Na maioria dos casos, a resistência à corrosão é ainda o único critério para a escolha de fixadores em aço inoxidável. Entretanto, pelas características mecânicas deste material, ele está sendo usado, cada vez mais, nas fixações onde resistência e confiabilidade são requeridas. Neste sentido é necessário aprimorar os conhecimentos do aço inoxidável durante a montagem e, em particular, os fatores relacionados com carga de montagem e torque.
1. MÁXIMA PRESSÃO SUPERFICIAL ADMISSÍVEL ![]()
Para uma boa fixação, a pressão superficial admissível é de primordial importância. Ela não deve ser excedida após a carga de montagem, e sob cargas externas atuantes entre as superfícies de contato da cabeça do parafuso, da peça fixada e da porca. Se esta regra não for seguida, a carga de montagem diminui devido à deformação plástica e a fixação ficará frouxa.
|
VALORES ORIENTATIVOS DA PRESSÃO SUPERFICIAL ADMISSÍVEL NA MONTAGEM EM N/mm²,
|
||||
|
aço inoxidável austenítico
|
ligas de alumínio |
St 37 |
St 50 |
ferro fundido |
|
400* |
200 |
250 |
420 |
700 |
*este valor se aplica para o material recozido. Dependendo do grau de deformação a frio ele pode ser elevado a 700 N/mm².
|
SUPERFÍCIE DE CONTATO EM mm²
|
||||||||||||
|
bitola nominal |
M4 |
M5 |
M6 |
M8 |
M10 |
M12 |
M14 |
M16 |
M18 |
M20 |
M24 |
M30 |
|
distância entre planos em mm* |
7,0 |
8,0 |
10,0 |
13,0 |
16,0* |
18,0* |
21,0* |
24,0 |
27,0 |
30,0 |
36,0 |
46,0 |
|
paraf. sxt. DIN 931/933 porca sxt. DIN 934 |
11,4 |
13,6 |
28,0 |
42,0 |
72,3 |
73,2 |
113,0 |
157,0 |
188,0 |
244,0 |
356,0 |
576,0 |
|
parafuso sxt. interno DIN 912 |
17,6 |
26,9 |
34,9 |
55,8 |
89,5 |
90,0 |
131,0 |
181,0 |
211,0 |
274,0 |
421,0 |
638,0 |
A superfície pode ser aumentada utilizando-se arruelas.
*Estas são as novas distâncias entre planos de acordo com a norma ISO.
2.
COEFICIENTES DE MONTAGEM DO AÇO INOXIDÁVEL ![]()
A grande ductilidade do aço inoxidável austenítico não causa somente altos coeficientes de atrito UG na rosca e UK sob a cabeça do parafuso, mas também uma maior dispersão do que em outros tipos de aço. Isto significa que, para torques iguais, obteremos uma carga de montagem menor. Lubrificantes adequados podem reduzir o atrito, mas a dispersão ainda permanece. Devido ao grande número de variáveis, é aconselhável estabelecer coeficientes de atrito para cada aplicação, através de testes práticos com um torquímetro.
|
VALORES ORIENTATIVOS DO COEFICIENTE DE ATRITO UG e UK
|
|||||||
|
material de |
parafuso |
porca |
lubrificante |
elasticidade |
coeficiente de atrito |
||
|
construção |
|
|
na rosca |
sob a cabeça |
da fixação |
rosca UG |
cabeça UK |
|
|
|
|
sem |
sem |
|
0,26 - 0,50 |
0,35 -0,50 |
|
|
|
|
lubrificante especial |
muito grande |
0,12 - 0,23 |
0,08 - 012 |
|
|
|
|
|
(à base de parafina /cloreto) |
|
|
|
|
|
|
|
A2 |
graxa resistente à corrosão |
|
0,26 - 0,45 |
0,25 - 0,35 |
|
|
A2 |
A2 |
|
sem |
sem |
|
0,23 - 0,35 |
0,12 - 0,16 |
|
|
|
|
lubrificante especial |
pequena |
0,10 - 0,16 |
0,08 - 0,12 |
|
|
|
|
|
(à base de parafina /cloreto) |
|
|
|
|
|
|
|
|
sem |
sem |
|
0,32 - 0,43 |
0,08 - 0,11 |
|
|
|
Al Mg Si |
lubrificante especial |
muito grande |
0,28 - 0,35 |
0,08 - 0,11 |
|
|
|
|
|
(à base de parafina /cloreto) |
|
|
|
|
3. DETERMINAÇÃO DO TAMANHO DO PARAFUSO ![]()
Para
se dimensionar o tamanho de um parafuso em aço inoxidável austenítico para substituir
outro material, uma análise genérica pode ser feita, comparando-se o limite
de escoamento de 0,2% de ambos (vide tab. pág. 5).
