Os parafusos de pré-aperto são um método comumente usado de aperto de parafusos no campo da construção de engenharia, especialmente em estruturas de aço e estruturas de concreto. Então, você conhece os parafusos de pré-carga? Como definição, principais utilizações, como pré-carregar os parafusos, suas vantagens e desvantagens. Neste artigo, TorcStark apresentará em detalhes os problemas relacionados ao pré-carregamento de parafusos, esperando ser útil para você.

Agora vamos começar!

O que é pré-tensionamento de parafusos (parafusos pré-carregados)?

Parafusos de pré-aperto (parafusos pré-carregados) significam que quando os parafusos são usados para conexão, um certo torque será aplicado durante o processo de aperto, de modo que uma força de pré-aperto ao longo do eixo do parafuso seja gerada entre o parafuso e as peças conectadas. O objetivo desta força de pré-aperto é aumentar a confiabilidade e a estanqueidade da conexão, evitar lacunas ou deslizamento relativo após o carregamento e garantir que os fixadores possam ser conectados de forma confiável.

O objetivo da pré-tensão do parafuso é manter as propriedades mecânicas e a vedação da conexão.

1. Mantenha as propriedades mecânicas

A força de pré-aperto pode fixar firmemente as peças de conexão e limitar a rotação e deformação entre as peças de conexão, garantindo assim a estabilidade e segurança da conexão. Além disso, o pré-aperto também pode reduzir a vibração e o impacto sofrido pela conexão durante o uso e prolongar a vida útil da conexão.

2. Garanta a vedação

A força de pré-aperto pode comprimir melhor a gaxeta ou gaxeta na conexão, garantindo assim a vedação da conexão. Sem pré-carga suficiente, as folgas entre as conexões podem aumentar, causando vazamentos ou afrouxamentos.

O pré-tensionamento da junta aparafusada é usado para…

A pré-tensão de ligações aparafusadas é utilizada para garantir a fiabilidade, segurança e longevidade de sistemas mecânicos e estruturais, etc.

A pré-carga de juntas aparafusadas é utilizada nos seguintes aspectos importantes:

1. Melhor distribuição de carga: Ao aplicar uma tensão predeterminada ao parafuso antes da aplicação de cargas externas, o pré-tensionamento ajuda a garantir que a carga na junta seja distribuída uniformemente entre os componentes conectados. Isto reduz o potencial de concentrações de tensão localizadas e ajuda a prevenir falhas prematuras nas juntas.

2. Evita o afrouxamento: O pré-carregamento ajuda a evitar que os parafusos se afrouxem ao longo do tempo devido a fatores como vibração, expansão térmica e contração. A tensão inicial aplicada ao parafuso cria uma força de fixação que mantém a junta firmemente apertada, mesmo sob condições operacionais dinâmicas ou adversas.

3. Aumento da resistência à fadiga: Os parafusos submetidos à pré-tensão sofrerão tensões de compressão, que podem compensar as tensões de tração causadas por cargas externas. Isto aumenta a resistência à fadiga da junta, permitindo-lhe suportar repetidos ciclos de carga sem falhar.

4. Estabilidade estrutural aprimorada: O pré-alongamento é frequentemente usado em aplicações estruturais, como pontes e edifícios, para melhorar a estabilidade e o desempenho gerais. A pré-carga ajuda a manter a integridade estrutural e minimiza o risco de falha estrutural, garantindo que as conexões aparafusadas permaneçam firmes e seguras.

Os parafusos pré-carregados são usados nas seguintes áreas de aplicação:

1. A conexão está sujeita a outras cargas: Quando a conexão aparafusada está sujeita a outras cargas, a força de pré-aperto pode aumentar a estabilidade da conexão e evitar que os parafusos se soltem ou sejam danificados devido à carga.

Em projetos de construção, as ligações parafusadas são normalmente utilizadas para conectar estruturas de aço e estruturas de concreto. As condições operacionais dessas peças também são muito severas e precisam suportar uma grande quantidade de carga e efeitos ambientais.

