Normas para fixadores: tipos, classes e aplicações

Os fixadores, componentes fundamentais que mantêm nosso mundo projetado unido, vêm em uma imensa variedade de tipos, classes e materiais padronizados. Compreender essas classificações é crucial para selecionar o fixador certo em termos de resistência, segurança, resistência à corrosão e custo-benefício. Aqui está uma visão geral das principais categorias:

1. Parafusos Roscados (ParafusosParafusos, pinos)

1. Parafusos/Porcas de Cabeça Sextavada (ISO 4014/4017, ASME B18.2.1, DIN 931/933):

Graus/Classes: Métrico (ISO 898-1): 4.6, 5.6, 5.8, 6.8, 8.8, 9.8, 10.9, 12.9. Imperial (SAE J429 / ASTM A307, A325, A490): Grau 2, 5, 8, A325 (Estrutural), A490 (Estrutural de Alta Resistência).

Características principais: Encaixe hexagonal externo, para uso com porcas ou furos roscados. Rosca total ou parcial.

Aplicações: Montagem geral (máquinas, estruturas), ligações estruturais de aço (edifícios, pontes - A325/A490), chassis automotivos, aplicações de alta tensão (8.8+/Grau 5+). A cabeça sextavada oferece alta capacidade de torque.

2. Parafusos de cabeça sextavada interna (SHCS) (ISO 4762, ASME B18.3, DIN 912)

Graus/Classes: Métrico: Principalmente 12.9, também 8.8, 10.9. Imperial: Aço Liga (alta resistência).

                   

Características principais: Encaixe hexagonal interno (Allen). Cabeça cilíndrica com superfície de apoio plana. Alta relação resistência/tamanho.

Aplicações: Máquinas-ferramenta, equipamentos de precisão, aeroespacial, aplicações que exigem alta força de fixação em espaços confinados, montagens que necessitam de uma cabeça nivelada ou de baixo perfil. Comum onde alta resistência e um visual limpo são necessários.

3. Parafusos de cabeça cilíndrica com sextavado interno (ISO 7380, ASME B18.3, DIN 7380):

Séries/Turmas: Semelhantes às da SHCS (8.8, 10.9, 12.9).

Principais características: Encaixe hexagonal interno, cabeça abaulada de baixo perfil ("botão").

Aplicações: Aplicações que exigem uma cabeça arredondada de perfil muito baixo (dispositivos de fixação, gabaritos, produtos de consumo como eletrônicos, móveis), onde a estética ou o espaço livre são críticos.

4. Parafusos de fixação (ISO 4026-4036, ASME B18.3, DIN 916/913):

Graus/Classes: Métrico: 8.8, 10.9, 12.9, 45H (Endurecido). Imperial: Endurecido.

Características principais: Sem cabeça, vários tipos de ponta (copo, plana, cônica, de encaixe). Encaixe interno (hexagonal, Torx, fenda).

Aplicações: Fixação de componentes em eixos (engrenagens, polias, anéis), impedindo a rotação relativa ou o movimento axial. Frequentemente utilizado com um retentor perfurado (ponta plana) ou diretamente contra o eixo (ponta côncava).

5. Parafusos de máquina (ISO 1580, ASME B18.6.3, DIN 84/85):

Graus/Classes: Resistência inferior à dos parafusos sextavados/SHCS. Métrico: 4.8, 5.8. Imperial: Variável (frequentemente comparável ao Grau 2).

Características principais: Diâmetro menor, roscas mais finas que parafusos. Cabeça panela, cabeça chata, cabeça redonda, cabeça treliçada. Acionamento por chave de fenda (fenda, Phillips, Pozidriv, Torx) ou soquete sextavado.

Aplicações: Fixação de painéis, tampas, luminárias, componentes elétricos, eletrodomésticos; união de materiais mais finos a furos roscados ou porcas. Comum em eletrônica e montagens de iluminação.

6. Parafusos autoatarraxantes (ISO 1478/1481, DIN 7504/7981):

Tipos: Formadores de rosca (plástico, metais macios), Cortantes de rosca (metal, madeira), Autoperfurantes (com ponta de broca - Parafusos Tek).

Principais características: Cria sua própria rosca de acoplamento no material do substrato. Diversos estilos de cabeçote/acionamento.

Aplicações: Fixação de chapas metálicas, plástico, madeira e painéis compósitos (construção civil, sistemas de climatização, acabamentos automotivos, gabinetes eletrônicos). Os modelos autoperfurantes eliminam a necessidade de pré-furação no aço.

7. Niples (ISO 4016, ASME B16.5/B16.47, DIN 975/976):

Classes/Graus: Atender aos requisitos dos parafusos/porcas correspondentes (A193 B7 comum para flanges).

Características principais: Rosqueado em ambas as extremidades ou em todo o comprimento. Sem cabeça.

Aplicações: Conexões flangeadas (tubulações, vasos de pressão), componentes que requerem desmontagem frequente (cabeçotes de cilindro), montagem de peças onde um parafuso passante não é viável.

1. Fixadores sem rosca

1. Alfinetes:

Pinos guia (ISO 2338/8734, ASME B18.8.2, DIN 7): Pinos cilíndricos ou cônicos de precisão. Utilizados para alinhamento e transferência de carga de cisalhamento em conjuntos (caixas de engrenagens, dispositivos de fixação).

