(Última atualização em: 9 de janeiro de 2023)

Como apertar um parafuso?

Esse problema se parece com “como colocar um elefante na geladeira”, abrir a geladeira e colocar o elefante na geladeira.

Então é realmente tão simples apertar um parafuso? Deixar Torc StarkGenericName explicar em detalhes abaixo.

A forma como garantimos o torque geralmente é usar um torquímetro (vulgarmente conhecido como chave de clique) para apertar o torque, e o multiplicador de torque tem função semelhante. Mas o torque não é o elemento que precisamos para apertar os parafusos. O verdadeiro aperto é prender as peças de conexão pela força de aperto gerada pela rosca.

Portanto, o padrão para julgarmos se o parafuso está apertado é a força de aperto.

O processo de aperto do parafuso é o seguinte: Após pré-apertar o parafuso com a pistola de ar, pegue o torquímetro e insira-o na cabeça do parafuso, aplique o torque verticalmente, gire o torquímetro em velocidade constante e ouça um clique, e pronto.

O que aconteceu com o parafuso neste momento?

Depois que o parafuso é girado, a haste do parafuso é esticada sob força e o alongamento da haste do parafuso gera uma força de aperto para prender a peça de conexão.

O torque aplicado não é tão simples quanto a força de aperto.

Na fórmula geral: Força (F) * Momento (L) = Torque M Ou seja, quanto mais o parafuso é girado, maior o torque obtido.

Mas 90% do torque é consumido pelo atrito e apenas 10% é convertido em força de aperto.

Por exemplo, quando você aperta um parafuso com um requisito de processo de torque de 10 Nm, realmente precisamos do torque axial de 1 Nm, que é consumido pelo atrito.

Qual é a relação entre atrito e força de aperto?

Normalmente, segue o princípio 50-40-10, ou seja, 50% do atrito sob a cabeça do parafuso, 40% do atrito no par de roscas e 10% da força de aperto. Mas a proporção da força de aperto pode ser alterada sob algumas condições.

Por exemplo, quando um parafuso apresenta hematomas ou impurezas em sua rosca, uma vez que você o coloca no orifício do parafuso, que tipo de força de aperto esse parafuso produzirá? Geralmente acredita-se que existem defeitos (impurezas, saliências, etc.) no par de fios. Após a montagem de acordo com o torque de montagem, haverá 50% da força de atrito sob a cabeça do parafuso, 45% da força de atrito no par de roscas e apenas 5% da força de aperto que desejamos. Neste momento, o torque de montagem deste parafuso foi alcançado, mas está longe da força de aperto que precisamos. Se os parafusos estiverem nas partes móveis, como volante e virabrequim, é muito fácil cair, o que causa o que costumamos chamar de “falso aperto”.

O amolecimento do material elástico também atenuará a força de aperto, que também é a atenuação do torque do que costumamos chamar de conexão macia. Por exemplo, se o material da junta do cabeçote for macio, usamos o método de aperto secundário para reduzir a atenuação da força de aperto, e a atenuação da força de aperto dos parafusos do cárter geralmente é causada pela junta do cárter (material macio) sob os parafusos.

Imagine que precisamos que o parafuso se estique para gerar força de aperto. Quanto maior o torque, mais tempo o parafuso pode ser esticado. Quanto maior o torque melhor? Quanto mais torque aplicarmos, mais alongado será o parafuso, e o parafuso sofrerá fratura por tensão além de seu limite de resistência ao escoamento.

Perdendo assim o efeito de ligação do parafuso.

Vários métodos de aperto de parafusos

1. Método de controle de torque (T)

O método de controle de torque é o método mais simples. Baseia-se na conexão roscada, quando a força de aperto axial F é apertada, é proporcional ao torque de aperto T, que pode ser expresso por uma fórmula T=K·F, e este K é o coeficiente de torque. Quando um parafuso é projetado, sua força axial de fixação F é conhecida e o torque de aperto T é definido durante o processo. Nosso torque de aperto também é regulado pelo departamento de processo. No entanto, na oficina de montagem, o torque de aperto é frequentemente alcançado, mas os parafusos montados ainda não são qualificados. Por que é isso?

