Aula sobre parafusos

1. Parafusos
Prof. Tecg° Elton Ricardo

2. Introdução aos Parafusos
Parafusos
Parafusos são elementos de fixação, empregados na união não
permanente de peças, isto é, as peças podem ser montadas e desmontadas
facilmente, bastando apertar e desapertar os parafusos que as mantém
unidas.

3. Introdução aos Parafusos
Parafusos
O parafuso é um operador que deriva diretamente do plano
inclinado e sempre trabalha associado a um orifício roscado.

4. Introdução aos Parafusos
Partes de um parafuso
Distinguem-se em três partes básicas: Cabeça, corpo e rosca.
A cabeça permite apoiar o parafuso ou imprimir lhe um movimento giratório
com a ajuda de ferramentas adequadas;
O corpo é a parte do cilindro que está sem rosca (em alguns parafusos a parte
do corpo pode tomar algumas formas, sendo as mais comuns à quadrada e a
nervada).
A rosca é a parte que tem fabricado o sulco.
Cada elemento da rosca tem o seu próprio nome; se denomina filete ou fio a
parte saliente do sulco, fundo ou raiz a parte mais baixa e crista a mais saliente.

5. Introdução aos Parafusos
Partes de um parafuso

6. Introdução aos Parafusos
As cabeças dos parafusos, por sua vez, podem ser:
• sextavadas - predominantes em construção de máquinas;
• de Fenda (cabeça escariada);
• de sextavado interno (Allen).

7. Introdução aos Parafusos
Fabricação
Parafusos podem ser fabricados:
• por conformação plástica: prensagem ou rolagem,
• por usinagem: torneamento ou fresamento.
Numa montagem por parafuso, podemos ter como elementos:
• O próprio parafuso;
• A porca;
• Hastes dotadas de roscas - fusos;
• Arruelas.

8. Introdução aos Parafusos
Vantagens e desvantagens
As principais vantagens dos parafusos São:
• Baixo custo;
• Facilidades de montagem e desmontagem;
As principais desvantagens nos parafusos de fixação são:
• Possibilidade de ocorrer desaperto durante o funcionamento do
equipamento.
• Baixo rendimento de transmissão e o elevado desgaste dos flancos das
roscas.

9. Introdução aos Parafusos
Vantagens e desvantagens
As principais vantagens dos parafusos São:
• Baixo custo;
• Facilidades de montagem e desmontagem;
As principais desvantagens nos parafusos de fixação são:
• Possibilidade de ocorrer desaperto durante o funcionamento do
equipamento.
• Baixo rendimento de transmissão e o elevado desgaste dos flancos das
roscas.

10. Introdução aos Parafusos
Aplicações
As principais aplicações dos parafusos são:
• Parafusos de fixação em uniões desmontáveis;
• Parafusos obturadores para tapar orifícios;
• Parafusos de transmissão de forças;
• Parafusos de movimento para transformar movimentos retilíneo em
rotativos e vice-versa.

11. Introdução aos Parafusos
Perigos nas uniões parafusadas
• incerteza sobre grandeza das forças externas - aumentar o coeficiente
de segurança;
• aperto inconveniente do parafuso - excessivo ou insuficiente;
• não uniformidade de aperto para uniões com vários parafusos -
controle do torque através de torquímetro ou controle da tensão através
de micrômetro;
• apoio unilateral do parafuso, gerando tensões de flexão;
• perda de protensão, por dilatação térmica ou deformação plástica;
• solicitações adicionais devido a choques;
• auto-afrouxamento devido a trepidações;
• corrosão química e eletrolítica;
• desgaste da rosca de movimento,
• fratura por fadiga (geralmente na seção transversal do primeiro filete
carregado).

