A conexão de fixadores roscados é muito utilizada, e o problema que nos dá dor de cabeça é a soltura dos fixadores roscados no processo de utilização. Para resolver este problema, os inventores têm desenvolvido métodos para evitar o afrouxamento dos fechos, e há muitos mecanismos que levam ao afrouxamento dos fechos. Recentemente, a standard parts.com aprendeu sobre os mecanismos de frouxidão rotativos e não rotativos dos fixadores. A seguir estão os conhecimentos relevantes que compartilhamos com você, esperando ajudá-lo.
Frouxidão rotativa e não rotativa
Na grande maioria das aplicações, os fixadores roscados devem ser apertados para exercer pré-carga na junta. A frouxidão pode ser definida como a perda de pré-carga após o aperto. Isso pode acontecer de qualquer maneira. A frouxidão rotativa, comumente conhecida como afrouxamento automático, refere-se à rotação relativa dos fixadores sob carga externa. Frouxidão não rotativa significa que não há rotação relativa entre a rosca interna e a rosca externa, mas ocorrerá perda de pré-carga.
Frouxidão dos fixadores devido à frouxidão não rotativa
Após a montagem, o próprio fixador ou a deformação da junta podem levar a um afrouxamento não rotacional. Isso pode ser o resultado do colapso plástico dessas interfaces. Quando as duas superfícies entram em contato uma com a outra, a aspereza em cada superfície suporta a carga de pressão na superfície de suporte. Como a área de contato real das saliências pode ser muito menor do que a área macro, mesmo sob carga média, a tensão das saliências devido à rugosidade da superfície será maior do que a resistência ao escoamento do material, e essas saliências suportarão muito tensão local, resultando em deformação plástica.
Isso pode causar um colapso parcial da superfície após a operação de aperto. Esse tipo de colapso costuma ser chamado de incorporação. A quantidade de força de fixação perdida devido ao embutimento depende da rigidez dos parafusos e das peças conectadas, do número de interfaces na junta, da rugosidade da superfície e da tensão de contato aplicada. Em condições de estresse superficial moderado, o colapso inicial geralmente resulta em uma perda de cerca de 1% a 5% da força de fixação, metade da qual é perdida nos primeiros segundos após o aperto da junta. Quando a junta é carregada dinamicamente pela força aplicada, a junta será ainda mais reduzida devido à mudança de pressão na interface da junta.
O afrouxamento devido à perda de inserção é problemático em juntas que consistem em várias superfícies de junta finas e pequenos comprimentos de fixação de parafuso. Se a tensão do rolamento da superfície permanecer abaixo da resistência à compressão do material da junta, a perda embutida pode ser calculada e compensada pelo projeto da junta.
Teoria de auto-afrouxamento do fixador Junker
Gerhard Junker publicou um artigo técnico (artigo SAE 6900551969, um novo padrão para afrouxamento automático de fixadores sob vibração) em 1969. Os resultados de seu trabalho experimental são dados para apoiar sua teoria sobre as causas do afrouxamento automático de fixadores roscados. Sua principal descoberta é que, uma vez que haja movimento relativo entre as roscas de engate e entre a superfície de apoio do fixador e o material de fixação, o pré-fixador se soltará devido à rotação. Junker descobriu que a carga dinâmica lateral produzia condições de autofolamento mais sérias do que a carga dinâmica axial. A razão é que o movimento radial sob carga axial é obviamente menor do que sob carga transversal.
A pesquisa da Junker mostra que o fenômeno de auto-afrouxamento ocorre quando o fixador pré-apertado se move entre a rosca correspondente e a superfície de suporte do fixador. Quando a força transversal que atua na junta é maior do que a força de atrito produzida pelo pré-aperto do parafuso, o movimento relativo ocorrerá. Para pequenos deslocamentos laterais, o movimento relativo pode ocorrer entre o lado da rosca e a superfície de contato da área de suporte. Assim que a folga da rosca for superada, o parafuso será submetido a uma força de flexão. Se o deslizamento lateral continuar, a superfície de apoio da cabeça do parafuso também deslizará. Assim que isso acontecer, a rosca e a cabeça do parafuso terão apenas um pequeno coeficiente de atrito, ou mesmo perderão o atrito temporariamente. Devido à força de pré-aperto atuando no ângulo da hélice da rosca, o torque de rotação gerado na rosca, portanto, vai gerar a rotação relevante entre a porca e o parafuso.
Sob movimentos laterais repetidos, o mecanismo pode soltar completamente o fixador. A fim de estudar as causas do afrouxamento, a Juncker desenvolveu uma máquina de teste, a chamada&máquina Juncker &, que quantificará a eficácia da resistência ao afrouxamento do desenho do fixador.
Os rolamentos de rolos são usados para eliminar o efeito do atrito entre as placas móveis e estacionárias. O sensor de pressão permite o monitoramento contínuo da carga do parafuso quando o movimento lateral é aplicado a partir da placa móvel presa pela porca. Esta é uma grande vantagem sobre o padrão de teste de impacto, pois as perdas de pré-carga podem ser medidas durante o teste e a relação entre a pré-carga e o ciclo pode ser traçada. A ideia da máquina Junker é que o deslocamento lateral gerado pelo came fará com que a junta oscile (deslize), o que produzirá um efeito de autofixamento após superar o atrito do fixador.