2. Condições de alta temperatura: Em ambientes de alta temperatura, devido à influência do coeficiente de expansão, os parafusos e conectores serão deformados até certo ponto, afetando assim a estanqueidade da conexão. Neste momento, a aplicação de força de pré-aperto pode eliminar até certo ponto a deformação e garantir a confiabilidade da conexão.

Em produtos aeroespaciais, como aeronaves e foguetes, conexões aparafusadas são utilizadas em módulos importantes, como motores. Os parafusos são frequentemente afetados por altas temperaturas e altas vibrações.

3. Ambiente de alta vibração: Em um ambiente de alta vibração, a força de pré-aperto do parafuso pode limitar o deslocamento do parafuso e evitar que o parafuso se solte durante a vibração.

Na indústria automotiva, as conexões aparafusadas são normalmente utilizadas no motor, sistema de suspensão, chassi e outras partes do carro. As condições de trabalho destas peças são muitas vezes muito duras e muitas vezes estão em ambientes de alta vibração.

Como pré-tensionar parafusos e método de pré-tensionar parafusos

Os métodos de pré-aperto dos parafusos incluem principalmente dois métodos comuns, nomeadamente o método de controle de torque e o método de controle de ângulo.

Método de controle de torque

O método de controle de torque controla a força de pré-aperto do parafuso fornecendo um valor de torque predefinido. As etapas específicas são as seguintes:

1. Determine as duas peças que precisam ser conectadas e prepare parafusos e porcas.
2. Use a ferramenta apropriada para inserir o parafuso em uma peça e aperte-o através da porca com o valor de torque pré-definido especificado.
3. Se for necessário conectar uma segunda peça, coloque-a no outro lado do parafuso e use uma ferramenta apropriada para apertar a porca com o valor de torque de pré-aperto especificado.
4. No caso de vários parafusos, aperte-os na ordem correta até que todos os parafusos atinjam o valor de torque predefinido.
5. Usando uma chave de torque ou dispositivo de controle de torque, verifique o torque de cada parafuso até que todos os parafusos atinjam o valor de torque predefinido.

Método de controle de ângulo

O método de controle de ângulo controla a força de pré-aperto do parafuso através de um determinado ângulo de rotação. As etapas específicas são as seguintes:

1. Determine as duas peças que precisam ser conectadas e prepare parafusos e porcas.
2. Use ferramentas apropriadas para inserir o parafuso em uma peça e aperte através da porca com a força de aperto inicial apropriada.
3. Use uma chave angular ou dispositivo de controle de ângulo para girar o parafuso até o ângulo de rotação predefinido.
4. Se for necessário fixar uma segunda peça, coloque-a no outro lado do parafuso e utilize a ferramenta adequada para apertar a porca com a força de aperto inicial adequada.
5. Use uma chave angular ou dispositivo de controle de ângulo para girar o parafuso até o ângulo de rotação predefinido.
6. No caso de vários parafusos, aperte-os na ordem correta até que todos os parafusos atinjam o ângulo de rotação predefinido.

O método de controle de torque é adequado para conexões aparafusadas que requerem maior força de pré-aperto, enquanto o método de controle de ângulo é adequado para conexões que requerem maior controle de ângulo. Por exemplo, o método de controle de ângulo é comumente usado em conexões de motores de veículos e conexões de turbinas eólicas.

Instalação de parafuso de pré-tensionamento

A qualidade da instalação dos parafusos de pré-carga afeta diretamente a operação estável e a vida útil do equipamento. Portanto, o método de instalação dos parafusos de pré-carga precisa ser rigorosamente controlado, o que inclui principalmente as seguintes etapas:

1. Selecione parafusos projetados para aplicações de pré-carga e adequados às cargas e condições ambientais esperadas.

2. Certifique-se de que as superfícies dos componentes do parafuso estejam limpas, planas e livres de quaisquer contaminantes ou irregularidades que possam afetar a força de fixação ou a integridade da junta.

3. Monte os componentes a serem unidos de acordo com as especificações do projeto, incluindo quaisquer juntas ou outras peças.