12. Introdução aos Parafusos
Fatores que influenciam a escolha de parafusos
A especificação exata de um parafuso consiste em:
• São usadas as dimensões genérica standard, DIN para métrico; BS916
para polegadas;
• Cabeça e tipo;
• Tipo de rosca;
• Diâmetro do parafuso ou peça;
• Comprimento do parafuso. (geralmente deste a cabeça à ponta);
• Qualidade de aço e resistência;
• Acabamento - tratamento galvânico.

13. Introdução aos Parafusos
Rosca direita ou esquerda

14. Introdução aos Parafusos
Aplicação
O parafuso é na realidade um mecanismo de transmissão (o sistema parafuso
porca transforma um movimento giratório em um longitudinal), porém sua
utilidade básica é da união desmontável de objetos, dando lugar a duas
formas práticas de uso:
Combinado com uma porca, permite comprimir entre esta e a cabeça do
parafuso as peças que queremos unir.

15. Introdução aos Parafusos
Aplicação
Há uma enorme variedade de parafusos que podem ser diferenciados pelo
formato da cabeça, do corpo e da ponta. Essas diferenças, determinadas pela
função dos parafusos, permite classificá -los em quatro grandes grupos:
parafusos passantes, parafusos não-passantes, parafusos de pressão, parafusos
prisioneiros.

16. Introdução aos Parafusos
Parafusos passante
Esses parafusos atravessam, de lado a lado, as peças a serem unidas, passando
livremente nos furos. Dependendo do serviço, esses parafusos, além das
porcas, utilizam arruelas e contra porcas como acessórios. Os parafusos
passantes apresentam-se com cabeça ou sem cabeça.

17. Introdução aos Parafusos
Parafusos não passante
São parafusos que não utilizam porcas. O papel de porca é desempenhado pelo
furo roscado feito em uma das peças a ser unida.

18. Introdução aos Parafusos
Parafusos de pressão
Esses parafusos são fixados por meio de pressão. A pressão é exercida pelas
pontas dos parafusos contra a peça a ser fixada. Os parafusos de pressão
podem apresentar cabeça ou não.

19. Introdução aos Parafusos
Parafusos prisioneiro
São parafusos sem cabeça com rosca em ambas as extremidades, sendo
recomendados nas situações que exigem montagens e desmontagens
frequentes. Em tais situações, o uso de outros tipos de parafusos acaba
danificando a rosca dos furos. As roscas dos parafusos prisioneiros podem ter
passos diferentes ou sentidos opostos, isto é, um horário e o outro anti-horário.

20. Introdução aos Parafusos
Considerações
Ao unir peças com parafusos, o profissional precisa levar em consideração
quatro fatores de extrema importância:
• Profundidade do furo broqueado;
• Profundidade do furo roscado;
• Comprimento útil de penetração do parafuso
• Diâmetro do furo passante.

21. Introdução aos Parafusos
Fatores de considerações

22. Introdução aos Parafusos
Parafusos de cabeça sextavada
As medidas das partes dos parafusos são proporcionais ao diâmetro do
seu corpo.
d = diâmetro do parafuso;
k = altura da cabeça (0,7 d);
s = medida entre as faces paralelas do sextavado (1,7 d);
e = distância entre os vértices do sextavado (2 d);
L = comprimento útil (medidas padronizadas);
b = comprimento da rosca (medidas padronizadas);
R= raio de arredondamento da extremidade do corpo do parafuso.

23. Introdução aos Parafusos
Parafusos de cabeça sextavada
Em geral, esse tipo de parafuso é utilizado em uniões em que se necessita de
um forte aperto da chave de boca ou estria. Esse parafuso pode ser usado com
ou sem porca.
Quando usado sem porca, o rosqueamento é feito na peça.

24. Introdução aos Parafusos
Parafusos de cabeça sextavada interna
O parafuso Allen é fabricado com aço de alta resistência à tração e
submetido a um tratamento térmico após a conformação. Possui um
furo hexagonal de aperto na cabeça, que é geralmente cilíndrica e
recartilhada. Para o aperto, utiliza-se uma chave especial: a chave Allen.
Os parafusos Allen são utilizados sem porcas e suas cabeças são
encaixadas num rebaixo na peça fixada.

