Capítulo Página

1. Por que parafusos rosqueados?.....................................4

2. A junta parafusada.........................................................4

3. Força de união ................................................................6

4. Efeito da lubrificação.....................................................7

5. Classificação da qualidade do parafuso.......................8

6. Tipos de juntas..............................................................10

7. Torque e ângulo ............................................................11

8. Métodos de medição.....................................................12

9. O processo de aperto....................................................14

10. Mean shift ..................................................................15

11. Padrões para medições...............................................16

12. Certificação.................................................................16

13. Erros em apertos ........................................................17

14. Roscas danificadas .....................................................17

15. Falta de componentes na junta .................................17

16. Relaxamento ...............................................................17

17. Prevailing torque ........................................................18

18. Ferramentas de aperto...............................................18

Resumo ..............................................................................25

4 G U I A D E B O L S O – T E C N O L O G I A D E A P E R T O

Guia de bolso – Tecnologia de aperto

Este guia fornece uma introdução à técnica do uso de parafu-sos rosqueados para componentes de montagem, a aplicaçãode ferramentas para montagem e a influência da seleção daferramenta na qualidade da junta.

1. Por que parafusos rosqueados?

Existem várias maneiras de fixar peças e componentes unsaos outros, p.ex., cola, rebites, solda. Entretanto, até hoje ométodo mais comum de unir componentes é usar um parafu-so para unir as partes da junta com uma porca ou diretamenteem um furo rosqueado em um dos componentes. As vanta-gens desse método são a simplicidade do projeto e da montagem, a facilidade de desmontagem, a produtividade e,finalmente, o custo.

2. A junta parafusada

Um parafuso é exposto à carga de tensão, à torção e, porvezes, também à uma carga de cisalhamento.

A tensão no parafuso, quando apertado à extensão projetada,é conhecida como pré-tensão.

A carga de tensão corresponde à força que une as partes dajunta. Cargas externas que são inferiores à força de união não mudarão a carga de tensão no parafuso. Por outro lado,se a junta for exposta a cargas externas mais altas do que apré-tensão no parafuso, a junta será separada e a carga detensão no parafuso irá aumentar naturalmente até que o parafuso quebre.


A torção no parafuso resulta da atrito entre as roscas no para-fuso e a porca.

Alguns parafusos são também expostos à cargas de cisalha-mento que ocorrem quando a força externa faz deslizar aspartes da junta entre si e em ângulos exatos em relação àforça de união. Em uma junta adequadamente projetada, todaa força de cisalhamento externa deve encontrar resistência doatrito entre os componentes. Uma junta desse tipo é chamadade junta fixada por atrito. Se a força de união não for sufi-ciente para criar o atrito necessário, o parafuso também seráexposto à força de cisalhamento. Freqüentemente, as juntassão projetadas para uma combinação de carga de tensão ecisalhamento.

O parafuso é composto de haste e cabeça. A haste é rosquea-da em parte ou em toda a sua extensão, da extremidade até acabeça. Parafusos mais longos geralmente são rosqueadosapenas parcialmente. Não é preciso confeccionar uma roscamais longa do que o necessário para apertar a junta, uma vezque isso apenas tornará o parafuso mais caro e reduzirá aforça de tensão.

As dimensões das roscas, o formato da rosca e o passo, ouseja, a distância entre os filetes sucessivos, foram padroniza-dos. Na prática, existem apenas dois padrões diferentesusados na indústria hoje em dia, o padrão Unificado UN,usado originalmente nos países anglo-saxônicos e o padrãoMétrico Europeu M.

Projeto básico do parafuso.

Carga de cisal-hamento e cargade tensão.

Carga de tensão

Carga de cisalh

Carga de tensão

Carga de cisalhamento

Força de união


3. Força de União

Em geral, é desejável que o parafuso seja a parte mais fracada junta. Um parafuso super-dimensionado torna o produtomais pesado e desnecessariamente caro. Como um parafusopadrão é em geral comparativamente barato, é preferível queo parafuso seja a primeira parte a quebrar.

Além disso, na maioria dos casos, as dimensões do parafusonão são críticas para a qualidade da junta. O importante é aforça de união, ou seja, se é suficiente para suportar toda acarga para a qual a junta é projetada e se a junta permaneceráfirme o suficiente para evitar afrouxamento se exposta a pul-sos de carga (Carga Intermitente).

O problema é que não há uma maneira prática de medir aforça de união em situações normais de produção.Conseqüentemente, o valor da força de união é geralmentereferido como torque de aperto.

