Parafusos-e-Rebites

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Universidade do Vale do Itajaí – UNIVALI 
Curso de Desenho Industrial – Design 
Fabricação II 
Prof. Paulo C. Ferroli e Prof. Cláudio Roberto Losekann. 
 
1 - ELEMENTOS DE FIXAÇÃO: PARAFUSOS, PORCAS, 
PINOS, REBITES, ANÉIS ELÁSTICOS E ARRUELAS 
 
1.1 - INTRODUÇÃO 
 
Ferraresi (1988) comenta que a ferramenta foi um dos primeiros instrumentos a ser 
utilizado pelo homem, desde as eras pré-históricas. O autor conceitua ferramentas como o 
que pode ser manuseado pelo homem, direta ou indiretamente. Chiaverinni (1986) 
conceitua ferramenta como um elemento adicional que, quando acoplado a um dispositivo 
ou, a outra ferramenta, permite a realização de um trabalho. Assim, o aperfeiçoamento em 
termos de qualidade, materiais, arranjos, etc. permitiu ao homem utilizar ferramentas de 
modo combinado, juntando-as umas às outras ou a outros materiais, criando os 
equipamentos. 
 
Os equipamentos são, portanto, uma evolução das ferramentas, considerando-se 
como equipamento tudo aquilo que o homem pode usar. Não há clareza conceitual entre 
equipamentos e máquinas. No entanto, pode-se explicar que o conceito de máquina sempre 
significa um conjunto de elementos mecânicos dispostos de tal forma a permitir a 
realização de um trabalho, gerar energia ou força. 
 
Assim, para efeito de projetos, no estudo dos elementos de máquinas é importante, 
num primeiro momento, a familiarização com a nomenclatura usualmente utilizada nas 
indústrias. As figuras 1.1 e 1.2 apresentam alguns nomes. 
 
 
 
Rosca Arruela Concordância Articulação 
 
Braçadeira Bucha Rasgo de chaveta 
FIGURA 1.1 - Nomenclaturas usuais. Fonte: Provenza (1988). 
 
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Chanfro Entalhe Espiga Eixo ranhurado 
 
Furo escareado Flange Mancal Nervura 
 
Orelha Parafuso Allen Porca Sulco 
 
 
Rebaixo Saliência Recartilhado Furos de alívio 
FIGURA 1.2 - Nomenclaturas usuais. Fonte: Provenza (1988). 
 
1.2 - PORCAS E PARAFUSOS 
 
 
O parafuso é o elemento de máquina mais utilizado que existe. Seu uso 
compreende, entre outros: a fixação (junções desmontáveis), protensão, obturação (tampar 
orifícios), ajustagem (eliminação de folgas e compensação de desgastes), transmissão de 
força (prensa de parafuso, morsa, etc.), movimentação (transformação de movimentos 
rotativos em movimentos retilíneos) e para medições micrométricas (micrômetro, por 
exemplo). 
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As figuras 1.3 e 1.4 mostram alguns exemplos de parafusos. A figura 1.3 está 
dividida em 5 partes: em (a), mostra-se a junção de flanges através de parafusos passantes; 
em (b) a junção é realizada por meio de um parafuso prisioneiro; em (c) utiliza-se 
simplesmente um parafuso; em (d), utiliza-se um parafuso elástico passante e um tubo 
distanciador e em (e), usou-se um parafuso com dupla porca. 
 
 
FIGURA 1.3 - Parafusos. Fonte: Niemann (1971). 
 
Já a figura 1.4 também apresenta 5 casos de fixação de tampas: em (a), usou-se um 
parafuso passante; em (b), um parafuso comum; em (c), um parafuso com alongamento; 
em (d), um parafuso articulado com porca-borboleta e em (e), um parafuso articulado com 
porca-alavanca. 
 
 
FIGURA 1.4 - Fixação de tampas por parafusos. Fonte: Niemann (1971). 
 
Em todos os casos em que as junções sofrem efeitos vibratórios ou cargas 
dinâmicas, existe a necessidade de dispositivos de segurança contra o afrouxamento das 
porcas. Alguns tipos de porcas são mostradas na figura 1.5. 
 
A segurança contra o afrouxamento das porcas pode ser conseguida através de 
dispositivos de travamento baseado no design de parafusos e porcas, tais como, ressaltos 
na cabeça do parafuso, cupilhas, pinos transversais, parafusos transversais, arruelas 
dobráveis de fixação, etc.. Também pode-se conseguir segurança através do travamento 
por força, baseado em arruelas de pressão, arruelas dentadas, porcos com molas, travas ou 
fendas. A figura 1.6 ilustra alguns desses mecanismos. 
 
