Foto: CORNERSTONE MECHANICAL SERVICES

Um dos meios mais usuais para união permanente ou temporária de duas peças, os parafusos possuem uma rosca em V usinada ou rolada em seu corpo.

Normalmente forjadas a quente ou a frio, as roscas roladas são mais resistentes. No perfil utilizado atualmente, a crista e o fundo da rosca são arredondados.

As roscas métricas e americanas têm ângulo de 60o. Já no Reino Unido, usa-se o perfil Whitworth, cujo ângulo é de 55o. As roscas de tubos, porém, seguem um padrão específico.

A rosca é definida por seu diâmetro nominal, que é o maior da rosca, enquanto o menor diâmetro é chamado diâmetro de raiz.

Outras definições incluem passo, que é a distância entre dois filetes adjacentes, e avanço, que é a distância que o parafuso avança em uma volta.

Existem diversos tipos de roscas, que podem ser à esquerda ou à direita. As roscas grossas (NC) são recomendadas para uso quando a vibração e o choque são reduzidos, em peças de desmontagem frequente ou quando a parte roscada do furo é aberta em metais diferentes.

Por sua vez, as roscas finas (NF ou SAE) devem ser utilizadas quando ocorrerem choques e vibrações tendentes a afrouxar a porca, se for necessário um ajuste fino, se for utilizada porca castelo ou quando o furo for roscado em aço.

Parafusos devem ser escolhidos de acordo com a classe ou grau (ASTM, SAE ou ISO). Imagem: REPRODUÇÃO

Já as roscas extrafinas (NEF) são indicadas na montagem de material de pouca espessura ou quando há vibração excessiva.

Existem outras séries padronizadas como, por exemplo, a 8N (8 fios por polegada, diâmetros acima de 1”), 12N (rosca fina, diâmetros acima de 1 ½”) e 16N (rosca extrafina, diâmetros acima de 2”), indicadas quando se necessita de aperto inicial com tensão alta.

TIPOS DE PARAFUSOS

Da mesma forma, existem diversos tipos de parafusos, cujas características variam conforme a aplicação.

O “parafuso de cabeça sextavada ou quadrada”, com ou sem acabamento, rosca grossa ou fina, é indicado para uso com porca em furos totalmente vazados.

Os “parafusos de cabeça com sextavado interno (Allen) ou furação” são voltados para chave tork.

Os “parafusos de fenda” são usados em tamanhos menores e aplicações de baixo custo, enquanto “parafusos de travamento” servem para evitar o movimento relativo entre duas peças, podendo ficar embutidos na chapa.

Ilustração mostra alguns tipos de parafusos e cabeças de uso geral. Imagem: REPRODUÇÃO

De rosca soberba ou outro tipo, os “parafusos autoatarrachantes” abrem a rosca ao serem introduzidos no furo.

Por sua vez, “parafusos para carroceria” – também conhecidos como franceses – têm uma parte quadrada logo abaixo da cabeça, que se encaixa em um furo quadrado na madeira, evitando que o parafuso gire quando se aperta a porca.

É bastante usado na união de componentes de carrocerias de madeira. Já os “parafusos para madeira” são cônicos, com rosca que assegure a fixação.

Há ainda os “prisioneiros”, que possuem rosca em ambas as extremidades, usados onde não há possibilidade de executar um furo vazado.

As cabeças podem ser planas, boleadas, cilíndricas, sextavadas ou para aperto com chave interna (Allen ou tork). As cabeças plana e ovalada podem ter uma parte em ângulo para assentamento em furo escariado.

Em instalações mecânicas, o mais comum é usar parafusos de cabeça sextavada. Os parafusos de fenda possuem um rasgo na cabeça, para serem apertados com chave de fenda.

A carga de travamento (precarga ou torque inicial) alonga o parafuso até a resistência de prova, definida nas especificações como a tensão sob a qual o parafuso começa a apresentar deformação permanente, ou seja, ligeiramente abaixo do limite de escoamento.