Como a força de união é uma função linear, tanto do ângulode rotação do parafuso como do passo da rosca, existe umarelação direta entre a força de união e o torque de apertodentro da faixa elástica do alongamento do parafuso.

Além das diferenças de dimensão, os padrõesUN e M apresentam diferentes ângulos e pro-fundidades de rosca. Os dois padrões incluemespecificações separadas para roscas finas. Opadrão UN para rosca fina – UNF - é bastan-te similar ao tipo UNC normal.

Passo =mm/rotação


Entretanto, apenas cerca de 10% do torque aplicado é trans-ferido para a força de união. O restante da força de aperto éconsumida no atrito da junta parafusada – 40% do torquepara superar o atrito na rosca e 50% no atrito sob a cabeçado parafuso.

4. Efeito da lubrificação

Se um parafuso for lubrificado, o atrito nas roscas e sob acabeça é reduzido e a relação entre o torque de aperto e aforça de união é alterada. Se o mesmo torque for aplicadoantes da lubrificação, uma parte muito maior do torque será transformada em força de união. Na pior hipótese, isso poderia causar uma tensão no parafuso que excederia aforça de tensão ideal, consequentemente, levando à quebrado parafuso.

Por outro lado, se o parafuso estiver completamente semlubrificante, a força de união poderia ser muito pequenapara suportar as forças para as quais a junta é projetada, como risco do parafuso ficar frouxo.

Material do parafuso Material da porca Seco Levemente lubrificado

Não tratado Não tratado 0.18-0.35 0.14-0.26

Revestido com fósforo Não tratado 0.25-0.40 0.17-0.30

Zincado Não tratado 0.11-0.36 0.11-0.20

Revestido com fósforo Revestido com fósforo 0.13-0.24 0.11-0.17

Zincado Zincado 0.18-0.42 0.13-0.22

Tabela 1. Atrito em roscas de diferentes materiais


5. Classificação da qualidade do parafuso

Quando um parafuso é apertado e a força de união começaaumentar, o material do parafuso é tensionado. Após umcurto tempo, sob a tensão da rosca, o material irá esticar naproporção da força. Em princípio, esse alongamento conti-nuará até que a tensão no parafuso seja igual à força detensão à qual o parafuso irá quebrar. Entretanto, visto que oalongamento é proporcional à tensão, o parafuso recuperaráseu comprimento original quando a carga for removida. Issoé conhecido como a área elástica.

Sob uma determinada tensão, conhecida como yield point,ocorrerá a deformação do material do parafuso. Entretanto, oparafuso não quebrará imediatamente. O torque continuará aaumentar, mas a uma razão menor durante a deformação naárea denominada área plástica.

Para uma força de união muito precisa, esta área é por vezesdeliberadamente especificada para o processo de aperto. Se aárea plástica for ultrapassada, ocorre a quebra.

Tensão

Yield point Falha

Deslocamento angular


PARAFUSOS COM ROSCA MétricaTorque de aperto Nm, de acordo com ISO 898/1

A qualidade dos materiais dos parafusos é padronizada, ouseja, quanto esforço de tensão um parafuso pode ser expostoantes que o yield point seja alcançado e antes que ocorra aquebra. Todos os parafusos devem ser marcados de acordocom sua “Classificação de Parafuso” – um padrão que usaum sistema de dois dígitos, no qual o primeiro dígito refere-se à força de tensão mínima em 100 N/mm2 e o segundodígito indica a relação entre o yield point e a força de tensãomínima. Por exemplo, “Classificação de Parafuso” 8.8 desig-na um parafuso com uma força de tensão mínima de 800N/mm2 e um yield point de 0.8 x 800 = 640 N/mm2.

Rosca Nm Classificação do Parafuso

3.6 4.6 4.8 5.8 8.8 10.9 12.9

M1.6 0.05 0,065 0,086 0.11 0.17 0.24 0.29

M2 0.10 0.13 0.17 0.22 0.35 0.49 0.58M2.2 0.13 0.17 0.23 0.29 0.46 0.64 0.77M2.5 0.20 0.26 0.35 0.44 0.70 0.98 1.20M3 0.35 0.46 0.61 0.77 1.20 1.70 2.10M3.5 0.55 0.73 0.97 1.20 1.90 2.70 3.30M4 0.81 1.10 1.40 1.80 2.90 4.00 4.90M5 0.60 2.20 2.95 3.60 5.70 8.10 9.70M6 2.80 3.70 4.90 6.10 9.80 14.0 17.0M8 8.90 10.50 15.0 24.0 33.0 40.0M10 17.0 21.0 29.0 47.0 65.0 79.0M12 30.0 36.0 51.0 81.0 114.0 136.0M14 48 58 80 128 181 217M16 74 88 123 197 277 333M18 103 121 172 275 386 463M20 144 170 240 385 541 649M22 194 230 324 518 728 874M24 249 295 416 665 935 1120M27 360 435 600 961 1350 1620M30 492 590 819 1310 1840 2210M36 855 1030 1420 2280 3210 3850M42 1360 2270 3640 5110 6140M45 1690 2820 4510 6340 7610M48 2040 3400 5450 7660 9190