25. Introdução aos Parafusos
Onde:
A = d = altura da cabeça do parafuso;
e = 1,5 d = diâmetro da cabeça;
t = 0,6 d = profundidade do encaixe da chave;
s = 0,8 d = medida do sextavado interno;
d = diâmetro do parafuso.

26. Introdução aos Parafusos
Parafusos de cabeça com fenda
De cabeça escareada chata com fenda. Em desenho técnico, a
representação é a seguinte:
Onde:
· diâmetro da cabeça do parafuso = 2 d;
· largura da fenda = 0,18 d;
· profundidade da fenda = 0,29 d;
· medida do ângulo do escareado = 90º

27. Introdução aos Parafusos
Parafusos de cabeça redonda boleada com fenda
Aplicação
Esse tipo de parafuso é também muito empregado em montagens que
não sofrem grandes esforços. Possibilita melhor acabamento na
superfície. São fabricados em aço, cobre e ligas, como latão.
Onde:
diâmetro da cabeça do parafuso = 1,9 d;
raio da circunferência da cabeça = d;
largura da fenda = 0,18 d;
profundidade da fenda = 0,36 d.

28. Introdução aos Parafusos
Parafusos de cabeça cilíndrica boleada com fenda
Aplicação
São utilizados na fixação de elementos nos quais existe a possibilidade
de se fazer um encaixe profundo para a cabeça do parafuso, e a
necessidade de um bom acabamento na superfície dos componentes.
Trata-se de um parafuso cuja cabeça é mais resistente do que as outras
de sua classe. São fabricados em aço, cobre e ligas, como latão.
Onde:
diâmetro da cabeça do parafuso = 1,9 d;
raio da circunferência da cabeça = d;
largura da fenda = 0,18 d;
profundidade da fenda = 0,36 d.

29. Introdução aos Parafusos
Parafusos de cabeça escareada boleada com fenda
Aplicação
São geralmente utilizados na união de elementos cujas espessuras sejam
finas e quando é necessário que a cabeça do parafuso fique embutida no
elemento. Permitem um bom acabamento na superfície. São fabricados
em aço, cobre e ligas como latão.
Onde:
diâmetro da cabeça do parafuso = 2 d;
raio da cabeça do parafuso = 2 d;
largura da fenda = 0,18 d;
profundidade da fenda = 0,5 d.

30. Introdução aos Parafusos
Parafusos auto-atarraxante
O parafuso auto-atarraxante tem rosca de passo largo em um corpo
cônico e é fabricado em aço temperado. As cabeças têm formato
redondo, cilíndrica e chanfrada. Esse tipo de parafuso elimina a
necessidade de um furo roscado ou de uma porca, pois corta a rosca no
material a que é preso. Sua utilização principal é na montagem de peças
feitas de folhas de metal de pequena espessura, peças fundidas macias e
plásticas.

31. Introdução aos Parafusos
Parafusos com rosca soberba
Esse tipo de parafuso também é utilizado com auxílio de buchas plásticas. O
conjunto, parafuso-bucha é aplicado na fixação de elementos em bases de
alvenaria. Quanto à escolha do tipo de cabeça a ser utilizado, leva-se em
consideração a natureza da união a ser feita. São fabricados em aço e tratados
superficialmente para evitar efeitos oxidantes de agentes naturais.

32. Introdução aos Parafusos
Sistema de roscas
As roscas de perfil triangular são fabricadas segundo três sistemas
normalizados: o sistema métrico ou internacional (ISO), o sistema inglês ou
whitworth e o sistema americano.
No sistema métrico as roscas são determinadas em milímetros. Os filetes têm
forma triangular, ângulo de 60º, crista plana e raiz arredondada.