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FIGURA 1.5 - Porcas. Fonte: Niemann (1971). 
 
Na figura 1.6 estão representados vários tipos de travas: em (a), porca castelo com 
coupilha; em (b) auto-retenção elástica com um anel de fibra; em (c), arruela de pressão; 
em (d), arruela dentada (dentes travados); em (e), chapa de travamento e em (f), acréscimo 
de atrito cônico na porca (exemplo: fixação da roda no carro). 
 
 
FIGURA 1.6 - Travamentos de segurança. Fonte: Niemann (1971). 
 
As figuras 1.7 e 1.8 mostram tipos específicos de juntas unidas por parafusos: na 
primeira, tem-se representada a fixação de peças não adjacentes por meio de parafusos 
distanciadores; na segunda, tem-se representada a união por meio de parafusos 
prisioneiros. 
 
 
FIGURA 1.7 - Parafusos distanciadores. Fonte: Niemann (1971). 
 
Na figura 1.8 (parte A) são mostradas três tipos de travamento: em (a), o 
travamento se dá por rosca; em (b), o travamento se dá por uma porca com possibilidade 
de regulagem e em (c), o travamento acontece por parafuso-pino com muita solicitação. 
Os parafusos diferenciais, como mostra o exemplo da parte B da figura 1.8, são geralmente 
utilizados em máquinas pesadas, como por exemplo, na fixação e desmontagem de fresas. 
 
 
 
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A: tipos de travamento B: parafuso diferencial 
 
 
FIGURA 1.8 - Tipos de travamento e parafusos diferenciais. Fonte: Niemann 
(1971). 
 
Quando se utilizam parafusos que serão movimentados, deve-se prever o desgaste 
dessa movimentação. A figura 1.9 mostra, esquematicamente, algumas possibilidades de 
conformação para parafusos em movimento. Os parafusos de fixação requerem muita 
atenção no que se refere às superfícies de contato (assento) da cabeça do parafuso e da 
porca, que devem ser planas, e a distribuição de carga por vários parafusos, para se evitar 
esforços desiguais entre eles, o que pode acarretar em distorções nas peças. Nesses casos, é 
conveniente a utilização de parafusos iguais, com o mesmo diâmetro e comprimento. 
 
 
FIGURA 1.9 - Parafusos em movimento. Fonte: Niemann (1971). 
 
Os parafusos sextavados são os mais conhecidos e utilizados. A figura 1.10 mostra, 
na parte A, as proporções normalizadas desse parafuso e, na parte B, a representação de um 
parafuso sextavado. As proporções dos parafusos são bastante rígidas. As figuras 1.11, 
1.12, 1.13,. 1.14 e 1.15 mostram, respectivamente, as proporções dos seguintes tipos de 
parafusos: parafusos diversos, parafusos de fixação, extremidades interiores de parafusos, 
parafusos passantes para madeira e parafusos para madeira com rosca soberba. 
 
 
 
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A: Proporções normalizadas de parafuso sextavado B: Parafuso sextavado 
 
 
 
 
 
FIGURA 1.10 - Parafusos sextavados. Fonte: Provenza (1988). 
 
Parafuso com cabeça 
cilíndrica oval 
Parafuso com cabeça 
redonda 
Parafuso com cabeça 
cilíndrica 
Parafuso com cabeça 
escareada oval 
 
Parafuso com cabeça 
escareada 
Parafuso Philip Parafuso Allen Parafuso de cabeça 
com pino 
 
FIGURA 1.11 - Parafusos diversos. Fonte: Provenza (1988). 
 
 
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FIGURA 1.12 - Parafusos de fixação.Fonte: Provenza (1988). 
 
 
 
FIGURA 1.13 - Extremidades interiores dos parafusos. Fonte: Provenza (1988). 
 
Cabeça lentilha Cabeça chata Cabeça cônica Cabeça sextavada 
 
FIGURA 1.14 - Parafusos passantes para madeira. Fonte: Provenza (1988). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Cabeça redonda Cabeça oval Cabeça chata Cabeça quadrada 
 
FIGURA 1.15 - Parafusos para madeira com rosca soberba. Fonte: Provenza 
(1988). 
 
As figuras 1.16 e 1.17 mostram os tipos de porcas existentes. 
 