Tabela 2. Tabela para diferentes classes de parafusos

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6. Tipos de juntas

As juntas parafusadas variam não apenas em tamanho, mastambém de tipo, o que muda as características das juntas. Doponto de vista do aperto, a qualidade mais importante de umajunta é sua “dureza”. Em números, isso pode ser definidocomo “faixa de torque” que é o ângulo de aperto necessáriopara alcançar o torque recomendado da dimensão e qualidadedo parafuso em questão medido a partir do encosto – o ponto no qual os componentes e a cabeça do parafuso são apertados.

A faixa de torque pode variar consideravelmente entre para-fusos do mesmo diâmetro. Um parafuso curto que une com-ponentes de metal planos, alcança o torque nominal em ape-nas uma fração de volta do parafuso. Esse tipo de junta édefinido como “junta rígida”. Uma junta com um parafusolongo que deve comprimir componentes macios, tais comoarruelas ou arruelas de pressão, requer um ângulo muitomaior, possivelmente ainda várias voltas do parafuso ou daporca para alcançar o torque nominal. Este tipo de junta édescrito como junta flexível.

Obviamente, os dois tipos diferentes de juntas comportam-sede maneira diferente durante o processo de aperto.

Exemplo de designaçãode parafuso.

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7. Torque e ângulo

Como mencionado acima, por razões práticas, o torque deaperto é o critério normalmente usado para especificar a pré-tensão no parafuso. O torque, ou o momento da força, podeser medido dinamicamente, enquanto o parafuso é apertado,ou estaticamente, verificando o torque com um torquímetroapós o aperto.

As especificações de torque variam consideravelmentedependendo das demandas de qualidade da junta. Uma juntade segurança em um carro a motor, tal como a suspensão daroda, não pode falhar e, conseqüentemente, está sujeita arequisitos de tolerância muito rígidos. Por outro lado, umaporca usada para prender o parafuso de ajuste da altura deuma bancada não é considerada crucial do ponto de vista daforça de união não sendo, portanto, necessário especificarum requisito de torque.

Um nível mais alto de controle de qualidade é alcançadoacrescentando-se o ângulo de aperto aos parâmetros medidos.Na área elástica do parafuso isso pode ser usadopara verificar se todas as partes de uma juntaestão presentes, p.ex., que não está faltando umaarruela de pressão ou uma arruela. Da mesmaforma, a qualidade do parafuso pode ser verifica-da medindo-se o ângulo de aperto, antes do nívelde encosto, bem como o aumento do torque final.

Em processos de aperto sofisticados, o ângulo também pode ser usado para definir o yield point e permitir o aperto na área elástica do parafuso.

60°C

30°C

O torque é definido pelaforça x comprimento daalavanca.

Angulo de rotação do parafuso.


8. Métodos de medição

Quando se sabe as especificações de aperto para uma juntaparafusada, a pergunta óbvia é: como saber se a junta foiadequadamente apertada?

As medições do torque são feitas de acordo com um de doisprincípios básicos – medição estática ou medição dinâmica.

Medição estática significa que o torque de aperto é verifica-do após o processo de aperto ter sido concluído.

A medição é geralmente realizada manualmente com um tor-químetro que pode ser uma escala que mede a carga sobreuma mola ou um instrumento ativado por um transdutoreletrônico (célula de carga-aferidor de tensão [strain gauge]).

Um método muito comum de verificação do torque de apertoé usar um torquímetro de estalo equipado com uma embrea-gem que pode ser pré-ajustada a um torque específico. Se otorque for maior do que o valor de torque pré-estabelecido, aembreagem irá soltar-se com um estalo. Se o torque formenor, o aumento do torque final é possível até que aembreagem estale. Aperto excessivo não pode ser detectadocom o torquímetro de estalo.

Para medir o torque estático, o valor de torque deve ser lidoinstantaneamente quando o parafuso começa a girar.

Para CEP, Controle Estatístico do Processo, os verificadoreseletrônicos de torque podem ser programados para armazenarum número de leituras para análise, seja manualmente ouconectado a um computador.

