Fixadores vs. Vibração

Vibração, expansão e contração podem criar movimentos laterais da rosca, o que leva ao afrouxamento e, por fim, à falha do fixador (esquerda). Os fixadores que fixam as juntas devem ser reapertados rotineiramente para compensar o conjunto de compressão da junta ao longo do tempo. Caso contrário, os fixadores sofrerão relaxamento e seu desempenho será prejudicado. Gráficos cortesia da Henkel Corp.

As contraporcas autotravantes tipo SL possuem roscas deformadas e um recurso de travamento tipo Tri-Dent que evita o afrouxamento do fixador devido à vibração. Foto cortesia da PennEngineering

O testador Analyze da Schatz USA mede diversas características de fixadores mecânicos. Estes incluem os coeficientes de atrito da superfície de apoio da rosca, da cabeça ou da porca. Foto cortesia Bossard América do Norte

O parafuso formador de rosca Delta PT para plástico possui um ângulo de hélice de 30 graus que recua rapidamente para um ângulo de 20 graus para fluxo de material desimpedido durante a instalação. Os flancos do parafuso criam áreas de cisalhamento que produzem altas cargas de fixação. Foto cortesia da Semblex Corp.

Todos os anos, os fãs dos jogos Winter X veem pilotos de snowmobile lutando contra os elementos e as leis da gravidade para realizar feitos incríveis, incluindo saltos de longa distância e saltos duplos para trás. O que os fãs não veem é a batalha contínua entre os fixadores e a vibração dentro de cada junta aparafusada do snowmobile.

é um fabricante líder de motos de neve e patrocina a equipe Polaris Racing que participa do circuito de corridas de snowcross. Os membros da equipe frequentemente ganham medalhas nos X Games e em outros eventos de snowcross. Os engenheiros de projeto da Polaris sempre especificam o uso de trava-roscas Loctite nos fixadores para mantê-los seguros.

“Aplicamos trava-roscas [em fixadores] em todos os nossos motores SDI”, diz Jason Miller, gerente de produtos para motos de neve da Polaris Industries. “Uma interface muito crítica é a montagem entre o motor e o chassi, onde há vibrações extremas e variações de temperatura.”

O trava-roscas Loctite 242 é aplicado com uma bomba manual nos suportes. A bomba garante que os montadores utilizem a quantidade correta de produto. Loctite 243 é aplicado na contraporca da embreagem de acionamento do snowmobile, bem como no conjunto da aranha da embreagem.

Os trava-roscas são um dos quatro tipos de produtos projetados especificamente para evitar o afrouxamento dos fixadores devido à vibração. Os outros três são parafusos, porcas e porcas especiais. Todos eles ajudam a manter as juntas aparafusadas tão fortes quanto no dia em que foram montadas pela primeira vez.

Embora a vibração seja uma causa comum de afrouxamento de fixadores, os fabricantes não devem presumir que ela seja sempre a causa, recomenda Ken Gomes, vice-presidente de engenharia e desenvolvimento de produtos da REMINC. O afrouxamento pode ser o resultado da perda de pré-carga devido ao embutimento, que ocorre quando a superfície metálica correspondente distorce, deforma ou muda dimensionalmente durante a instalação do fixador. A incorporação causa relaxamento do fixador, tornando-o propenso a falhas por fadiga.

Outra causa do afrouxamento são as diferenças entre os coeficientes de atrito dos materiais da junta e dos fixadores roscados. Qualquer redução no atrito nas roscas, embaixo da cabeça do parafuso ou na face da porca pode levar a uma redução na força de fixação geral na junta.

A Bossard North America testa frequentemente os fixadores que fornece com o testador Analyze da Schatz USA. Este dispositivo segue a norma internacional ISO 16047 para determinar diversas características de aperto de fixadores mecânicos. Estes incluem o coeficiente de atrito total; os coeficientes de atrito da superfície de apoio da rosca, cabeça ou porca; força de pré-carga no limite de escoamento; e força de ruptura. Joe Stephan, engenheiro de aplicação da Bossard, diz que sua empresa costuma usar o dispositivo para testar os fixadores que fornece à John Deere.

Corrosão, cargas desequilibradas em uma junta e remendos de travamento de rosca inadequados podem fazer com que o fixador se solte. Remendos que quebram os revestimentos de óxido em fixadores e porcas de aço inoxidável podem causar irritação ou soldagem a frio. Se o aperto continuar após o início do desgaste, a cabeça do fixador poderá se torcer ou suas roscas poderão se desgastar, aumentando a possibilidade de afrouxamento.