Técnicas de fixação

APERTO DE BINÁRIO

O aperto por binário é o método de aperto mais comum.

O conjunto é apertado com uma chave dinamométrica com uma gama de binários adequada ao conjunto em causa. ao conjunto em causa. Estas chaves podem ser manuais ou automáticas para grandes séries de produção.

O método compreende as duas fases seguintes :

* uma primeira fase com uma chave fixada em 0,75% do binário de referência. Todos os devem ser apertados desta forma antes de passar à segunda fase. Para esta fase, pode ser utilizada uma chave de impacto.

* Uma segunda fase em que a chave deve ser ajustada para um valor de binário de 110%.

O binário de aperto deve ser aplicado de forma suave e contínua.

Nota : no caso de parafusos com aperto controlado (norma EN 14399), consultar os valores baseados na classe k declarada pelo fabricante

LIMITES DE BINÁRIO

Imprecisão da força de aperto

O resultado do aperto está intimamente dependente dos coeficientes de atrito nas roscas (μt) e sob a cabeça (μt), mas, na prática, estes parâmetros são muito difíceis de controlar. Como resultado para o mesmo binário de referência, a dispersão da tensão final pode situar-se entre +/- 20%, na melhor das hipóteses, ou mesmo +/- 60%...., dependendo do método de fixação utilizado.

Esta grande dispersão deve-se a uma combinação de três factores :

* Imprecisão do binário aplicado

* Defeitos geométricos e condições da superfície das peças montadas e do elemento de fixação

* Lubrificação das superfícies em contacto.

Em função das classes de qualidade dos componentes do conjunto, dos coeficientes de atrito, da classe de precisão de aperto precisão requerida, deve ser feita referência à norma NF E 25030.

O fenómeno da tensão de torção parasita

O método de aperto por binário provoca uma tensão de torção parasita no fixador, para além da tensão axial desejada.

A tensão de torção, que pode chegar a 30% da tensão de tração. A A tensão resultante no fixador é muito maior e pode exceder o limite elástico do limite elástico do material, mesmo que a tensão de tração esteja dentro de limites aceitáveis. Além disso, esta tensão de torção residual pode facilitar o afrouxamento durante o funcionamento.

Finalmente, como o binário é geralmente aplicado assimetricamente, existe uma tensão de flexão. O seu baixo nível significa geralmente que pode ser negligenciado, mas também pode ocorrer em casos limite.

Deterioração do acabamento da superfície

O atrito entre peças sob cargas elevadas provoca danos nas superfícies em contacto. contacto. Durante o aperto subsequente, isto conduzirá a forças de fricção que resultarão numa maior imprecisão da tensão. Além disso, esta deterioração pode ter A resistência à corrosão das peças montadas nos pontos de montagem.

Dificuldades de afrouxamento

A deterioração do acabamento da superfície, eventualmente agravada pela corrosão, exige a aplicação de de um binário de desaperto muito elevado, que pode atingir o limite de elasticidade do material de montagem e provocar a sua rutura.

Limites no caso de parafusos de grandes dimensões

Acima de um binário de referência de 1000 Nm, é necessário utilizar chaves de impacto, mas a precisão da precisão da pré-carga. Uma chave hidráulica de boa qualidade pode ser uma solução a considerar.

Dificuldade de aperto simultâneo

Com o método do binário, raramente é possível apertar simultaneamente todos os parafusos de uma montagem. todos os elementos de fixação de uma montagem ao mesmo tempo.

FIXAÇÃO DE ÂNGULO

A fixação angular é um processo em duas fases:

* O contacto é feito através da aplicação de um binário de acoplamento utilizado como limiar para a medição angular. O objetivo desta operação é posicionar as peças e eliminar os defeitos de superfície. O binário deve ser o mais baixo possível.

* Aparafusamento num ângulo específico. Este método permite obter resultados mais exactos do que o aperto com binário, porque a pré-carga obtida é quase proporcional ao ângulo de aperto e os coeficientes de atrito intervêm apenas moderadamente. Um controlo final do binário detecta eventuais anomalias.

Limites da fixação angular

A aplicação deste método é, portanto, simples, mas a abordagem teórica envolve um grande número de parâmetros, alguns dos quais são difíceis de controlar. A aplicação deste método é, portanto, simples, mas a abordagem teórica envolve um grande número de parâmetros, alguns dos quais difíceis de controlar. A determinação do ponto de ajuste angular requer um desenvolvimento prévio e testes de verificação. Só pode ser implementado economicamente Só pode ser utilizado economicamente para grandes séries de produção numa linha de produção. A fiabilidade da pré-carga obtida é melhorada pela rigidez das peças e pela constância das características das peças. características das peças. O aperto em ângulo, por exemplo, deve ser evitado em montagens com juntas.

A imprecisão do aperto depende principalmente da imprecisão do binário de engate. A relação entre o binário O rácio entre o binário de aperto e o binário final depende da rigidez das peças (de 30% para peças muito rígidas a 50% se as peças forem facilmente deformadas).

A tensão de torção parasita pode ser significativamente maior do que a obtida pelo método do binário. método do binário.

MÉTODO COMBINADO

Tal como nos métodos anteriores, o aperto é efectuado em duas fases :

* uma primeira fase com uma chave ajustada a 75% do binário de referência. Todos os Os parafusos devem ser apertados desta forma antes de passar à segunda fase.