A medição dinâmica, por outro lado, significa que o torque écontinuamente medido durante o ciclo de aperto completo.Esse é geralmente o método preferido em produção onde sãousadas ferramentas para aperto. A vantagem sobre o métodoestático é que a medição dinâmica fornece uma indicação dodesempenho da ferramenta de aperto sem a influência dorelaxamento na junta e variações no atrito em repouso. Alémdisso, ele também elimina a necessidade de verificaçãosubseqüente.

Torquímetro(medição estática)

A medição dinâmica é feita seja diretamente pela mediçãocom um transdutor de torque incorporado ou externo in-line,ou indiretamente pela medição da corrente de algumas para-fusadeiras e apertadeiras elétricas sofisticadas. Nos doiscasos, a medição do torque é possível apenas quando asferramentas têm transmissão de torque direta, ou seja, nãouma força de pulsação, como é o caso com chaves de impac-to e apertadeiras de impulso.

O transdutor de torque externo in-line é montado entre oeixo impulsor da ferramenta e o soquete ou bit da parafusa-deira. É basicamente uma haste motriz com resistências ins-taladas, a chamada Wheatstone Bridge, que sente a defor-mação elástica do corpo como resultado do torque aplicadoe produz um sinal elétrico que pode ser processado em uminstrumento de medição.

Transdutores externos in-line encontram-setambém disponíveis com um codificador deângulo incorporado para monitoramento doângulo de aperto.

Como o transdutor externo in-line com seuconector para o cabo de sinal deve ser segurado paraevitar que gire, o transdutor externo in-line não é práticopara uso no monitoramento contínuo da produção em série.Entretanto, para instalação da ferramenta e ajuste do torquee para verificação de qualidade em linha, o transdutor exter-no in-line é o instrumento comumente usado para leitura dosvalores de torque aplicados.

Para produção em linha de montagem, onde o aperto requer100% de monitoramento ou se o próprio processo de apertoé controlado através de leituras de torque, o transdutor detorque vem geralmente incorporado na ferramenta de aperto.Em ferramentas com engrenagem, existem várias posiçõesnas quais o transdutor pode ser instalado, porém por razõesdimensionais, é vantajoso colocá-lo o mais próximo possíveldo motor, onde as forças envolvidas são as mais baixas. Aoinvés de colocar os aferidores de tensão no eixo, como oco-rre com o modelo externo, o transdutor de torque incorpora-do pode utilizar as forças de reação no conjunto elétrico daferramenta.


Medição dinâmicado torque


Os codificadores de ângulo também podem ser incorporadosno desenho da ferramenta para registro das características dajunta durante o aperto ou para controle avançado do aperto.

9. O processo de aperto

O processo de aperto também exerce uma influência impor-tante na qualidade da junta parafusada. Uma junta apertadamanualmente comporta-se de forma completamente diferentedaquela apertada usando uma ferramenta.

Da mesma forma, diferentes tipos de ferramentas exercemuma influência decisiva no resultado. Ferramentas com acio-namento direto, tais como parafusadeiras e apertadeiras, têmuma capacidade máxima que é decidida pela potência domotor e pela relação da engrenagem. Elas podem ser do tipostall, no qual o torque final é determinado pelo torque produ-zido quando a ferramenta não tem mais capacidade de supe-rar a resistência para girar o parafuso. Hoje em dia elas sãogeralmente equipadas com um dispositivo que interrompe oaperto em um torque pré-determinado.

Atualmente, há também outros tipos de ferramentas de aper-to comuns na produção industrial, ou seja, chaves de impactoe apertadeiras de impulso, nas quais a potência do motor éconvertida em torque carregando e descarregando a energiaintermitentemente durante o processo. Isso significa queferramentas muito potentes podem ser projetadas com peso etamanho limitados e quase nenhum torque de reação para ooperador. Entretanto, do ponto de vista de monitoramento dotorque, esses tipos não servem para medição dinâmica e con-seqüentemente, não são discutidos neste contexto.

Apertadeiraangular comtransdutorincorporado.


10. Mean shiftA razão fundamental para usar uma ferramenta no aperto deuma junta parafusada é reduzir o tempo do processo dentro dacapacidade do operador e dos requisitos de qualidade.Portanto, uma alta velocidade rotacional da ferramenta é deinteresse fundamental.

