Apertar uma junta é uma operação menos trivial do que você pensa. Apertar um parafuso a um torque nominal não é por si garantia de um aperto adequado estável com o tempo. A força que segura às duas partes juntas é a pré-carga dentro da junta. A pré-carga prolonga o parafuso, e é a única força que evita que a junta desparafuse:
Atrás de aparentemente um aperto ótimo, há diversos problemas que poderiam levar ao afrouxamento ou ruptura da junta:
- Desalinhamento entre o parafuso e a junta
- Fricção excessiva
- Furo entupido
- Relaxamento excessivo da junta
- Junta parafusada a um torque errado
- Parafuso errado
- Erro do operador
- Problema com a parafusadeira ou chave usada para aperto
Como é possível assegurar a qualidade do aperto ao longo da linha de produção?
Para apertar um acoplamento é necessário:
- Conhecer as características de torque/ângulo da junta
- Estudar a mecânica da junta
- Usar uma parafusadeira ou uma chave fornecendo uma estratégia de aperto correta
- Implementar um sistema de controle de qualidade, verificar a qualidade do aperto ao final do processo de montagem
Além disso, nos apertos críticos nas linhas de produção, o aperto deve ser “certificado”. A operação de aperto deve ser executada por um instrumento calibrado, e os parâmetros de aperto devem ser rastreados, associados com a peça de produção e armazenados em um banco de dados.
APERTO COM UMA CHAVE DE CATRACA
Apertar uma junta com uma chave de catraca é o método menos preciso e mais perigoso.
A chave de catraca não fornece uma leitura de torque, e o torque final é influenciado pelo uso da chave de catraca pelo operador. O risco de sobretorque é especialmente alto, e é impossível assegurar a repetibilidade da operação.
Finalmente, o valor de torque aplicado pode ser alterado por um manuseio incorreto pelo operador:
APERTO SEM UM CONTROLE DE TORQUE
Apertar uma junta com uma parafusadeira sem controle de torque (parafusadeiras elétricas, hidráulicas ou de pulsos), o torque é mais repetível do que usar uma chave de catraca. O aperto não é mais influenciado pelo operador, e a precisão do valor do torque aplicado depende da repetibilidade da ferramenta.
Esse sistema ainda não fornece evidência que o aperto foi bem sucedido ou não.
APERTO COM TORQUE CONTROLADO
Usar uma ferramenta (chave de torque eletrônica ou parafusadeira com controle de torque) que mede o torque é o primeiro passo rumo a uma operação de aperto correta e “certificada”.
O operador lê o torque aplicado à junta e imediatamente libera o aperto se adequadamente terminado.
Aplicar o valor de torque desejado é necessário, mas não suficiente para assegurar que a junta está livre de problemas. No exemplo mostrado abaixo, o valor de torque desejado é alcançado, mas a junta não está apertada de nenhuma forma como as vedações do parafuso na rosca:
APERTO COM TORQUE E ÂNGULO CONTROLADO
Se durante a operação de aperto o torque é aplicado também monitorando o ângulo de rotação, podemos assegurar a qualidade do aperto pois o parafuso foi apertado e prolongado corretamente.
Adicionar o parâmetro de ângulo no aperto aproxima a zona de aceitação, eliminando problemas como os mostrados no exemplo anterior:
Um parafuso corretamente alongado gera a pré-carga que mantém a junta.
Para atingir um aperto com o controle de torque e ângulo é necessário uma chave de torque eletrônica equipada com um giroscópio, ou uma parafusadeira eletrônica com controle de torque e ângulo.
Essas ferramentas são tipicamente capazes de exportar e transferir os valores de torque a um banco de dados para rastreabilidade dos dados.
APERTO EM TORQUE MAIS ÂNGULO
Em algumas aplicações (por exemplo, apertos críticos na montagem de veículos), você deseja garantir que o aperto excedeu o ponto de produção do parafuso. Para suportar isso, a característica de torque/ângulo deve ter área suficiente além do ponto de produção, para evitar ruptura. Parafusos dedicados são usados, com um design mecânico que permite um maior alongamento do parafuso por si só.
Essa estratégia de aperto é esperada atingir certo valor de torque, para continuar o monitoramento da rotação do parafuso até o valor desejado.
Para atingir um aperto de torque mais ângulo, a chave de torque eletrônica ou parafusadeira deve ser equipada com essa estratégia específica.
APERTO À PRODUÇÃO
Em geral, o torque alvo de aperto é definido abaixo do ponto de produção. Alguns apertos (por exemplo, apertos críticos na montagem de veículos) são realizados exatamente no ponto de produção. Essa estratégia de aperto fornece o máximo do efeito mola do parafuso ao fornecer uma pré-carga maior na junção, e um risco menor de desparafusamento. O acoplamento deve ser projetado para trabalhar nessas condições.
Para atingir um aperto no ponto de produção, a chave de torque eletrônica ou a parafusadeira deve ser equipada com um algoritmo para reconhecimento automático do ponto de produção.
VERIFICAÇÃO DO TORQUE RESIDUAL
Apertar uma junta adequadamente é um passo obrigatório em um processo de produção.
Independentemente da estratégia de aperto, há um último passo que precisa ser feito para um controle de qualidade completo em uma linha de produção: a medição do torque residual.
Escolher a estratégia de aperto correta assegura que a junta foi parafusada na especificação, mas o que acontece na junta após o aperto ter sido concluído permanece desconhecido.
Quanta pré-carga aplicada ainda está dentro da junta após o processo de produção?
