Como determinar uma especificação de torque

Jun 21, 2023

Traçar uma curva ângulo-torque para uma série de avarias pode ajudar os engenheiros a definir uma especificação de torque para uma aplicação. Ilustração cortesia da Peak Innovations Engineering

Equipamentos de teste como o SCHATZ-INSPECTpro permitem que os engenheiros determinem especificações de torque e ângulo. Foto cedida pela Kistler Instrument Corp.

Por afetarem o atrito, os revestimentos, revestimentos e lubrificantes têm uma influência significativa na especificação de torque. Foto cedida pela NOF Metal Coatings North America Inc.

Independentemente do método de teste, os testes devem ser executados utilizando peças de produção reais. Foto cedida pela Desoutter Industrial Tools

A máquina de teste de torção UNIVER TOK-3001 é usada para verificar a adequação de conjuntos de parafusos, porcas e arruelas de alta resistência para uma aplicação específica. Foto cortesia do Univer Technologies Group

Uma série de tecnologias estão disponíveis para garantir que os fixadores roscados sejam instalados na sequência correta e com o torque e ângulo corretos.

Por exemplo, a série QE de ferramentas elétricas DC da Ingersoll Rand e a série IC de controladores medem o torque com uma precisão de ±0,2 por cento e um ângulo de ±1 grau. A resolução da medição é de ±0,025% do torque total. Os engenheiros podem implementar diversas estratégias de aperto, incluindo controle de torque; controle de torque com monitoramento de ângulo; controle de torque com cancelamento de rendimento; controle de ângulo; controle de ângulo com monitoramento de torque; controle de ângulo com substituição de rendimento; controle de rendimento; torque predominante; e arraste o torque. As ferramentas vêm nas versões pistola, em linha e cabeça angular, e a série cobre uma faixa de torque de 0,3 a 400 newton-metros.

É claro que mesmo as ferramentas mais precisas são tão boas quanto as especificações para as quais foram projetadas. Muito trabalho de engenharia deve ser feito antes que um soquete atinja a cabeça de um parafuso. Os engenheiros devem determinar o tipo e o número de fixadores necessários para fixar a junta. Eles precisam considerar revestimentos, revestimentos, lubrificantes e trava-roscas. Eles precisam pensar em como o fixador será instalado. É suficiente apertar o fixador com um torque específico? Ou será necessário controlar o torque e o ângulo? Depois que tudo estiver decidido, os engenheiros devem estabelecer especificações de torque, ângulo e sequência de fixação.

“Existem muitas variáveis ​​associadas ao aperto de fixadores roscados, [e a especificação de torque] não é absoluta. Na verdade, é um guia”, afirma Guy T. Avellon, presidente da GT Technical Consultants Ltd., uma empresa de consultoria que oferece treinamento e análise de projetos de juntas aparafusadas. “Você adiciona lubrificação, diferentes revestimentos, tolerâncias e uma série de outras coisas. Existe até uma diferença entre apertar a porca e apertar a cabeça do parafuso.”

Independentemente do produto, tudo começa calculando quanta força de fixação é necessária para que o conjunto funcione de maneira correta e segura. Isto é determinado pelas cargas e condições às quais a junta estará exposta, além de um fator de segurança.

Os engenheiros devem escolher um ou mais fixadores que possam transmitir com sucesso essa força de fixação entre as peças e suportar a tensão dela. Mas todos os fixadores têm limites para a quantidade de estresse que podem suportar. Isto é função do material do fixador e da sua geometria, incluindo a sua área de secção transversal e a área das roscas. Esse limite não pode ser excedido.

O objetivo é apertar os fixadores o suficiente para atingir a força de fixação especificada, mas não tanto que o fixador não consiga suportar a tensão. A quantidade de torque necessária depende da geometria do parafuso e se as roscas estão lubrificadas. (As roscas lubrificadas requerem menos torque para atingir a mesma força de fixação, porque há menos atrito a ser superado durante o aperto.)

Há duas maneiras de chegar a uma especificação de torque: “A maneira certa e a maneira errada”, brinca David Archer, engenheiro-chefe da Peak Innovations Engineering, uma empresa de consultoria especializada em projeto e análise de juntas aparafusadas.