Porca sextavada Porca com assento cônico Porco com assento esférico Porca cega 
 
Porca chapéu Porca com entalhes radiais Porca castelo 
 
FIGURA 1.16 - Porcas. Fonte: Provenza (1988). 
 
 
 
 
 
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Porca com furo de fixação Porca com parafuso de 
fixação 
Porca quadrada 
 
FIGURA 1.17 - Porcas. Fonte: Provenza (1988). 
 
Nem sempre os parafusos e porcas usadas nas máquinas são padronizados 
(normalizados) e, muitas vezes, não se encontra o tipo de parafuso desejado no comércio. 
Nesse caso, é necessário que a própria empresa faça os parafusos. Para isso é saber 
identificar o tipo de rosca do parafuso e calcular suas dimensões. 
 
Tipos de roscas: triangulares métrica normal, incluindo rosca métrica fina e rosca 
whitworth normal (BSW) e fina (BSF). 
 
P = passo da rosca 
d = diâmetro maior do parafuso (normal) 
d1 = diâmetro menor do parafuso (diâmetro do núcleo) 
d2 = diâmetro efetivo do parafuso (diâmetro médio) 
a = ângulo do perfil da rosca 
f = folga entre a raiz do filete da porca e a crista do filete do parafuso 
D = diâmetro maior da porca 
D1 = diâmetro menor da porca 
D2 = diâmetro efetivo da porca 
he = altura do filete do parafuso 
rre = raio de arredondamento da raiz do filete do parafuso 
rri = raio de arredondamento da raiz do filete da porca 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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• Rosca métrica triangular (normal e fina) 
 
FIGURA 1.18 – Rosca métrica. 
 
a = 60º . 
d1 = d - 1,2268P. 
d2 = D2 = d - 0,6495P. 
f = 0,045P. 
D = d + 2f . 
D1= d - 1,0825P. 
D2= d2. 
he = 0,61343P . 
rre = 0,14434P. 
rri = 0,063P. 
 
• Rosca witworth (triangular normal e fina) 
 
FIGURA 1.19 – Rosca witworth. 
 
a = 55º 
P = 1”/nºde filetes 
hi = he = 0,6403P 
rri = rre = 0,1373P 
d = D 
d1 = d - 2he 
D2= d2 = d - he 
 
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Exemplo - Calcular o diâmetro menor de um parafuso (d1) para uma rosca de 
diâmetro externo (d) de 10 mm e passo (p) de 1,5 mm. 
Cálculo: d1 = d - 1,2268P 
Substituindo os valores dessa fórmula: 
d1 = 10 - 1,2268.1,5 
d1 = 10 - 1,840 
d1 = 8,16 mm 
 
 
 
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FIGURA 1.20 – Dimensões da rosca. 
 
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1.3 – ARRUELAS E ANÉIS ELÁSTICOS 
 
A maioria dos conjuntos mecânicos apresenta elementos de fixação. Qualquer lugar 
que se usem esses elementos, seja em máquinas ou em veículos automotivos, existe o 
perigo de se ocorrer um afrouxamento imprevisto no aperto do parafuso. Para evitar esse 
inconveniente utiliza-se arruela. As arruelas têm a função de distribuir igualmente a força 
de aperto entre a porca, o parafuso e as partes montadas. Em algumas situações, também 
funcionam como elementos de trava. Os materiais mais utilizados na fabricação das 
arruelas são aço-carbono, cobre e latão. 
 
FIGURA 1.21 – Conjunto de fixação. 
 
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Existem vários tipos de arruela: lisa, de pressão, dentada, serrilhada, ondulada, de 
travamento com orelha, com furo quadrado, com serrilhamento interno, arruela para 
perfilados, etc. Para cada tipo de trabalho, existe um tipo ideal de arruela. A figura abaixo 
mostra alguns exemplos. 
 
 
Arruela lisa Arruela de pressão Arruela dentada 
 
 
Arruela serrilhada Arruela ondulada Arruela com travamento 
FIGURA 1.22 – Tipos de arruelas. 
 
O anel elástico é um elemento usado em eixos ou furos, tendo como principais funções: 
1. Evitar deslocamento axial de peças ou componentes; 
2. Posicionar ou limitar o curso de uma peça ou conjunto deslizante sobre o eixo. 
 
 
FIGURA 1.23 – Anel elástico. 
 