A maioria das ferramentas de montagem são acionadas por ummotor que fornece uma alta velocidade durante o encosto doparafuso, quando a resistência é baixa, e vai reduzindo arotação à medida que o torque aumenta. Em juntas rígidas oco-rre uma parada quase que imediata da velocidade máxima livreaté o stall ou shut-off. Entretanto, devido à inércia de todas aspeças rotativas, há bastante energia dinâmica armazenada naferramenta, no soquete ou bit e no próprio parafuso. A energiadeve ser descarregada de algum modo e a maior parte dela éfornecida à junta na forma de acréscimo de torque, o chamado“overshoot”.

Não seria problema se a junta parecesse a mesma todo o tempo, porém se a mesma ferramenta estiver sendo usada em uma juntaflexível, requerendo muito mais tempo e energia para alcançar o torque, os efeitos dinâmicos são sem importância. O resultadoé uma diferença no torque entre a junta rígida e a flexível quepode ser considerável. Essa diferença é chamada “mean shift”. Em ferramentas equipadas com algum tipo de dispositivo“shut-off ” (desligamento automático), a qualidade da embrea-gem torna-se também decisiva para o “mean shift” da ferra-menta. Como a seqüência de aperto é geralmente muito curta,o tempo necessário para a embreagem reagir ao impulso dotorque exercerá uma influência igualmente importante no tor-que final uma vez que o efeito dinâmico, ou seja, a demora no“shut-off ” fornece um overshoot muito mais alto do torque najunta rígida do que na flexível.

Definição de mean shift e overshoot.

Torque

Overshoot

Mean shiftAlvo

Rígida

Flexível

EncostoAlvo

Angulo derotação doparafuso


11. Padrões para medição

As variações no torque de aperto que dependem da rigidez da juntatornaram necessário estabelecer padrões de medição comuns a fimde definir a capacidade de uma ferramenta em atender certas espe-cificações de qualidade e ser possível comparar diferentes tipos deferramentas com as especificações.

O padrão comum usado atualmente é ISO 5393 – “Ferramentasrotativas para parafusos rosqueados – Desempenho e método deteste”. O padrão e os princípios para avaliação dos resultados sãodiscutidos no “Guia de Bolso – Análise estatística dos resultadosde aperto”.

12. Certificação

O ISO 5393 representa uma plataforma comum para fabricantes eusuários de ferramentas de montagem avaliarem o desempenho dasferramentas de montagem. Muitos fabricantes de carros têm seuspróprios programas de qualidade baseados nesse padrão demedição. Esses programas envolvem a categoria assim como aclassificação de qualidade das ferramentas disponíveis no merca-do. Geralmente, o desempenho de uma ferramenta, tanto novacomo após um certo tempo de operação, deve ser verificado antesda ferramenta ser aceita para uso pelas plantas de montagem dofabricante em todo o mundo.

O mais extenso programa de certificação é o da Ford Motor Co.Em princípio, é baseado em uma classificação de todas as juntasde um carro, nas classes relevantes de ferramentas no que se refereaos requisitos de torque. As ferramentas são testadas de acordocom esses requisitos, do torque máximo ao mínimo em cada clas-se, de acordo com o procedimento de teste ISO 5393. Para seraprovada, cada ferramenta deve atender os requisitos de precisãotanto nova como após 250.000 ciclos e para certificação de ferra-menta preferida, após 500.000 ciclos sem reparos importantes edentro da mesma especificação de tolerância.

Outros fabricantes de carros têm programas similares. A maioriadeles usa o ISO 5393 como o método de teste, mas a exigênciapode variar.

Os testes para desempenho da ferramenta são basicamente desen-volvidos pelo fabricantes de carros, mas o fabricante da ferramentapode ser autorizado pelo usuário a realizar o teste prático.


13. Erros em apertos O objetivo do monitoramento do torque de aperto é assegurarque a força de união tenha sido alcançada. Entretanto, o torquede aperto isoladamente não constitui 100% de garantia de quea força de união é suficiente para a carga para a qual a juntafoi projetada. Existem diversos erros que podem ocorrer eresultar em pré-tensão inadequada no parafuso, apesar dotorque de aperto correto.

14. Roscas danificadasUma rosca danificada ou roscas com corte insuficiente resul-tarão em resistência aumentada ao giro do parafuso e, portan-to, o torque pré-determinado será alcançado antes da força deunião correta ser alcançada.

Roscas danificadas podem ser detectadas pelo monitoramentodo ângulo de aperto.

15. Falta de componentes na junta

Um problema comum na produção industrial é o operadoresquecer uma arruela ou guarnição na montagem de umajunta. Além do fato desses componentes terem outras utilida-des dentro do projeto, a sua falta irá alterar o torque da junta e,conseqüentemente, também a força de união.

