TÍTULO: APERTO POR TORQUE CONTROLADO E O MONITORAMENTO DO ÂNGULO DE GIRO DO PARAFUSO.
TÍTULO:
CATEGORIA: EM ANDAMENTO CATEGORIA:
ÁREA: CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA ÁREA:
SUBÁREA: Engenharias SUBÁREA:
INSTITUIÇÃO(ÕES): FACULDADE ENIAC - ENIAC INSTITUIÇÃO(ÕES):
AUTOR(ES): CÍCERO LUCAS DA SILVA, RUI CARLOS DE ALMEIDA AUTOR(ES):
ORIENTADOR(ES): ESDRAS DUARTE DOS PASSOS, WALTER ANTONIO DA SILVA COSTA ORIENTADOR(ES):
1. RESUMO:
É bem comum hoje encontrar nas indústrias de grande porte, como as montadoras de veículos automotores uma estação de trabalho computadorizada para montagens em aperto por Torque x Ângulo (muitas vezes apertadeiras multi-fuso, como as usadas na montagem de cabeçotes de motores; outras vezes, máquinas compostas de apenas um fuso), vem fazendo uso desta para realizar também, quando necessário, montagens por torque simples (torque por dispersão de atrito controlada ou torque controlado). Este trabalho visa o estudo dos cálculos de aperto por torque e desenvolvimento de equipamento de torque.
Palavras-Chaves: Torque Controlado, Torque Angular, Angulo de Giro, Goniômetro.
2. INTRODUÇÃO:
Muitos são os métodos utilizados para a montagem de componentes de máquinas e dos mais variados equipamentos, dos quais, hoje, fazemos uso na indústria e em nosso dia-a-dia. Quando referimos à montagem, utilizamos parafusos para conexões (uma das mais antigas e tradicionais maneiras de se unir as partes), diversos métodos de aperto são hoje comumente utilizados em diferentes ocasiões, dependente de uma relação de custo/benefício. Conforme a precisão desejada e o grau de controle necessário, a fim de se garantir o alcance de um nível requerido de força de união a ser gerada por um dado parafuso. O torque é a medida da quantidade de força atuando sobre um objeto para fazer com que o mesmo gire, e o aperto por torque é a aplicação da pré carga sobre um prendedor, pelo giro da porca sobre o mesmo.
3. OBJETIVO:
Este trabalho visa o estudos dos cálculos de aperto por torque e desenvolvimento de equipamento de torque para uma excelente união entre diversos partes. Exemplos de utilização: Industrias de Gás e óleo - Torqueamento de parafusos de flanges de oleodutos e gasodutos e etc.
4. METODOLOGIA:
O método de trabalho é composto de um estudo detalhado de funcionamento do torque e o desenvolvimento de um equipamento de torqueamento controlado para parafusos de conexões de máquinas, equipamentos e tubulações industriais.
5. DESENVOLVIMENTO:
Estudou-se os ensaios em vários equipamentos de torqueamento manual e até com chaves de torque hidráulicas. Foi constatado que os resultados desejados nas junções da partes, não atingiram a pressão necessária como proposto no sistema de torque radial tendo a força de atrito como uma força à considerar no sistema de torqueamento. Na Figura 1 demonstração da fórmula do coeficiente de atrito:
Figura 1: Coeficiente de Atrito
Fonte: PROVENZA, F. Mecânica aplicada. Editora F. Provenza, São Paulo, 1976.
Como apresentado, o atrito no filete da rosca interfere nos resultados obtidos. Para que o resultado do processo possa chegar o mais próximo possível do resultado final, outro processo é sugerido: o tensionamento do parafuso despreza esses atritos e diminui as variáveis no torqueamento de porca/parafuso. Após vários ensaios, foi possível chegar através da utilização de uma chave de torque com controle angular, visando além do torque, mas o tensionamento do parafuso, utilizando em uma escala em graus para a aplicação do gradiente na tensão do parafuso. Passou-se além do torque (momento) para torque em gradiente (Torque x Tensão).
Na Figura 2 mostra o desenho técnico do toque hidráulico e com seus principais componentes.
Figura 2: Montagem do conjunto de chave de torque hidráulica. Fonte: Elaborado pelos autores.
Na Figura 3 demonstra a o equipamento desenvolvido para o torqueamento hidráulico com torque em gradiente (angular).
Figura 3: Chave de torque hidráulica com controle angular. Fonte: Elaborado pelos autores
6. RESULTADOS PRELIMINARES:
Resultados mostram que com o equipamento citado (chave de torque com controle gradiente) acoplada a uma unidade hidráulica, para que esta produza a pressão de trabalho, é possível obter o controle da tensão do parafuso através do torqueamento angular utilizando a escala em graus lateral (Goniômetro), embora trabalhando de modo radial. Porém tem a necessidade de conversão de força (N.m x KN) no intuito de não ultrapassar a curva de limite de escoamento do parafuso torqueado.
7. FONTES CONSULTADAS:
[1] LEITE, M. P. Técnicas de aperto e o uso combinado do controle de gradiente.
Revista do parafuso. Ed. 16. São Paulo. Disponível em:
http://www.revistadoparafuso.com.br/v1/modelo/noticia.php?id=114). Acesso em 26 ago. 2018. Não paginado.
[2] PROVENZA, F. Mecânica aplicada. Editora F. Provenza, São Paulo, 1976.
[3] ALBUQUERQUE, O. A. P., Elementos de Máquinas. 2ª Edição, São Paulo, Ed. Guanabara Dois. 1980
[4] JUVINALL, R. C.; MARSHEK, K. M., Fundamentos do Projeto de Componentes de Máquinas. 4ª edição. São Paulo LTC. 2007
[5] CIOTO, R., Comportamento das Juntas Rigidamente Fixadas por Parafusos, publicação da METALAC, Sorocaba – SP, Parte II, Aperto de Juntas Aparafusadas, pg. 3 , eq. 81.
