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Este artigo, se aprofundará nos aspectos físicos e
matemáticos que norteiam a propriedade coeficiente
de atrito e a sua contribuição na capacidade de geração
de força de um Elemento de Fixação, bem como na
partição da Energia empregada/dissipada num
processo de aperto. Todos os revestimentos aqui
citados são isentos de cromo hexavalente.
Fundamentação Científica
A seguir, serão apresentados e discutidos os fundamentos
envolvidos no processo de aperto de elementos
de fixação.
A) Fenômenos Atuantes no Parafuso durante um
Processo de Aperto
A.I. - Tensões Torsionais
Durante o aperto, o Parafuso estará sujeito à tensão de
torção em adição à tensão axial, o que se denomina
esforço combinado tração
Força de Montagem [ F M] e o momento torsional [ M G]
na rosca do parafuso pode ser derivada da mecânica
[Ref.1]
dos planos inclinados :
onde
onde
e
p = passo
= diâmetro menor no fundo da rosca
d 2
Eq. 1
Eq.2
Eq.3
Para uma rosca com ângulo do flanco igual a 60º,
condição da maioria dos Elementos de Fixação, tem-se
que:
20
CONCEITOS RELEVANTES SOBRE
COEFICIENTE DE ATRITO
logo
Com ângulos e normalmente pequenos, a Eq. 1
[Ref 4]
pode ser escrita :
[Ref.5]
A Tensão Torsional [ ] é dada por :
onde
é o momento resistente
Eq. 5
Eq. 6
Combinando as Eq. 5 e 6 tem-se a expressão final para
a Tensão Torsional [ ]:
Eq. 7
Pela equação 7 pode-se compreender que durante o
processo de aperto do Parafuso é gerada uma Tensão
Torsional cuja grandeza depende do coeficiente de
atrito das roscas ( G
). Quanto maior for o coeficiente
de atrito na interação rosca do parafuso - rosca fêmea
da contra-peça, maior será a Tensão Torsional [ M],
em
função de uma dada força de união alcançada.
A.II.-
W
P
[Ref.6]
A Tensão Axial [ ] é dada por :
M
M
Tensões Axiais
M
A área da secção transversal é dada por [Ref.7]
[A ] :
S
Eq. 4
Eq. 8
Eq. 9