16. RelaxamentoTodas as juntas assentam após o aperto. Isso significa queapós um curto tempo, menos de 30 milisegundos, a força deunião na junta é menor do que era quando o aperto terminou.Para juntas que incluem componentes elásticos, tais comoarruelas, esse relaxamento pode ser considerável e um teste detorque subseqüente pode mostrar que o torque é apenas umafração da especificação pretendida. O relaxamento é geralmen-te superado pelo aperto em dois estágios. Uma ferramenta deimpulso ou uma chave de impacto poderia também ser umasolução prática, visto que o acionamento por pulsos permite orelaxamento da junta entre os pulsos ou impactos.

Rosca danificada

Falta de arruela

Relaxamento


17. Prevailing torque Algumas juntas, tais como aquelas desenhadas para pre-loa-ding de rolamentos axiais, nos quais o desgaste poderia, como tempo, reduzir a pré-tensão necessária para manter o atritoentre o parafuso e a porca, apresentam um elemento elásticona rosca que evita o afrouxamento da junta. Naturalmente,esse elemento de atrito também aumenta a resistência ao girodo parafuso durante o aperto e o run-down. Uma ferramentade controle de torque poderia desligar automaticamente muitoprematuramente, uma vez que o dispositivo de controle nãopode identificar a diferença entre o torque prevailing e otorque de aperto. A solução é um dispositivo que identificamecanicamente quando o aumento do torque inicia ou pelaanálise eletrônica do processo de aperto.

18. Ferramentas de aperto

Ferramentas de impactoAs chaves de impacto baseiam-se no mesmo princípio do usode um martelo para golpear uma chave de boca durante oaperto de uma porca ou parafuso, desenvolvendo o torqueimpacto por impacto. No caso da chave de impacto acionadapor motor pneumático, o martelo é a massa combinada dorotor e do mecanismo de impacto que envia sua energia ciné-tica, uma ou duas vezes por rotação, para o conjunto bigor-

na-eixo-soquete, que representa a chave na comparação.

A vantagem das chaves de impacto é que elas possuemuma capacidade muito alta em relação ao peso e taman-

ho da ferramenta. Como o torque de reação não é maior doque o necessário para acelerar o martelo, a força de reação

Angulo/tempo

Torque

Torque-alvo

Compensaçãodo prevailingtorque

Prevailingtorque

Princípio das ferramentasde impacto.


Tempo

Princípio das ferramentasde impulso.

Princípio do desenvolvimentodo torque em ferramentas de impulso.

transferida de volta para o operador é muito pequena, o quetorna a chave de impacto muito flexível e simples de usar.

As desvantagens são o nível de ruído comparativamente altoda chave de impacto e a dificuldade de medir o torque apli-cado e, consequentemente, também a possibilidade limitadade alcançar controle de torque preciso.

Consequentemente, a chave de impacto é a ferramenta idealpara o desaperto de parafusos de rosca enferrujados e empe-rrados no trabalho de manutenção em indústrias químicas,refinarias e outras indústrias pesadas. Elas são também ade-quadas para uma variedade de aplicações que não requerem omais alto grau de precisão.

Ferramentas de impulsoA ferramenta de impulso hidráulico tem todas as vantagensda chave de impacto, ou seja, alta velocidade e potência emuma ferramenta leve e portátil sem forças de reação e nenhu-ma das desvantagens, exceto a dificuldade de monitoramentodinâmico do torque aplicado.

Nas ferramentas de impulso, o torque é desenvolvido, nãoatravés do golpe metal com metal, mas através de umcolchão hidráulico. Isso propicia baixo nível de ruído, ummínimo de vibração e, principalmente, boa precisão no aper-to. Isso é alcançado através do controle da pressão hidráulicano mecanismo de impulso que limita o torque aplicado assimque o valor pré-estabelecido é alcançado.

A conveniência, a velocidade, os baixos níveis de ruído e devibração e a precisão do torque tornaram a ferramenta deimpulso muito popular na indústria de produção, incluindo aindústria automobilística. A limitação ocorre em aplicaçõesque requerem documentação dos valores de torque aplicados.

Torque


Parafusadeiras e apertadeiras pneumáticasAs ferramentas pneumáticas de acionamento direto paraaperto de parafusos variam desde pequenas parafusadeiras,para parafusos até M6 (1/4”) até apertadeiras de alto torquepara torque de aperto de vários milhares de Nm. Nesse tipode ferramenta, o alto toque obtido no eixo impulsor provémda transformação da potência do motor de alta velocidadeem baixa velocidade através de engrenagensplanetárias.(favor falar com Romeu)

ParafusadeirasO termo parafusadeiras define as ferramentas usadas para osmenores parafusos nos quais o torque de aperto requerido ébaixo o suficiente para permitir que o torque de reaçãodesenvolvido durante o aperto seja suportado pelo operadorapenas segurando a ferramenta. Na prática, isso limita afaixa a uma capacidade entre 4 e 12 Nm (M5-M6), depen-dendo do tipo de ferramenta, do tipo de junta e da posição de operação.