Pinos de engate e pinos de chaveta (ISO 2340/1234, ASME B18.8.1, DIN 11024/94): Utilizados com engates para articulações (hastes de controle, hidráulica). Os pinos de chaveta fixam porcas castelo ou pinos de engate.

Pinos elásticos/pinos de mola (ISO 8752, DIN 1481): A deformação elástica proporciona pressão radial. Utilizados para posicionamento de eixos/cubos, transferência de cisalhamento e como pinos de articulação.

2. Anéis de retenção / Anéis elásticos (ISO 8750-8753, DIN 471/472, ASME B18.27):

Tipos: Externo (ranhura do eixo), Interno (ranhura do furo). Retenção axial.

Aplicações: Fixação de rolamentos, engrenagens e polias em eixos ou alojamentos. Fixação axial de baixo custo e que economiza espaço.

 

3. Rebites:

Rebites maciços (ASME B18.1.1, DIN 660/124): Permanentes, instalados por recalque (martelamento/rebitagem). Alta resistência/confiabilidade.

Rebites cegos (rebites pop) (ISO 15977-15984, DIN 7337): Instalados por um lado. Corpo tubular com mandril.

Aplicações: Sólidas: Estruturas aeroespaciais (juntas críticas), caldeiras. Cegas: Montagem de chapas metálicas (eletrônicos, eletrodomésticos, dutos, veículos), aplicações onde apenas um lado é acessível.

III: Nozes

1.  Porcas sextavadas (ISO 4032/4034, ASME B18.2.2, DIN 934):

Classes/Graus: Devem corresponder à classe do parafuso (ex.: porca 8 para parafuso 8.8 - ISO 898-2, ASME/SAE J995 Grau 2H, 5, 8).

Aplicações: Uso geral com parafusos/porcas sextavados. Altura total (ISO 4032) ou altura reduzida (ISO 4034).

2. Porcas de segurança:

Porcas autotravantes com inserto de nylon (ISO 7040/7042, DIN 985/982): Torque predominante do inserto de nylon. Resistência à vibração.

Porcas de segurança totalmente metálicas (ISO 7043, DIN 980/6927): Rosca distorcida ou características superiores/inferiores (flange, serrilhas). Capacidade de suportar temperaturas mais elevadas do que as de nylon.

Aplicações: Juntas críticas sujeitas a vibração (motores, máquinas, transporte).

3. Porcas flangeadas (ISO 4161, DIN 6923):

Características principais: A flange integrada, semelhante a uma arruela, distribui a carga; as serrilhas geralmente resistem ao afrouxamento.

Aplicações: Automotivo, montagens de chapas metálicas, onde a distribuição de carga ou a resistência à vibração são necessárias sem uma arruela separada.

1. Arruelas

1. Arruela planas (ISO 7089/7090, ASME B18.22.1, DIN 125):

Tipos: Padrão, Largo, Extra Largo.

Aplicações: Distribuição da carga sob a cabeça do parafuso/porca, proteção da superfície, compensação de furos de dimensões acima do padrão.

2. Arruelas de pressão (ISO 10683, DIN 127/128):

Tipos: Mola helicoidal (mais comum), Belleville (mola de disco).

Aplicações: Fornecem força axial de mola para manter a tensão e resistir ao afrouxamento (embora a eficácia seja debatida em comparação com outros métodos de travamento). As arruelas Belleville suportam altas cargas/deflexões.

3. Arruelas de pressão:

Arruelas de pressão com dentes (dentes internos/externos) (ISO 7091, DIN 6797): Os dentes mordem a cabeça e a superfície da porca/parafuso.

Aplicações: Resistência à rotação/afrouxamento sob vibração (menos confiável que porcas de travamento para juntas críticas).

Principais Órgãos de Normalização e Considerações de Seleção

ISO: Normas Internacionais (Amplamente adotadas globalmente).

ASME/SAE/ASTM: Normas predominantemente norte-americanas.

DIN: Normas alemãs (ainda amplamente utilizadas como referência na Europa e no mundo).

JIS: Normas japonesas.

                         

Fatores de seleção:

1. Carga: Tração, Cisalhamento, Fadiga, Vibração? (Determina o material/classe).
2. Ambiente: Corrosão (Aço Inoxidável - A2/A4, Aço Revestido, Liga), Temperatura (Aço Liga, Ligas de Níquel), Produtos Químicos?
3. Montagem/Desmontagem: Permanente (Rebites, Adesivos)? Acesso frequente? Acesso para ferramentas (Tipo de acionamento)?
4. Materiais a serem unidos: Metal, Plástico, Madeira, Compósito? (Afeta o tipo de rosca e a pressão de aperto).
5. Restrições de espaço: Altura da cabeça, espaço livre para ferramentas?
6. Custo e disponibilidade: padrão vs. especializado.

Compreender as normas, classes e aplicações previstas para fixadores é fundamental para o projeto e a montagem seguros, confiáveis ​​e eficientes em inúmeros setores. Consulte sempre a norma específica e as diretrizes de engenharia relevantes para aplicações críticas.