• Classe 50 é mais de 10% inferior à classe 4.6, e desta maneira a substituição não será possível em todos os casos.
• Classe 70 nas medidas até M20 inclusive, pode substituir a classe 8.8, observando-se a utilização de uma bitola imediatamente superior. Ex: M8, no material 8.8, deve ser substituído por M10 no material A2-70. Neste caso cargas até 30% maiores podem ser admitidas. Acima de M20 até M30, inclusive, a classe 70 é somente equivalente à classe 4.6 e a substituição não pode ser feita sem análises adicionais.
• Classe 80 é 7% inferior à classe 8.8. Assim a substituição, de uma maneira geral, pode ser feita sem maiores problemas.Em situações críticas a diferença de 7% deve ser levada em consideração e a pressão superficial deve ser especialmente controlada.
4. SOLDAGEM POR ATRITO (GALLING) ![]()
Um material submetido a atrito por fricção, pode apresentar emperramento, devido a uma soldagem localizada. O aço inoxidável é mais susceptível a este problema do que os aços comuns, devido à sua maior ductilidade.
A experiência, no entanto, tem mostrado que este problema raramente ocorre com parafusos por que o processo de deformação a frio deixa a superfície da rosca mais dura e lisa. A folga de rosca especificada pela norma também contribui positivamente para a minimização deste problema.
Uma importante condição é que o produto esteja limpo, livre de rebarbas ou qualquer tipo de partícula estranha. Roscas danificadas ou montagens fora de alinhamento também devem ser evitadas.Juntas rígidas são melhores do que juntas elásticas.
É aconselhável apertar a fixação lenta e uniformemente, não usando ferramentas de impacto.Convém ressaltar que para produzir uma certa carga de montagem, não somente o coeficiente de atrito é importante, mas a precisão do torque de aperto.
A combinação de dois tipos de aço inoxidável (Ex: A2 e A4) não apresenta nenhuma vantagem com relação à soldagem por atrito. Sob condições especiais e para requisitos específicos, um lubrificante adequado deve ser usado como, por exemplo, parafina/cloreto, verniz molykote, óleo de alta pressão ou graxa resistente à corrosão.
5.