Na utilização dos anéis, alguns pontos importantes devem ser observados: 
- A dureza do anel deve ser adequada aos elementos que trabalham com ele; 
- As condições de operação são caracterizadas por meio de vibrações, impacto, 
flexão, alta temperatura ou atrito excessivo; 
- Um projeto pode estar errado: previa, por exemplo, esforços estáticos, mas as 
condições de trabalho geraram esforços dinâmicos, fazendo com que o anel 
apresentasse problemas que dificultaram seu alojamento; 
- A igualdade de pressão em volta da canaleta assegura aderência e resistência; 
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- A superfície do anel deve estar livre de rebarbas, fissuras e oxidações; 
- Dimensionamento correto do anel e do alojamento. 
 
 
1.4 – REBITES E PINOS 
 
Os rebites são peças fabricadas em aço, alumínio, cobre ou latão. Unem peças ou 
chapas, principalmente, em estruturas metálicas, de reservatórios, caldeiras, máquinas, 
navios, aviões. Também é usado na fixação panelas, lonas e cintas. 
 
 
FIGURA 1.24 – Fixação de lonas. 
 
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FIGURA 1.25 – Tipos de rebites. 
 
Existem também rebites com nomes especiais: de tubo, de alojamento explosivo, 
etc. O rebite explosivo contém uma pequena cavidade cheia de carga explosiva. Ao se 
aplicar um dispositivo elétrico na cavidade, ocorre a explosão. 
 
Ferramentas para rebitagem 
 
Estampo - utilizado na rebitagem manual È feito de aço temperado e apresenta três partes: 
cabeça, corpo e ponta. Na ponta existe um rebaixo, utilizado para dar formato final na 
segunda cabeça do rebite. 
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FIGURA 1.26 – Estampo. 
 
Repuxador - O repuxador comprime as chapas a serem rebitadas. Feito de aço temperado e 
apresenta três partes: cabeça, corpo e face. Na face existe um furo que aloja a extremidade 
livre do rebite. 
 
 
FIGURA 1.27 – Repuxador. 
 
Rebitadeira pneumática ou hidráulica - funciona por meio de pressão contínua. Essa 
máquina tem a forma de um C e È constituída de duas garras, uma fixa e outra móvel com 
estampos nas extremidades. 
 
 
FIGURA 1.28 – Rebitadeira pneumática. 
 
A escolhado rebite È feita de acordo com a espessura das chapas que se quer 
rebitar. A prática recomenda que se considere a chapa de menor espessura e se multiplique 
esse valor por 1,5 segundo a fórmula: 
d = 1,5.S 
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Onde: 
d = diâmetro; 
S = menor espessura; 
1,5 = constante ou valor predeterminado. 
 
Exemplo - para rebitar duas chapas de aço, uma com espessura de 5 mm e outra com 
espessura de 4 mm, qual o diâmetro do rebite? 
Solução: 
d = 1,5.S 
d = 1,5.4 mm 
d = 6,0 mm 
 
O diâmetro do furo pode ser calculado multiplicando-se o diâmetro do rebite pela 
constante 1,06. Matematicamente, pode-se escrever: 
dF = dR.1,06 
 
Onde: 
dF = diâmetro do furo; 
dR = diâmetro do rebite; 
1,06 = constante ou valor predeterminado. 
 
O cálculo desse comprimento é feito por meio da seguinte fórmula: 
L = y d + S 
Onde: 
L = comprimento útil do rebite; 
y = constante determinada pelo formato da cabeça do rebite; 
d = diâmetro do rebite; 
S = soma das espessuras das chapas. 
 
 
FIGURA 1.29 – Dimensões do rebite. 
 
Os pinos e cavilhas têm a finalidade de alinhar ou fixar os elementos de máquinas, 
permitindo uniões mecânicas, ou seja, uniões em que se juntam duas ou mais peças, 
estabelecendo, assim, conexão entre elas. As cavilhas são chamadas também de pinos 
estriados, pinos entalhados, pinos ranhurados ou, ainda, rebite entalhado. A diferenciação 
entre pinos e cavilhas leva em conta o formato dos elementos e suas aplicáveis. Por 
exemplo, pinos são usados para junções de peças que se articulam entre si e cavilhas são 
utilizadas em conjuntos sem articulações; indicando pinos com entalhes externos na sua 
superfície. Esses entalhes é que fazem com que o conjunto não se movimente. A forma e o 
comprimento dos entalhes determinam os tipos de cavilha. 
 
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FIGURA 1.30 – Pino e cavilha. 
 