A forma mais simples de parafusadeira é a ferramenta tipostall, na qual o torque aplicado é determinado pelo tempo noqual o motor, depois de engrenado, é capaz de apertar antesde parar. O ajuste do torque é feito através da regulagem dapressão de ar que aciona a ferramenta. Este tipo de ferra-menta é freqüentemente usado para operações com demandade torque variada, tal como parafusos para placas de metal,onde o operador interrompe o processo de aperto porcontrole visual.

Entretanto, as parafusadeiras são geralmente equipadas comembreagens mecânicas. A embreagem pode ser do tipo desli-zante ou ter uma função shut-off. Com a embreagem desli-zante, um engate armado a mola solta-se quando o torquepré-determinado é alcançado e re-engata assim que o gatilhoé ativado. Essa é uma solução comparativamente barata epermite alguma possibilidade de acrescentar torque oucompensar um relaxamento, mas a ação tem maior ruído e ocontrole de torque é fraco. Parafusadeiras com shut-off têmboa precisão.

Parafusadeira LUM.


ApertadeirasPara um torque de aperto acima da faixa normal da parafusa-deira, a reação do torque se torna tão alta que o operador nãoconsegue suportar a força com punhos retos simples e tipopistola. Torna-se necessário o uso de algum tipo de barra dereação. Um tipo comum de ferramenta na faixa entre M6 eM14, ou seja, torque de aperto de 10-150 Nm, é a apertadei-ra angular onde a própria ferramenta é projetada para atuarcomo uma alavanca permitindo que o operador suporte asforças de reação.

Apertadeiras de tipo pistola, apertadeiras retas e apertadeirasangulares para torque maior devem ser equipadas com umabarra de reação fixa ou um braço articulado para absorver asaltas forças envolvidas.

Apertadeiras de acionamento direto encontram-se disponí-veis como ferramentas tipo stall ou modelos shut-off. Elasapresentam uma precisão muito boa e são bastante adequa-das para o monitoramento contínuo de torque e ângulo deaperto. Com transdutores de torque incorporados e codifica-dores de ângulo, o processo de aperto pode ser controlado eos dados armazenados eletronicamente.

Um tipo especial de apertadeira com punho tipo pistola é aapertadeira de alto torque acionada por motores gêmeos paraaté 1.500 Nm, na qual um motor, de alta velocidade, gira oparafuso e um segundo motor, de baixa velocidade, realiza otorque até o ajuste final. Modelos desse tipo oferecem apertorápido e uma alta capacidade de torque em uma pequenaferramenta manual, com excelente precisão devido à baixavelocidade final.

Apertadeira angular LTV

Assembly station

Assembly Repair

Signal lightand alarm

Entrysignal

Clock Alert signal

OK signal

RE-Controller

RE-tool


Relatório por sinal de ar Uma falha muito comum na produção em linha de monta-gem é o operador esquecer de apertar um parafuso numasérie de operações. Isso pode ser evitado contando os apertosconcluídos e através de alarme ou controle de linha, que evi-tam que o erro não seja registrado. Esse sistema de relatórioé denominado controle-RE e, para ferramentas pneumáticas,o dispositivo consiste de um sensor de pressão que registraas variações na pressão do ar no sistema de válvula da ferra-menta após shut-off. Quase todas as ferramentas pneumáti-cas podem ser conectadas a uma unidade de controle-RE.

Parafusadeiras e apertadeiras elétricasEm linhas de montagem onde não há ar comprimido ou ondeimpurezas do ar de exaustão devem ser evitadas, as parafusa-

deiras elétricas, geralmente acionadas por um motor DCde baixa voltagem via um transformador, sãobastante comuns.

Parafusadeiras e apertadeiras elétricas sãotambém preferidas para montagem de veícu-los motorizados e em indústrias com exigên-

cias similares de segurança, controle de junta de segurançae registro de qualidade. Essas ferramentas são sistemas alta-mente sofisticados que possibilitam o controle contínuo doprocesso de aperto pelo controle da corrente.

