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Projeto de Máquinas Aula 9.2 PARAFUSOS Elementos dimensionais de uma rosca triangular Roscas Roscas - Característica Rosca Direita Rosca Esquerda Ao unir peças com parafusos, é preciso considerar quatro fatores de extrema importância: • Profundidade do furo broqueado; • Profundidade do furo roscado; • Comprimento útil de penetração do parafuso; • Diâmetro do furo passante a ele. Parafusos Parafusos Parafusos Duas peças de alumínio devem ser unidas com um parafuso de 6 mm de diâmetro. Qual deve ser a profundidade do furo broqueado? Qual deve ser a profundidade do furo roscado? Quanto o parafuso deverá penetrar? Qual é o diâmetro do furo passante? Exercício Procura-se na tabela o material a ser parafusado, ou seja, o alumínio. A seguir, busca-se na coluna profundidade do furo broqueado a relação a ser usada para o alumínio. Encontra-se o valor 3d. Isso significa que a profundidade do furo broqueado deverá ser três vezes o diâmetro do parafuso, ou seja: 3 x 6 mm = 18 mm Exercício Prosseguindo, busca-se na coluna profundidade do furo roscado a relação a ser usada para o alumínio. Encontra-se o valor 2,5d. Logo, a profundidade da parte roscada deverá ser: 2,5 x 6 mm = 15 mm. Exercício Consultando a coluna comprimento de penetração do parafuso, encontra-se a relação 2d para o alumínio. Portanto: 2 x 6 mm = 12 mm. O valor 12 mm deverá ser o comprimento de penetração do parafuso Exercício Finalmente, determina-se o diâmetro do furo passante por meio da relação 1,06d. Portanto: 1,06 x 6 mm = 6,36 mm. Exercício Um dos pontos importantes sobre parafusos é o conhecimento de seus limites de resistência e do torque máximo que pode ser aplicado a ele. Eles devem ser apertados até sua zona plástica, momento este em que se obtém a maior resistência do fixador, ou seja, apertados até alongarem sem perder suas propriedades. Parafusos Os parafusos são divididos em classes. Cada classe determina sua resistência e vem estampada na cabeça do parafuso Especificação O material do qual o parafuso é feito é indicado na forma de um código de 2 números no formato XX.Y. como por exemplo 5.8, 8.8 ou 12.9. Esse código dá uma boa ideia da resistência do parafuso para determinação do torque máximo de aperto. Especificação Quanto menor for a classe de resistência do parafuso, maior será sua ductibilidade (capacidade de deformação até a ruptura) Quanto mais dúctil for o parafuso, maior será sua capacidade de alongamento sem se romper e menor será a sua capacidade de gerar força. Em outras palavras, suporta menos torque. Especificação O primeiro número multiplicado por 10, diz o limite de resistência à tração do parafuso, e o segundo multiplicado pelo primeiro número o limite de escoamento. Exemplificando: no parafuso 8.8 o “primeiro” oito representa 800 N/mm² mínimo de resistência a tração; o “segundo oito”, na verdade .8, quer dizer 80% da tração = limite de escoamento de 640 N.mm² Especificação No parafuso 10.9 o “primeiro” oito representa 1040 N/mm² mínimo de resistência a tração; o “segundo nove”, ou .9, quer dizer 90% da tração = limite de escoamento de 936 N.mm² No parafuso 12.9 o 12 representa 1220 N/mm² mínimo de resistência a tração; o nove, ou .9 quer dizer 90% da tração = limite de escoamento de 1098 N.mm² Especificação Você ainda poderá encontrar, além do valor 8.8 que é o mais comum no setor automotivo, vários outros valores como: 4.6, 5.6, 6.8, 10.9 e 12.9. Agora identifique os valores mínimo de resistência a tração e limite de escoamento dos parafusos 4.6, 5.6, 6.8!!! Especificação Especificação Conferindo Existem três pontos de concentração de tensões em que os parafusos estão mais sujeitos à falha por fadiga : junção entre cabeça e haste; raiz da rosca; 1° fio da rosca em contato com a porca ou contra-peça Falhas Falhas A carga total que um parafuso suporta é a soma da tensão inicial (isto é, do aperto) e da carga imposta pelas peças que estão sendo unidas. Resistência Parafuso podem ser solicitados a tração ou ao cisalhamento Resistência Carga Carga A primeira informação que devemos obter é a força máxima (FM) que cada parafuso deve suportar. FB : Força externa na aplicação N: Número de parafusos que se deseja utilizar R: Fator multiplicador (atuação da força na junta). αA: Fator de aperto, em função do método de aperto Força aplicada Chave sextavada rosca Torque 8 mm M5 4-8 Nm 8 mm M6 6-10 Nm 10 mm M6 6-10 Nm 12 mm M8 15-25 Nm 13 mm M8 15-25 Nm 14 – 17 mm M10 30-40 Nm 17 – 19 mm M12 40-55 Nm 19 – 22 mm M14 75-90 Nm 26 mm M17 58-70 Nm 27 mm M18 58-70 Nm 30 mm M20 70-83 Nm Força aplicada Chave allen rosca Torque 5 mm M5 6-10 Nm 6 mm M8 15-25 Nm 8 mm M10 30-40 Nm 12 mm M12 40-55 Nm Força aplicada O Fator multiplicador (R) em função da força atuante na junta. Se a força atuante for transversal, estática ou dinâmica adotar R = 6,4. Fator multiplicador (R) Fator multiplicador (R) em função da força atuante na junta. Se a força atuante for axial, dinâmica e excêntrica adotar R = 2,5 Fator multiplicador (R) Fator multiplicador (R) em função da força atuante na junta Se a força atuante na junta for axial, dinâmica e concentrica ou axial, estática e excentrica adotar R = 1,575 Fator multiplicador (R) Fator multiplicador (R) em função da força atuante na junta. Se a força atuante na junta for axial, estática e concêntrica adote R =1 Fator multiplicador (R) Fator de aperto (αA) Os fatores de segurança mais usuais para parafusos empregam: 1,6 para carga estática 1,7 para carga alternada 2,4 para carga pulsante Em condições especiais esses valores podem ser aumentados ou diminuídos dependendo da aplicação Fator de segurança FIM
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