Fixadores...A classe ciência está em sessão

É sempre uma surpresa quando você aprende algo novo sobre um assunto que você achava que sabia tudo sobre. Bem, o que poderia ser mais básico para um engenheiro que porcas e parafusos certo?

1. Quando uma ligação aparafusada for submetido a uma carga de fadiga, você pode apertar o parafuso até o seu ponto de ceder a força máxima.

Um parafuso vai experimentar mudança de zero em carga, se a força de tensão aplicada é inferior à força de aperto da ligação. Então, uma conexão bem apertada é mais adequada para suportar a carga de fadiga do que uma conexão solta porque o próprio parafuso não vai sentir a carga de fadiga. (Você ainda precisa ter certeza de que o parafuso está dimensionado corretamente!)

Para garantir que a conexão esteja bem fixada, você pode procurar o torque recomendado para um determinado tipo de fixador em uma tabela como a encontrada aqui. Se o torque aplicado é fundamental para a sua aplicação, certifique-se que você aplicou o torque recomendado na cabeça do parafuso, ao invés de a porca. O torque da porca pode resultar em diferentes fatores e alterar o torque necessário para atingir a pré-carga apropriada.

2. A relação entre a carga dinâmica aplicada e os ciclos de falha podem ser determinados experimentalmente, e predita.

Quando a carga e ciclos de falha são representados graficamente, a "vida da fadiga"da amostra pode ser prevista para uma determinada carga. Usando o gráfico, podemos prever que cargas nunca irá quebrar um fixador.

3. Se você já projetou uma peça com um furo roscado, você deve estar se perguntando: "Quantos fios eu preciso para fazer uma conexão forte?" A resposta é que ele varia, mas seis, no máximo.

Porque parafusos esticam um pouco quando se aplica a carga, o carregamento em cada fio de rosca é diferente. Quando você aplica uma carga de tração em um fio de rosca, o primeiro segmento no ponto de conexão recebe o maior percentual da carga. A carga em cada segmento decresce a partir daí, como pode ser visto na tabela abaixo. Fios adicionais para além do sexto não distribuirá ainda mais a carga e não vai fazer a conexão mais forte.

4. Você já viu um parafuso marcado com um classificação 2A ou 3B e se perguntou o que aquilo significava? Esse combinação de número de letras é utilizada para indicar a categoria de rosca do elemento de fixação. As classes de rosca incluem 1, 2, 3 (solto para apertado), A (externa), e B (interno). Essas classificações são folgas de encaixa que indica que eles são montados, sem interferências.

A classe 1 é raramente usado, mas é uma boa escolha quando uma montagem rápida e desmontagem é uma prioridade. Classe 2 é a classe mais comum de discussão, pois oferece um bom equilíbrio entre preço e qualidade. Classe 3 é melhor usado em aplicações que requerem tolerâncias estreitas e uma forte ligação. Parafusos de soquete são geralmente de classe 3A.

5. Todos os parafusos estão disponíveis com fios grossos ou finos , e cada opção tem suas próprias vantagens distintas.

Parafusos rosqueados finos têm áreas de estresse maiores do que os parafusos grossos do mesmo diâmetro, por isso, se você está limitado no tamanho do parafuso devido a restrições dimensionais, escolha um fio fino para maior resistência. Fios finos também são uma escolha melhor quando se quer aparafusar em uma peça de paredes finas. Quando você não tem muita profundidade para trabalhar, você quer utilizar o seu maior número de fios por polegada. Fios finos também permitem uma maior precisão de ajuste, exigindo mais rotações para mover linearmente.

Por outro lado, os parafusos com rosca grossa têm menos probabilidade de atravessar a rosca durante a montagem. Eles também permitem a montagem e desmontagem rápida, escolha estes quando você precisar remontar uma parte muitas vezes. Se os fios ficarem expostos a condições adversas ou produtos químicos, para um fixador rosca grossa devem ser considerados a metalização ou revestimento mais espesso.

6. Ferrous Metal, e, assim, qualquer fixador, não é sensível a taxa de força. Isto significa que os parafusos terão a mesma carga de tração máxima, não importa quão rapidamente eles são forçados.

7. Você pode fazer ligações aparafusadas mais resistente a cargas de cisalhamento utilizando um design inteligente, em vez de parafusos maiores.

O exemplo abaixo é selecionado o comprimento de rosca adequado para a conexão. Na imagem abaixo você pode ver duas conexões que são idênticas exceto que o da direita é do tamanho adequado. Isso expõe a haste do parafuso, em vez de os fios para a carga aplicada na costura de ligação. Tudo o mais permanecendo a mesma, a conexão correta será mais forte. (A haste tem uma área de secção transversal maior e não há concentrações de tensão)

Exemplo dois é criar conexões de modo que a carga seja aplicada em várias seções do parafuso ao invés de apenas um. Nas imagens abaixo você pode ver duas conexões. O da direita é aproximadamente duas vezes mais forte que o da esquerda, pois teria que cortar o parafuso fora em dois lugares para se tornar livre.

Referências mais úteis:

Ao projetar um orifício de folga para um parafuso, consulte a tabela de diâmetros de furo para escolher o tamanho correto do furo. Uma referência útil pode ser encontrada aqui. Da mesma forma, quando fizer a pré-perfuração de um furo você pode fazer um furo piloto de tamanho apropriado. Tal quadro pode ser encontrada aqui.

Se você ler esta resposta completa enquanto balança a cabeça, em uma confusão completa, você pode se familiarizar com os tipos de fixação básicos deste grande recurso livre aqui.