33. Introdução aos Parafusos
Sistema de roscas
No sistema whitworth são dadas em polegadas. Nesse sistema, o filete tem a
forma triangular, ângulo de 55º, crista e raiz
arredondadas. O passo é determinado dividindo-se uma polegada pelo número
de filetes contidos em uma polegada.

34. Introdução aos Parafusos
Sistema de roscas
No sistema americano as medidas são expressas em polegadas. O filete tem a
forma triangular, ângulo de 60º, crista plana e raiz arredondada.

35. Introdução aos Parafusos
Medições de roscas
O primeiro procedimento para calcular roscas consiste na medição do passo da
rosca Para obter essa medida, podemos usar pente de rosca, escala ou
paquímetro. Esses instrumentos são chamados verificadores de roscas e
fornecem a medida do passo em milímetro ou em filetes por polegada e,
também, a medida do ângulo dos filetes.

36. Introdução aos Parafusos
Cálculo de dimensões de rosca
Rosca métrica normal
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 - 1,2268 L P
Substituindo os valores dessa fórmula:
d1 = 10 - 1,2268 L 1,5
d1 = 10 - 1,840
d1 = 8,16 mm
Portanto, o diâmetro menor da rosca é de 8,16 mm.

37. Introdução aos Parafusos
Exercício 01
Conforme foi feito no exemplo acima, calcule o diâmetro menor de uma rosca
métrica normal, a saber:
diâmetro externo: 6 mm
Passo: 1 mm
Fórmula: d1 = d - 1,2268 x P

38. Introdução aos Parafusos
Exemplo
Calcular o diâmetro efetivo de um parafuso (médio) com rosca métrica
normal, cujo diâmetro externo é de 12 mm e o passo é de 1,75 mm.
Fórmula: d2 =d - 0,6495 x P
Substituindo os valores desta fórmula:
d2 = 12 - 0,6495 x 1,75
d2 = 12 - 1,1366
d2 = 10,86 mm
Portanto, a medida do diâmetro médio é de 10,86 mm.

39. Introdução aos Parafusos
Exercício 02
Com base no exemplo, calcule o diâmetro médio de um parafuso com rosca
métrica normal, a saber:
diâmetro externo: 8 mm
Passo: 1,25 mm
Fórmula: d2 = d - 0,6495 x P

40. Introdução aos Parafusos
Exemplo
Calcular a folga (f) de uma rosca métrica normal de um parafuso cujo
diâmetro maior (d) é de 14 mm e o passo (p) é de 2 mm.
Fórmula: f = 0,045 x P
Substituindo os valores:
f = 0,045 x 2
f = 0,09 mm
Portanto, a folga entre a raiz do filete da porca e a crista do filete do parafuso é
de 0,09 mm.

41. Introdução aos Parafusos
Exercício 03
Calcule a folga (f) de uma rosca métrica normal de um parafuso cujo diâmetro
maior (d) é de 10 mm e o passo (p) é de 1,5 mm.
Fórmula: f = 0,045 x P

42. Introdução aos Parafusos
Exemplo
Calcular o diâmetro maior de uma porca com rosca métrica normal, cujo
diâmetro maior do parafuso é de 8 mm e o passo é de 1,25 mm.
Fórmula: D = d + 2f
Calcula-se, primeiro o valor de f cuja fórmula é f = 0,045 L P.
Portanto: f = 0,045 x 1,25
f = 0,05625
Substituindo os valores de f na fórmula:
D = 8 + 2 x 0,056
D = 8 + 0,112
D = 8,11 mm
Portanto, o diâmetro maior da porca é de 8,11mm.

43. Introdução aos Parafusos
Exercício 04
Calcular o diâmetro maior de uma porca com rosca métrica normal cujo
diâmetro maior do parafuso é de 16 mm e o passo é de 2 mm.
Fórmula: D = d + 2f

44. Introdução aos Parafusos

45. Introdução aos Parafusos

46. Introdução aos Parafusos

47. Introdução aos Parafusos

48. Introdução aos Parafusos
Tabela de torques