CARGAS DE MONTAGEM E TORQUES DE APERTO ![]()
|
|
|
CARGA DE MONTAGEM FM EM kN
|
TORQUE DE APERTO MA EM Nm
|
||||||||||||||
|
COEFICIENTE DE ATRITO |
0,10 |
0,12 |
0,14 |
0,16 |
0,18 |
0,20 |
0,30 |
0,40 |
0,10 |
0,12 |
0,14 |
0,16 |
0,18 |
0,20 |
0,30 |
0,40 |
|
|
BITOLA |
CLASSE |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
50 |
1,38 |
1,33 |
1,27 |
1,22 |
1,17 |
1,12 |
0,90 |
0,74 |
0,80 |
0,90 |
1,00 |
1,10 |
1,20 |
1,30 |
1,50 |
1,60 |
|
M4 |
70 |
2,97 |
2,85 |
2,73 |
2,62 |
2,50 |
2,40 |
1,94 |
1,60 |
1,70 |
2,00 |
2,20 |
2,30 |
2,50 |
2,60 |
3,00 |
3,30 |
|
|
80 |
3,97 |
3,80 |
3,64 |
3,49 |
3,34 |
3,20 |
2,59 |
2,13 |
2,30 |
2,60 |
2,90 |
3,10 |
3,30 |
3,50 |
4,10 |
4,40 |
|
|
50 |
2,26 |
2,18 |
2,09 |
2,00 |
1,92 |
1,83 |
1,49 |
1,22 |
1,60 |
1,80 |
2,00 |
2,10 |
2,20 |
2,40 |
2,80 |
3,20 |
|
M5 |
70 |
4,85 |
4,66 |
4,47 |
4,29 |
4,11 |
3,93 |
3,19 |
2,62 |
3,40 |
3,80 |
4,20 |
4,60 |
4,90 |
5,10 |
6,10 |
6,60 |
|
|
80 |
6,47 |
6,22 |
5,96 |
5,72 |
5,48 |
5,24 |
4,25 |
3,50 |
4,60 |
5,10 |
5,60 |
6,10 |
6,50 |
6,90 |
8,00 |
8,80 |
|
|
50 |
3,20 |
3,07 |
2,94 |
2,82 |
2,70 |
2,59 |
2,09 |
1,73 |
2,80 |
3,10 |
3,50 |
3,70 |
4,00 |
4,10 |
4,80 |
5,30 |
|
M6 |
70 |
6,85 |
6,57 |
6,31 |
6,05 |
5,79 |
5,54 |
4,49 |
3,70 |
5,90 |
6,70 |
7,40 |
7,90 |
8,40 |
8,80 |
10,40 |
11,30 |
|
|
80 |
9,13 |
8,77 |
8,41 |
8,06 |
7,72 |
7,39 |
5,98 |
4,93 |
8,00 |
9,10 |
9,90 |
10,50 |
11,20 |
11,80 |
13,90 |
15,00 |
|
|
50 |
5,86 |
5,63 |
5,40 |
5,18 |
4,96 |
4,75 |
3,85 |
3,17 |
6,80 |
7,60 |
8,40 |
9,00 |
9,60 |
10,10 |
11,90 |
12,90 |
|
M8 |
70 |
12,61 |
12,10 |
11,60 |
11,10 |
10,60 |
10,20 |
8,25 |
6,80 |
14,50 |
13,30 |
17,80 |
13,30 |
20,40 |
21,50 |
25,50 |
27,60 |
|
|
80 |
16,70 |
16,10 |
15,40 |
14,80 |
14,20 |
13,60 |
11,00 |
9,10 |
19,30 |
21,70 |
23,80 |
25,70 |
27,30 |
28,70 |
33,90 |
36,80 |
|
|
50 |
9,32 |
8,96 |
8,60 |
8,27 |
7,91 |
7,58 |
6,14 |
5,05 |
13,70 |
15,40 |
16,70 |
18,10 |
19,30 |
20,30 |
24,00 |
26,20 |
|
M10 |
70 |
20,00 |
19,20 |
18,40 |
17,70 |
16,90 |
16,20 |
13,10 |
10,80 |
30,00 |
33,00 |
36,00 |
39,00 |
41,00 |
44,00 |
51,00 |
56,00 |
|
|
80 |
26,60 |
25,60 |
24,60 |
23,60 |
22,60 |
21,70 |
17,50 |
14,40 |
39,40 |
44,00 |
47,80 |
51,60 |
55,30 |
58,00 |
69,00 |
75,00 |
|
|
50 |
13,60 |
13,10 |
12,60 |
12,00 |
11,60 |
11,10 |
9,00 |
7,38 |
23,30 |
26,00 |
28,90 |
30,80 |
32,80 |
34,80 |
41,00 |
44,60 |
|
M12 |
70 |
29,10 |
28,10 |
26,90 |
25,80 |
24,80 |
23,70 |
19,20 |
15,80 |
50,00 |
53,00 |
62,00 |
66,00 |
70,00 |
74,00 |
88,00 |