4. Utilize uma chave dinamométrica calibrada ou um dispositivo tensor hidráulico para apertar os parafusos ao binário especificado ou à tensão inicial. Esse aperto inicial normalmente é realizado para ajustar o parafuso e garantir o alinhamento adequado dos componentes.

5. Aplique a força de pré-aperto necessária aos parafusos usando um tensor hidráulico, chave dinamométrica ou outro equipamento especial.

6. Use um dispositivo indicador de carga ou outro método para verificar se a força de pré-carga correta é aplicada a cada parafuso.

7. Assim que a pré-carga necessária for alcançada, fixe o parafuso no lugar usando um mecanismo de travamento, como uma porca de travamento, contrapino ou composto de travamento de rosca para evitar que o parafuso se solte com o tempo.

8. Faça uma inspeção final nas juntas dos parafusos para garantir que todos os parafusos estejam apertados e presos corretamente. Verifique se há sinais de danos ou irregularidades que possam comprometer a integridade da junta.

9. Mantenha registros detalhados do processo de pré-carga, incluindo o torque ou a tensão aplicada a cada parafuso e quaisquer medições ou inspeções feitas durante a instalação.

Vantagens e desvantagens dos parafusos de pré-carga

Os parafusos pré-carregados têm muitas vantagens e desvantagens, incluindo principalmente os seguintes aspectos.

Vantagens dos parafusos pré-carregados:

1. Aumente a confiabilidade e o aperto da conexão: Antes que a conexão do parafuso suporte a carga de trabalho, por meio da ação da força de pré-aperto, as peças de conexão podem manter uma conexão firme e evitar afrouxamento ou deformação quando são impactadas por forças externas ou vibrações.

2. Controle o afrouxamento das conexões: Em ambientes de alta vibração, a força de pré-aperto dos parafusos pode limitar o deslocamento dos parafusos, evitar que os parafusos se soltem durante a vibração e melhorar a confiabilidade das conexões.

3. Aumente a tensão de contato: Depois que os parafusos são apertados, à medida que a pressão de contato entre as superfícies de suporte de tensão aumenta, áreas de contato mutuamente dependentes podem ser formadas, aumentando assim a tensão de contato e tornando a conexão mais apertada.

4. Geração de atrito: Como o atrito entre o parafuso e o material de base aumenta com o aumento da força de pré-aperto, o aperto do parafuso também aumenta.

5. Quando a conexão está sujeita a outras cargas, a força de pré-aperto pode aumentar a estabilidade da conexão e evitar que os parafusos se soltem ou sejam danificados devido à carga.

6. Em ambientes de alta temperatura, devido à influência do coeficiente de expansão, os parafusos e conectores sofrerão certa deformação. Neste momento, a aplicação de força de pré-aperto pode eliminar a deformação até certo ponto e garantir a confiabilidade da conexão.

Pontos para pré-aperto dos parafusos:

1. Instalação complexa: Os parafusos de pré-carga requerem um controle cuidadoso da tensão aplicada para atingir com precisão a pré-carga necessária. Isto pode exigir equipamento especializado e pessoal treinado, tornando o processo de instalação mais complexo e demorado.

2. Possibilidade de sobrecarga: Se a força de pré-carga for aplicada incorretamente ou exceder o limite de projeto da junta, poderá causar sobrecarga e danificar os componentes conectados. Análises e cálculos de engenharia adequados são necessários para garantir que as forças de pré-carga estejam dentro dos limites aceitáveis.

3. Reutilização limitada: Depois que um parafuso pré-carregado é instalado e apertado, ele pode não ser facilmente ajustável ou reutilizável, especialmente se um mecanismo de travamento como um composto trava-rosca for usado para evitar o afrouxamento. Com o tempo, isso aumenta os custos de manutenção e substituição.

Finalmente

Através do conteúdo acima, acredito que você tenha uma certa compreensão dos parafusos de pré-carga. Se você tiver alguma outra dúvida sobre parafusos pré-tensionados, deixe uma mensagem ou entre em contato conosco por e-mail.