Controle de torque do parafuso

Este documento aborda requisitos de projeto e processo para torque de parafusos, métodos comuns de aperto de parafusos, ferramentas de aperto padrão e procedimentos de inspeção de torque.

A conexão aparafusada é o método de montagem fundamental na fabricação de máquinas e amplamente adotada na produção industrial. É também uma das formas de união mais críticas para motores. A qualidade das juntas aparafusadas determina diretamente o desempenho da potência do motor, a segurança operacional e o desempenho da vedação de todas as posições conectadas.

O controle do torque de aperto é a abordagem mais confiável, precisa e eficiente para garantir conexões aparafusadas estáveis.

1. Requisitos de projeto e processo para torque de parafuso

1.1 Requisitos de torque de aperto para parafusos padrão gerais 1.2 Requisitos de torque de aperto para bujões roscados de tubo padrão 1.3 Requisitos de grau de tolerância para parafusos padrão gerais

As letras maiúsculas à esquerda correspondem aos valores de torque marcados no canto superior esquerdo dos indicadores de instalação, representando o torque nominal do parafuso. Letras minúsculas à direita indicam o grau de tolerância de torque do parafuso.

2. Métodos comuns de aperto de parafusos e controle de torque

Várias técnicas de aperto estão disponíveis. As opções amplamente adotadas incluem o método de torque (T), método de ângulo de torque (TA), método de controle de ponto de escoamento (Y1/Y2) e método de alongamento de parafuso.

3. Seleção de ferramentas de aperto para montagem

Para obter um aperto sem erros, as ferramentas que atendem aos requisitos de torque do projeto devem ser selecionadas de acordo com as características estruturais do produto e os processos de montagem. As ferramentas se enquadram em duas categorias por modo de operação: portátil e estacionária.

3.1 Chaves de fenda manuais

As chaves de fenda manuais incluem vários tipos com limitação mecânica de torque. Para modelos básicos, o torque de aperto é limitado pela potência do motor e pela força de impacto. As configurações de última geração são equipadas com embreagens controladas por torque, proporcionando precisão de até ±3% (com base no desvio padrão).

3.2 Chaves de fenda estacionárias

Tanto as aparafusadoras pneumáticas com embreagens de ajuste de torque de alta precisão quanto as aparafusadoras servo elétricas podem ser fixadas para operação estacionária. Sensores de medição de torque e ângulo podem ser instalados para coletar dados de medição. As chaves de fenda pneumáticas adotam ajuste de torque mecânico; seu sistema de medição serve para monitoramento e não para controle em circuito fechado. As parafusadeiras elétricas servocontroladas usam sinais de medição para regular diretamente o processo de aperto, ajustando o movimento de acordo com os valores reais medidos para atingir a meta definida. Os dados de medição retornam ao circuito de controle para sincronizar os resultados da montagem, permitindo uma precisão melhor que ±1% (com base no desvio padrão).

A alta precisão de aperto impõe limites rígidos à velocidade de rotação. Velocidade de rotação extremamente baixa é comumente programada para garantir resultados de fixação de alta precisão.

3.3 Ferramentas elétricas de fixação de torque controladas por vetor

Um sistema completo de torquímetro elétrico consiste em: uma chave dinamométrica elétrica, uma caixa de controle DL, cabos de conexão, monitor de chave de operação, dispositivo auxiliar de aperto (com sensor de posicionamento da peça e dispositivo de saída de sinal), anéis de elevação personalizados e soquetes especiais fornecidos com o conjunto de ferramentas.

Precisão da ferramenta: ±5%. O sistema possui funções de alarme e lembrete de aperto perdido. O aparelho é desbloqueado somente quando todosparafusosatendem às especificações de torque e todas as posições dos parafusos estão totalmente fixadas. Se os operadores abrirem o acessório à força para remover peças de trabalho durante a operação, o sistema acionará um alarme e travará a chave. A ferramenta suporta controle de torque, monitoramento do ângulo de rotação total e monitoramento do ângulo de rotação de acompanhamento durante o aperto em uma etapa. A velocidade de rotação pode ser programada livremente de acordo com as necessidades reais.