Controlador RE comprincípio de sinal de ar do motor pneumático

Ferramenta elétrica comunidade de controle

Estação de montagem

Montagem Reparo

Sinal de luze alarme

Sinal deentrada

Relógio Sinal de alerta

Sinal OK

Controlador-RE

Ferramenta-RE


Apertadeiras múltiplasQuando há mais do que um parafuso em uma junta, elespodem ser apertados com uma apertadeira múltipla. O objeti-vo de uma apertadeira múltipla não é necessariamenteaumentar a produção. Ela é também a ferramenta ideal quan-do os parafusos de uma junta precisam ser apertados simulta-neamente ou em seqüência e, em geral, para minimizar ainfluência do operador no resultado do aperto. A montagemde motor é um exemplo típico de aplicação das apertadeirasmúltiplas, freqüentemente em combinação com sistemasavançados de controle eletrônico.

Os motores de apertadeiras em ferramentas múltiplas podemser pneumáticos ou elétricos, geralmente do tipo reto. O tor-que de reação dos eixos individuais é absorvido pelos outrosparafusos na junta.

Ferramentas à bateria Parafusadeiras elétricas à bateria tornaram-se ferramentascomuns entre artesãos, carpinteiros e adeptos do faça-você–mesmo, onde a mobilidade é essencial. Durante os últi-mos anos, os métodos de trabalho nas linhas de montagemautomotivas também mudaram, resultando no aumento douso de ferramentas de montagem à bateria. As vantagens sãoa liberdade de movimento ao longo da linha de montagem ea operação dentro de compartimentos fechados sem inter-ferências de mangueiras de ar ou o risco de cabos elétricosenroscados.

As ferramentas de montagem à bateria em versão industrialestão disponíveis como parafusadeiras tipo pistola e angulare como parafusadeiras de impulso.

Eixos múltiplos comunidade de controle.

Parafusadeira angular à bateria.


Ferramenta Aplicação recomendadaChaves de impacto Desaperto e aperto de parafusos de grande

dimensão durante manutenção. Altos torquescom requisitos de precisão moderados.

Ferramentas de impulso Montagem de parafusos para máquina onde avelocidade e a comodidade são importantes.Precisão média.

Parafusadeiras pequenas Montagem de parafusos pequenos com baixotorque e precisão média a alta.

Apertadeiras angulares Montagem de parafusos e porcas para máquinaonde os requisitos de precisão são altos.Parafusos com acessibilidade limitada.

Apertadeiras com transdutores Montagem de parafusos de máquina onde oprocesso de aperto, o torque e/ou o ângulodevem ser monitorados para controle ecertificação de qualidade.

Ferramentas pneumáticas Aplicações nas quais a contagem de para fusoscom relatórios adequadamente apertados em uma junta é essen-

cial para o controle de qualidade do produto.

Apertadeiras elétricas Montagem na qual é necessário o controle doprocesso de aperto para obter um alto nível deprecisão

Eixos fixos Aplicações nas quais braços articulados são usa-dos para suportar o torque de reação para apertocom eixos múltiplos e para sistemas automáti-cos. Acionado a ar comprimido ou eletricidade,de acordo com o controle de processo requerido.

Ferramentas à bateria Para máxima mobilidade e onde a mangueira dear ou o cabo elétrico limitaria o acesso ou acarre-taria um risco de segurança devido a um caboenroscado.

Guia de recomendação


Resumo

O guia revisa as vantagens das juntas parafusadas para aunião de componentes, as características das juntas parafusa-das e a influência do uso de diferentes tipos de ferramentasde aperto na qualidade da junta parafusada. Diferentes tiposde ferramentas de aperto são apresentados e suas aplicaçõessão discutidas. O monitoramento do processo de aperto éexplicado e são descritos métodos para o controle da quali-dade da junta na produção em linha de montagem.


Título Código

Distribuição da linha de ar 9833 1266 01

Motores pneumáticos 9833 9067 01

Furação com máquinas manuais 9833 8554 01

Esmerilhamento 9833 8641 01

Ferramentas percussivas 9833 1003 01

Ferramentas de impulso 9833 1225 01

Técnica de rebitagem 9833 1124 01

Parafusamento 9833 1007 01

Técnica de análise estatística 9833 8637 01

A arte da ergonomia 9833 8587 01

Tecnologia de aperto 9833 8648 01

Vibrações em esmerilhadeiras 9833 9017 01

Guias de Bolso Atlas Copco

www.atlascopco.com 9833

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Documents

Tecnologia de Aperto – Guia de Bolso - valona.com.brvalona.com.br/downloads/Tecnologiadeaperto.pdf · partes da junta entre si e em ângulos exatos em relação à força de união