* Uma segunda fase em que é aplicada uma rotação específica à parte do conjunto que está a rodar. rotativa. A posição da porca em relação à rosca do parafuso deve ser marcada (com tinta, por exemplo) no final da primeira fase para determinar a rotação final da porca em relação às roscas no final da segunda fase. da segunda fase. Salvo indicação em contrário, o ângulo de rotação deve respeitar os seguintes valores (para parafusos da classe de qualidade 8.8 ou 10.9) :

Nota : Quando a superfície sob a cabeça do parafuso (tendo em conta quaisquer anilhas angulares) não é perpendicular ao eixo do parafuso, o ângulo de rotação necessário deve ser determinado por teste. Se a superfície sob a cabeça do parafuso (tendo em conta as anilhas angulares) não for perpendicular ao eixo do parafuso, o ângulo de rotação necessário deve ser determinado por ensaio.

FIXAÇÃO NO PONTO DE CEDÊNCIA

Este método consiste em apertar os parafusos até atingirem o seu limite elástico aparente. O binário e o ângulo de aperto devem ser medidos contínua e simultaneamente e a operação deve ser interrompida logo que estes dois parâmetros percam a proporcionalidade direta. Os erros são devidos unicamente à dispersão das tensões de torção associadas à variação do coeficiente de atrito. Esta dispersão é pequena, sendo que uma variação de 25% no coeficiente de atrito resulta num erro de apenas 7%.

Utilizamos uma aparafusadora equipada com um sensor de binário e um sensor de ângulo, enviando os seus parâmetros para um módulo eletrónico que pára o fuso de aparafusamento assim que deixa de haver binário. a um módulo eletrónico, que pára o fuso de aparafusamento assim que deixa de haver proporcionalidade.

Cada parafuso é apertado até ao seu próprio limite elástico, ou seja, até ao máximo possível, independentemente de qualquer programação, o que evita o risco de partir um parafuso que não esteja em conformidade com a montagem.

O pré-esforço é obtido com uma precisão de +/- 8%.

Limites de aperto até ao limite elástico.

A utilização de uma anilha deve ser evitada, uma vez que pode distorcer a medição: qualquer deslocação interrompe o processo de aparafusamento. Se as forças de funcionamento provocarem um alongamento adicional do parafuso, é possível ultrapassar o limite elástico, provocando uma perda de pré-carga, uma alteração do desempenho do conjunto do conjunto, ou mesmo a sua ruína. A desmontagem e a remontagem do mesmo parafuso devem ser evitadas, uma vez que a deformação do parafuso será cumulativa até à sua rutura. até à sua rutura. A substituição deve ser sistemática.

APERTO POR TENSOR HIDRÁULICO

Este método consiste em aplicar uma força de tração ao parafuso utilizando um macaco de anel. Uma vez tensionada, a porca é apertada manualmente ou com um binário ligeiro. O atuador é então libertado e a força hidráulica é largamente transferida para o conjunto. Para aumentar Recomenda-se o engate duplo: a primeira operação compensa a folga e os defeitos da superfície e A primeira operação compensa a folga e os defeitos da superfície e estabelece o equilíbrio de forças dentro do conjunto. A segunda operação permite obter a precisão desejada no tensionamento do conjunto. Não existem tensões de torção no parafuso e os coeficientes de fricção não desempenham qualquer papel no aperto. no processo de aperto. Este método é particularmente adequado para apertar vários parafusos em simultâneo.

Limites do tensionamento hidráulico

O tamanho do dispositivo significa que a distância entre dois parafusos é maior do que com outras ferramentas. ferramentas. O aperto deve ser efectuado pelo lado da porca. O parafuso deve ser suficientemente alto para O cilindro deve ser fornecido.Só se pode instalar parte da força axial máxima admissível força axial admissível do parafuso.

A principal dificuldade é conhecer a pré-carga instalada no parafuso, que depende da eficiência da operação. da operação. Esta eficiência depende da rigidez dos componentes do conjunto e varia entre 50 e 90%, consoante a geometria do conjunto. dependendo da geometria do conjunto.

MEIOS DE CONTROLO DO BINÁRIO

Verificação com uma chave dinamométrica

Este é o controlo mais fácil de implementar. No entanto, existe ainda uma incerteza considerável sobre a tensão final do conjunto.

Ensaio de alongamento por ultra-sons

O método envolve a medição do tempo de percurso de uma onda ultra-sónica ao longo do eixo do parafuso. Qualificado requer pessoal qualificado. É particularmente eficaz para parafusos de pequeno diâmetro diâmetro (inferior a 20 mm).

Controlo do alongamento com extensómetros

Este é um método laboratorial que não pode ser utilizado em aplicações industriais. Os extensómetros são colados ao corpo do parafuso e ligados a uma ponte de Weston; a variação do sinal obtido corresponde à variação do alongamento do parafuso previamente calibrado. A variação do sinal obtido corresponde à variação do alongamento do parafuso previamente calibrado.

Controlo da anilha de medição

Este método tem a vantagem de medir diretamente a força de aperto. A anilha de medição é uma anilha instrumentada instrumentada colocada sob a porca de aperto que actua como sensor de força. Recomenda-se Recomenda-se a colocação de uma anilha "convencional" entre a porca e a anilha de medição para evitar danificar esta última. deterioração desta última. Este método permite medir e registar a tensão de tração no parafuso durante a vida do conjunto, tanto em repouso como em serviço.