 
 
 
FIGURA 1.31 – Tipos de pinos. 
 
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FIGURA 1.32 – Tipos de cavilhas. 
 
 Outro tipo de pino é a chaveta. Sua forma, em geral, é retangular em cunha ou 
semicircular. A chaveta se interpõe numa cavidade de um eixo e de uma peça. A chaveta 
tem por finalidade ligar dois elementos mecânicos. 
 
FIGURA 1.33 – Chaveta. 
 
 Há vários tipos de chavetas como plana, embutida, meia-lua, lingüeta, plana, 
transversais, tangenciais e etc. e seu ajuste depende da forma e das características de 
trabalho. 
 
FIGURA 1.34 – Tipos de ajustes de chaveta. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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FIGURA 1.1 - Nomenclaturas usuais. Fonte: Provenza (1988). ........................................... 1 
FIGURA 1.2 - Nomenclaturas usuais. Fonte: Provenza (1988). ........................................... 2 
FIGURA 1.3 - Parafusos. Fonte: Niemann (1971)................................................................ 3 
FIGURA 1.4 - Fixação de tampas por parafusos. Fonte: Niemann (1971). .......................... 3 
FIGURA 1.5 - Porcas. Fonte: Niemann (1971)..................................................................... 4 
FIGURA 1.6 - Travamentos de segurança. Fonte: Niemann (1971)..................................... 4 
FIGURA 1.7 - Parafusos distanciadores. Fonte: Niemann (1971). ....................................... 4 
FIGURA 1.8 - Tipos de travamento e parafusos diferenciais. Fonte: Niemann (1971)........ 5 
FIGURA 1.9 - Parafusos em movimento. Fonte: Niemann (1971)....................................... 5 
FIGURA 1.10 - Parafusos sextavados. Fonte: Provenza (1988). .......................................... 6 
FIGURA 1.11 - Parafusos diversos. Fonte: Provenza (1988). .............................................. 6 
FIGURA 1.12 - Parafusos de fixação. Fonte: Provenza (1988). ........................................... 7 
FIGURA 1.13 - Extremidades interiores dos parafusos. Fonte: Provenza (1988). ............... 7 
FIGURA 1.14 - Parafusos passantes para madeira. Fonte: Provenza (1988)........................ 7 
FIGURA 1.15 - Parafusos para madeira com rosca soberba. Fonte: Provenza (1988). ........ 8 
FIGURA 1.16 - Porcas. Fonte: Provenza (1988)................................................................... 8 
FIGURA 1.17 - Porcas. Fonte: Provenza (1988)................................................................... 9 
FIGURA 1.18 – Rosca métrica. .......................................................................................... 10 
FIGURA 1.19 – Rosca witworth. ........................................................................................ 10 
FIGURA 1.20 – Dimensões da rosca. ................................................................................. 12 
FIGURA 1.21 – Conjunto de fixação.................................................................................. 15 
FIGURA 1.22 – Tipos de arruelas....................................................................................... 16 
FIGURA 1.23 – Anel elástico. ............................................................................................ 16 
FIGURA 1.24 – Fixação de lonas. ...................................................................................... 17 
FIGURA 1.25 – Tipos de rebites......................................................................................... 18 
FIGURA 1.26 – Estampo. ................................................................................................... 19 
FIGURA 1.27 – Repuxador................................................................................................. 19 
FIGURA 1.28 – Rebitadeira pneumática. ........................................................................... 19 
FIGURA 1.29 – Dimensões do rebite. ................................................................................ 20 
FIGURA 1.30 – Pino e cavilha............................................................................................ 21 
FIGURA 1.31 – Tipos de pinos........................................................................................... 21 
FIGURA 1.32 – Tipos de cavilhas. ..................................................................................... 22 
FIGURA 1.33 – Chaveta. .................................................................................................... 22 
FIGURA 1.34 – Tipos de ajustes de chaveta. ..................................................................... 22 
 
 
 
1 - ELEMENTOS DE FIXAÇÃO: PARAFUSOS, PORCAS, PINOS, REBITES, ANÉIS 
ELÁSTICOS E ARRUELAS ................................................................................................ 1 
1.1 - INTRODUÇÃO ........................................................................................................ 1 
1.2 - PORCAS E PARAFUSOS........................................................................................ 2 
1.3 – ARRUELAS E ANÉIS ELÁSTICOS .................................................................... 15 
1.4 – REBITES E PINOS................................................................................................ 17 
 
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