Classificações comuns de fixadores
Os fixadores são componentes fundamentais na engenharia mecânica, servindo a função essencial de unir ou fixar múltiplas peças. A diversidade de aplicações de engenharia levou ao desenvolvimento de uma extensa gama de tipos de fixadores, que podem ser sistematicamente classificados de acordo com vários critérios distintos.
Classificação por Função Primária
Fixadores roscadosrepresentam a categoria mais prevalente, contando com roscas helicoidais para gerar força de fixação através de vantagem mecânica. Este grupo inclui parafusos, parafusos, pinos, porcas e inserções roscadas. Os parafusos são fixadores com rosca externa projetados para inserção através de furos em peças montadas, normalmente destinados ao uso com uma porca. Os parafusos têm aparência semelhante, mas normalmente engatam nas roscas internas de um dos componentes que estão sendo unidos. Os pinos são hastes roscadas sem cabeça rosqueadas em ambas as extremidades, projetadas para serem aparafusadas permanentemente em um componente enquanto aceitam uma porca na extremidade oposta para montagem.
Fixadores não{0}}roscadosabrangem rebites, pinos, anéis de retenção e chaves. Os rebites criam juntas permanentes através da deformação plástica da extremidade da haste após a inserção. Os pinos fornecem localização e alinhamento precisos entre os componentes, ao mesmo tempo que resistem às cargas de cisalhamento. Anéis de retenção, incluindo anéis de retenção e clipes E-, fixam componentes axialmente em eixos ou dentro de furos. As chavetas transmitem torque entre eixos e cubos em sistemas de transmissão de energia mecânica.
Fixadores Elásticosutilize a força da mola para manter a integridade da junta ou fornecer funcionalidade de travamento. Arruelas de pressão, arruelas Belleville e arruelas onduladas compensam o afrouxamento causado pelo ciclo térmico ou vibração. Os pinos de tensão e os pinos de mola dependem da força elástica radial para retenção dentro dos furos.
Classificação por Mecanismo de Impulso e Engajamento
O método pelo qual o torque é aplicado a um fixador constitui outro eixo fundamental de classificação. Os fixadores acionados externamente incluem parafusos e parafusos de cabeça hexagonal, parafusos de cabeça quadrada e parafusos de flange de doze{1}} pontas, todos encaixados por meio de chaves ou soquetes. Os fixadores acionados internamente utilizam recessos dentro da cabeça, incluindo soquete hexagonal (Allen), Torx, Robertson, Phillips, Pozidriv e unidades com fenda. Cada tipo de acionamento oferece vantagens distintas em relação à eficiência da transmissão de torque, resistência ao excêntrico, acessibilidade à ferramenta e compatibilidade de automação.
Os fixadores-resistentes a violações e de segurança incorporam geometrias de unidade especializadas projetadas para impedir a remoção não autorizada, incluindo tri-asa, cabeça de chave, parafusos unilaterais-e variantes de-pino-de soquete.
Classificação por estilo de cabeça
A configuração do cabeçote determina o engate da ferramenta, as características da superfície de apoio e a integração estética ou funcional com os componentes montados. As cabeças Pan oferecem um perfil baixo e amplo com superfícies de rolamento planas. Cabeças escareadas, incluindo variedades planas e ovais, ficam niveladas ou abaixo da superfície do material por meio de assentamento cônico. As cabeças redondas fornecem um perfil exposto em forma de cúpula. Cabeçotes tipo queijo e cabeçotes de cilindro oferecem perfis cilíndricos altos para encaixe profundo do soquete. Cabeças de botão e cabeças de treliça fornecem perfis largos e baixos, distribuindo a carga de fixação em áreas maiores. Estilos de cabeçote especializados, como cabeçotes de flange, cabeçotes de arruela e cabeçotes de tampa, atendem a requisitos específicos de rolamento, vedação ou folga.
Classificação por forma de rosca e padrão
A geometria da rosca distingue fundamentalmente as famílias de fixadores. As roscas métricas estão em conformidade com os padrões ISO 261 e ISO 965, caracterizadas por ângulos de flanco de 60{10}}graus e dimensões especificadas em milímetros. Threads unificados em polegadas, regidos pela ANSI/ASME B1.1, empregam de forma semelhante perfis de 60{12}}graus, mas com dimensões em polegadas. As roscas do British Standard Whitworth apresentam ângulos de flanco de 55{13}}graus e cristas e raízes arredondadas, historicamente significativas, embora agora em grande parte substituídas. As roscas dos tubos, incluindo NPT e BSP, incorporam cone para vedação hermética à pressão. As roscas trapezoidais e acme atendem a aplicações de transmissão de energia onde a alta eficiência e capacidade de carga superam as características de travamento automático das roscas em V padrão.