96,00 |
|
|
80 |
38,80 |
37,40 |
35,90 |
34,40 |
33,00 |
31,60 |
25,60 |
21,10 |
67,00 |
74,00 |
82,00 |
88,00 |
94,00 |
100 |
117 |
128 |
|
|
50 |
18,70 |
17,90 |
17,30 |
16,50 |
15,80 |
15,20 |
12,30 |
10,10 |
37,10 |
41,70 |
45,60 |
49,00 |
52,00 |
56,00 |
66,00 |
71,00 |
|
M14 |
70 |
40,60 |
38,50 |
37,00 |
35,40 |
34,00 |
32,60 |
26,40 |
21,70 |
79,00 |
89,00 |
98,00 |
105 |
112 |
119 |
141 |
152 |
|
|
80 |
53,30 |
51,30 |
49,30 |
47,30 |
45,30 |
43,30 |
35,20 |
29,00 |
106 |
119 |
131 |
140 |
150 |
159 |
188 |
204 |
|
|
50 |
25,70 |
24,70 |
23,80 |
22,80 |
21,90 |
20,90 |
17,00 |
14,00 |
56,00 |
63,00 |
70,00 |
75,00 |
81,00 |
86,00 |
102 |
110 |
|
M16 |
70 |
55,00 |
52,90 |
50,90 |
48,90 |
46,80 |
44,90 |
36,40 |
30,00 |
121 |
136 |
150 |
162 |
173 |
183 |
218 |
237 |
|
|
80 |
73,30 |
70,60 |
67,90 |
65,20 |
62,40 |
59,80 |
48,60 |
40,00 |
161 |
181 |
198 |
517 |
231 |
245 |
291 |
316 |
|
|
50 |
32,20 |
31,00 |
29,80 |
28,50 |
27,30 |
26,20 |
21,20 |
17,50 |
81,00 |
91,00 |
100 |
108 |
115 |
122 |
144 |
156 |
|
M18 |
70 |
69,00 |
66,40 |
63,80 |
61,20 |
58,60 |
56,20 |
45,50 |
37,50 |
174 |
196 |
213 |
232 |
246 |
260 |
308 |
334 |
|
|
80 |
92,00 |
88,50 |
85,00 |
81,60 |
78,10 |
74,90 |
60,70 |
50,10 |
232 |
261 |
285 |
310 |
329 |
346 |
411 |
447 |
|
|
50 |
41,30 |
39,80 |
38,30 |
36,70 |
35,20 |
33,80 |
27,40 |
22,60 |
114 |
128 |
142 |
153 |
164 |
173 |
205 |
223 |
|
M20 |
70 |
88,60 |
85,40 |
82,00 |
78,70 |
75,40 |
72,40 |
58,70 |
48,10 |
244 |
274 |
303 |
328 |
351 |
370 |
439 |
479 |
|
|
80 |
118 |
114 |
109 |
105 |
101 |
96,50 |
78,30 |
64,60 |
325 |
366 |
404 |
438 |
467 |
494 |
586 |
639 |
|
|
50 |
59,60 |
57,40 |
55,10 |
52,90 |
50,70 |
48,60 |
39,40 |
32,60 |
197 |
222 |
243 |
264 |
272 |
298 |
354 |
385 |
|
M24 |
70 |
70,90 |
68,30 |
65,60 |
63,00 |
60,40 |
57,90 |
47,00 |
38,80 |
234 |
264 |
290 |
314 |
336 |
355 |
421 |
458 |
|
|
80 |
170 |
170 |
157 |
151 |
145 |
139 |
113 |
93,10 |
561 |
634 |
696 |
754 |
806 |
852 |
1010 |
1099 |
Estes valores se aplicam para os parafusos sextavados DIN 931/933 e porcas sextavadas DIN 934.
Os
torques são valores teoricamente calculados dependendo do coeficiente de atrito
escolhido e baseados numa carga de montagem utilizando 90% do mínimo limite de
escoamento de 0,2% durante a montagem.
Esta
tabela é somente orientativa e nenhuma garantia pode ser subentendida a partir
dela. ![]()
|
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preparadas cuidadosamente |
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