Outras funções integradas incluem contagem de lotes com ligação de acessórios para evitar instalação de parafusos perdidos, detecção de rosca errada, detecção de sobrecarga de impacto, exibição de torque em tempo real, autodiagnóstico da ferramenta, alertas de falhas e avisos de manutenção. Se o torque de aperto não atender aos padrões, a ferramenta trava automaticamente para solução de problemas manual e impede que produtos defeituosos fluam para estações subsequentes. Está disponível um feedback de torque abrangente: a caixa de controle exibe o torque de aperto real, enquanto a chave possui luzes indicadoras (verde para qualificado, amarelo/vermelho para não qualificado). O monitor de status também fornece avisos luminosos visuais.

3.4 Fusos de Aperto Estacionários Baseados em Sensor

Os fusos de aperto CNC servo elétricos estacionários com sensores integrados suportam processos de aperto de parafusos totalmente programáveis. Dentro da faixa de desempenho do fuso, o torque, a velocidade de rotação, o tempo de permanência e a direção de rotação podem ser definidos e ajustados livremente para corresponder a diversos processos de aperto para uma instalação precisa do fixador.

Funções de monitoramento abrangentes e de alta precisão maximizam a confiabilidade da montagem. O acionamento do motor sem escova reduz os custos operacionais e prolonga a vida útil, mantendo a potência estável e o torque máximo, tornando esses fusos ideais para fixação automática CNC. Sensores de torque e ângulo integrados permitem controle preciso em circuito fechado e registro completo em tempo real de todos os parâmetros críticos de aperto. Apoiados pela tecnologia de servocontrole, esses fusos mantêm a precisão do torque dentro do desvio padrão inferior a ±1% ao longo de milhões de ciclos de aperto.

4. Quatro métodos comuns de inspeção de torque estático

Método de Torque (T)

Método Torque mais Ângulo (TA)

Método de ponto de rendimento (Y1/Y2)

Método de alongamento de parafuso

5. Decadência de torque (perda de pré-carga)

A essência da fixação roscada depende da força de fixação para fixar os componentes correspondentes. A queda do torque refere-se à queda gradual da força de fixação após o aperto, categorizada em relaxamento e autoafrouxamento.

Relaxamento

A força de fixação diminui com o tempo em relação ao valor de aperto inicial, sem movimento rotacional dos parafusos ou porcas.

Auto-afrouxamento

A força de fixação reduzida faz com que os parafusos ou porcas girem na direção de afrouxamento, levando a uma maior perda de força de fixação. Em casos extremos, os fixadores podem afrouxar totalmente. Este fenômeno deve ser eliminado para conexões críticas de segurança.

Incorporação

A alta tensão de contato induz deformação plástica nas superfícies de contato, resultando na diminuição da força de fixação.

Conexões Multi-Parafusos: Decadência de Torque deParafusos em U

Duas causas principais e soluções correspondentes estão listadas abaixo:

Tanto as molas de lâmina quanto os assentos das molas apresentam superfícies de contato curvas, criando pequenas folgas após o aperto. Solução: Redesenhe as áreas de contato entre as molas de lâmina e os assentos das molas para superfícies planas.

A deformação e o atrito da mola de lâmina levam a: (1) Redução da energia potencial elástica interna; (2) Diminuição gradual do atrito entre as laminações da mola. Solução: Aplique tratamento de pré-compressão nas molas de lâmina.

6. Conclusão

Os crescentes requisitos de qualidade para juntas roscadas exigem seleção adequada e uso padronizado de ferramentas de aperto. O controle eficaz do torque do parafuso determina diretamente a confiabilidade do produto, a segurança e o desempenho de vedação para conjuntos roscados vedados. A conformidade estável de todos os indicadores de torque é essencial para uma qualidade consistente do produto acabado.