Formas de rosca especializadas incluem roscas auto{0}roscantes para chapas metálicas e plásticos, designs formadores de rosca que deslocam o material sem remoção de cavacos e roscas-duplas que permitem um encaixe rápido.
Classificação por Material e Propriedade Mecânica
A seleção do material do fixador equilibra resistência, resistência à corrosão, capacidade de temperatura, peso e custo. Os fixadores de aço carbono e liga dominam a engenharia geral, classificados por classes de propriedades que indicam resistência à tração e taxas de limite de escoamento. A classe de propriedade 4.8 representa aço de baixo-carbono com resistência moderada, enquanto as classes 8.8, 10.9 e 12.9 denotam resistência progressivamente maior através de aços de médio-carbono e ligas com tratamento térmico. Os graus de aço inoxidável, principalmente austenítico A2 (equivalente a 304) e A4 (equivalente a 316), fornecem resistência à corrosão com classes de propriedades 50, 70 e 80, indicando níveis de resistência. Os graus de aço inoxidável martensítico e de endurecimento por precipitação-oferecem maior resistência com resistência à corrosão reduzida.
Os materiais não{0}}ferrosos incluem ligas de titânio para relações extremas de resistência-por{2}}peso e resistência à corrosão da água do mar, ligas de cobre para condutividade elétrica e propriedades anti{3}}escalações, ligas de alumínio para aplicações leves e superligas à base de níquel-para serviços em temperaturas elevadas.
Classificação por Tratamento de Superfície e Revestimento
Os tratamentos de superfície melhoram a resistência à corrosão, modificam as características de fricção ou fornecem identificação visual. O zinco galvanizado com revestimentos de conversão de cromato, aparecendo como zinco colorido (amarelo iridescente) ou zinco branco/azul (transparente), fornece proteção sacrificial contra corrosão. A zincagem mecânica e os revestimentos em flocos de zinco oferecem alternativas sem riscos de fragilização por hidrogênio. A galvanização-por imersão a quente produz camadas espessas de zinco para aplicações externas-de serviço pesado. Os revestimentos de fosfato melhoram a adesão da tinta e proporcionam resistência moderada à corrosão. O escurecimento por óxido oferece acabamento decorativo com proteção limitada. Os revestimentos avançados incluem dacromet e geomet para resistência à corrosão de alto{8}}desempenho, PTFE e Xylan para baixo-atrito e resistência química e níquel sem eletrólito para cobertura uniforme em geometrias complexas.
Classificação por Domínio de Aplicação
Os requisitos{0}específicos do setor geraram categorias especializadas de fixadores. Os fixadores de aço estrutural para construção e pontes, regidos por normas como a EN 14399, enfatizam o aparafusamento pré-carregado de alta-resistência com sistemas correspondentes de parafusos, porcas e arruelas. Os fixadores aeroespaciais exigem relações extremas de resistência-por{6}}peso, resistência à fadiga e rastreabilidade por meio de certificação de materiais e controle de lote. Os fixadores automotivos equilibram a eficiência de custos com a confiabilidade sob vibração, ciclos térmicos e ambientes corrosivos. Os fixadores marítimos priorizam a resistência à corrosão da água do mar, geralmente utilizando materiais de bronze de silício, Monel ou titânio. Os fixadores eletrônicos enfatizam a miniaturização, propriedades não{10}}magnéticas e controle de torque preciso. Os fixadores alimentícios e farmacêuticos exigem projetos sanitários que eliminem fendas e facilitem a limpeza, geralmente em aço inoxidável com superfícies polidas.
Classificação por características funcionais especiais
Fixadores de travamentoincorporam mecanismos que evitam o auto-afrouxamento sob vibração. As porcas de torque predominantes utilizam roscas deformadas ou inserções de náilon para criar resistência ao atrito. Todas-as porcas de fixação metálicas alcançam função semelhante através de interferência na rosca ou deformação mecânica. Arruelas com superfícies serrilhadas ou nervuradas aumentam o atrito sob a cabeça do parafuso ou porca. Os compostos adesivos-de travamento de rosca fornecem travamento líquido aplicado durante a montagem.
Fixadores de vedaçãointegrar elementos de vedação para pressão ou contenção de fluido. Os parafusos e pernos de vedação incorporam O-rings, juntas ou vedantes de rosca. Os fixadores ocos acomodam a injeção de selante. Formas especiais de rosca criam ajustes de interferência gerando vedação através de deformação plástica.
Fixadores ajustáveispermitir modificação da tensão pós{0}}montagem. Os esticadores ajustam a tensão do cabo ou da haste. Os parafusos de elevação fornecem ajuste posicional preciso. Parafusos de colar e fixadores com fenda permitem variação da força de fixação sem desmontagem completa.