Essas entidades definem graus ou classes para parafusos, que, além da resistência mínima de prova, especificam material e tratamento térmico (v. tabela).

Em aplicações estruturais ou quando sob cargas pesadas, os parafusos devem ser escolhidos de acordo com a classe ou grau (ASTM, SAE ou ISO). Muitos parafusos, especialmente os de menor diâmetro, não possuem grau, ou seja, sua resistência não é especificada.

Especificados por grau, os parafusos SAE possuem marcas de identificação na cabeça, para que possam ser diferenciados, uma vez que a aparência é semelhante.

Tabela indica os torques recomendados para parafusos de rosca métrica, podendo ser
usada como referência quando não houver indicação do torque específico nos manuais

Para o travamento, a maioria dos dispositivos utilizados para evitar o movimento dos parafusos após o aperto está baseada no atrito.

Mas existem outros meios para isso. Um deles é a “arruela de pressão”, que mantém uma pressão entre os filetes do parafuso e da porca, retardando o afrouxamento causado pela vibração.

Além dessa, a contraporca deve ser apertada de modo a pressionar os filetes do parafuso, tracionando-o.

A porca inferior pode ser mais estreita (70% da altura da porca normal), mas é ineficiente se não for possível o aperto adequado.

A porca com inserto de nylon, fibra ou metal macio é construída em forma de anel, que penetra entre os filetes da rosca, aumentando o atrito.

Já parafusos com furos na cabeça servem para introdução de arame que impeça o giro.

Podem ser usados ainda os contrapinos com porcas castelo e parafusos com furo na extremidade.

MANUTENÇÃO

Muitas vezes, a tensão de aperto pode diminuir com o tempo, devido, por exemplo, ao escoamento do material do parafuso ou a um processo de assentamento entre as superfícies das faces de apoio da porca e da cabeça do parafuso.

Isso requer uma sequência adequada de aperto, bem como reapertos periódicos, principalmente no início da vida útil.

Os principais problemas em uma união por parafusos envolvem a distribuição desigual da carga pelos filetes da rosca, a falta de perpendicularidade entre o eixo da rosca interna e a face de assentamento da porca, o mau assentamento da porca ou da cabeça do parafuso sobre a superfície do material (ondulação ou falta de perpendicularidade), furos desalinhados ou que não estão perpendiculares à superfície nem paralelos ao eixo, entre outros.

De modo geral, a manutenção de juntas parafusadas envolve principalmente inspeções visuais, verificando-se o estado das roscas, se há parafusos soltos ou faltantes, se há corrosão acentuada ou se estão ocorrendo vazamentos (no caso de reservatórios ou flanges de fixação).

As medidas corretivas envolvem basicamente a substituição de peças danificadas, a reposição de peças faltantes e o reaperto dos conjuntos.

Porém, o reaperto não significa simplesmente apertar os parafusos o máximo possível (não é incomum um mecânico inexperiente quebrar um parafuso na hora de dar o aperto).

Assim, é importante transmitir a cultura de torque e sequência de aperto (apertar os parafusos na tensão adequada e de forma alternada para evitar mau assentamento da chapa ou tensões exageradas) e de verificar se há especificação de torque no manual da máquina.

Gráfico mostra a diferença entre torque seco e lubrificado em situações similares.
Quando especificada, a lubrificação reduz o atrito e se converte em torque
(tensionamento) no parafuso pré-carregado. Imagem: REPRODUÇÃO

Componentes de responsabilidade devem ter as sequências de aperto e os torques disponíveis em local de fácil consulta, enquanto os supervisores devem acompanhar a execução, orientando sobre os procedimentos corretos.

Os parafusos de grau (com marcas na cabeça) não podem ser reaproveitados, devendo ser descartados e substituídos após cada desmontagem, sempre por parafusos do mesmo grau ou superior.♦