A chave está no coeficiente de torque. O principal fator de flutuação para a mudança do coeficiente de torque K é o coeficiente de atrito abrangente u, ou seja, a precisão dos parafusos e orifícios dos parafusos, impurezas e solavancos afetarão o coeficiente de atrito abrangente u. Além disso, esse valor de K também está relacionado à temperatura. O experimento da Sumitomo Corporation no Japão prova que o coeficiente de torque K diminuirá em 0,31% para cada aumento de 1°C na temperatura ambiente.

O método de controle de torque pode ser preciso? De acordo com o relatório de teste de aperto da Associação Alemã de Engenheiros, quando o erro do torque de aperto T é ±0 (ou seja, o torque aplicado sem erro), o erro da força de aperto axial do parafuso pode atingir ±27,2% .

Portanto, as vantagens do método de controle de torque são: baixo custo e uma chave de torque simples pode ser usada para verificar a qualidade do aperto.

Suas desvantagens são: precisão de aperto insuficiente, incapaz de dar pleno jogo ao potencial do material e grande impacto ambiental (temperatura, roscas de parafusos, impurezas, saliências, etc.)

2. O método de controle de ângulo de torque (TA) também é chamado de método de controle hiperelástico.

O método de controle do ângulo de rotação do torque é apertar o parafuso com um pequeno torque, geralmente 40%-60% do torque de aperto (desenvolvido após a verificação do processo) e, em seguida, começar a partir deste ponto para apertar um método de controle do ângulo de rotação especificado.

Este método é baseado em um certo ângulo de rotação, um certo alongamento axial do parafuso e uma compressão da junta. O objetivo de fazer isso é aparafusar os parafusos na superfície de contato apertada e superar algumas irregularidades e irregularidades da superfície, e a força de fixação axial necessária posteriormente é gerada pelo ângulo de rotação. Depois de calcular o ângulo de rotação, a influência da resistência de atrito na força de fixação axial não existe mais, portanto sua precisão é maior do que a do método simples de controle de torque. O objetivo do método de controle de torque é medir o ponto inicial do ângulo de rotação. Uma vez determinado o ângulo de rotação, podemos obter uma precisão de aperto bastante alta.

Devido ao método de aperto mais avançado, foi produzida uma ferramenta que se adapta à produtividade, que é a ferramenta elétrica de aperto (ferramentas como uma chave de torque elétrica). Ele é composto de um sensor de engrenagem de cotovelo de engrenagem acionado por motor, etc. É relativamente fácil definir o torque de alerta precoce e o ângulo de partida.

Vantagens do método de controle de ângulo de torque (TA): Alta precisão de aperto e grande força de fixação axial podem ser obtidas.

Desvantagens: O sistema de controle é relativamente complicado e é necessário medir dois dados de torque de pré-aperto e ângulo de rotação. É difícil para o departamento de qualidade encontrar um método adequado para verificar e acompanhar os resultados do aperto.

3. Método do ponto de rendimento

Atualmente, esse método é usado apenas por fabricantes de motores de automóveis que produzem marcas de alta qualidade, porque o custo do equipamento necessário é muito alto e só podemos fazer algumas suposições sobre o equipamento usado com base em seu princípio.

Este método é desenvolvido a partir do método de controle do ângulo de torque-rotação, e o ponto de escoamento é calculado calculando e avaliando continuamente a inclinação da curva do ângulo de torque-rotação.

Durante o processo de aperto, é necessário medir o comprimento natural do parafuso. É necessário monitorar o parafuso o tempo todo para saber o comprimento esticado do parafuso quando ele é apertado. Isso requer dispositivos de raios X ou infravermelho que possam ver e medir. Para cada parafuso e julgando o gradiente máximo e o ponto de escoamento quando o gradiente máximo cai, um computador e o software de cálculo correspondente são necessários para controlar o equipamento de aperto automático para aplicar o torque de escoamento, e o equipamento de aperto automático é necessário aqui.

Prós: Muito precisos, os parafusos podem ser reutilizados, utilizando o potencial máximo de força de compressão.

Contras: equipamento caro

A descrição acima é a descrição de TorcStark de como apertar um parafuso. Então, quais perguntas ou boas práticas você tem sobre como apertar um parafuso? Por favor, deixe uma mensagem para discutir isso!