Metalary

Maquinação

Calculadora do binário de aperto de parafusos

Em resumo

O binário de aperto vale MA = FM · (0,16 P + 0,58 d2 µ + DKm/2 · µ), com FM a pré-carga de montagem admitida a ν · Rp0.2, P o passo, d2 o Ø de flancos, DKm o diâmetro médio de apoio e µ o atrito. Exemplo: M12 8.8, µ = 0,12, 90 % de Rp0.2: MA = 83,6 N·m e FM = 43,11 kN.

Cálculo

Exemplo calculado com os valores por defeito da ferramenta.

Dados

Parafuso
M12
Classe de resistência
8,8
Coeficiente de atrito µ
0,12
Utilização da cedência
90 %
Método de aperto
Chave dinamométrica, atrito estimado (1,6–2,0)

Resultado

Binário de aperto MA
83,6 N·m
Pré-carga de montagem FM máx.
43,1 kN
dw 16,63dw 16,63M 12M 12dh 13,5dh 13,5dw 16,63dw 16,63M 12M 12dh 13,5dh 13,5
Desenho cotado do exemplo

Exemplo calculado

Todos os valores desta secção pertencem ao exemplo, calculado com os valores por defeito da ferramenta.

Outros resultados do exemplo

Pré-carga mín. FM mín. (αA 2,0)
21,6 kN
Tensão de tração na montagem
512 MPaRp0,2 = 640 MPa
Pressão debaixo da cabeça
582 MPaCompare com a pressão admissível da peça apertada.
Secção resistente As
84,3 mm²
Classe de atrito VDI 2230
B
  • Valores indicativos: a ligação tem ainda de ser verificada (VDI 2230 completa: cargas de serviço, assentamento, pressão de apoio, fadiga).

Cálculo detalhado

  1. Secção resistente

    As = π/4 · ((d2 + d3) / 2)²

    d2 10,863, d3 9,853 → 84,3 mm²

  2. Pré-carga admissível

    FM = As · ν · Rp0,2 / √(1 + 3 [3/2 · d2/d0 · (P/(π d2) + 1,155 µ)]²)

    43,11 kN

  3. Diâmetro médio de apoio

    DKm = (dw + dh) / 2

    (16,63 + 13,5) / 2 = 15,06 mm

  4. Binário de aperto

    MA = FM · (0,16 P + 0,58 d2 µ + DKm/2 · µ)

    83,6 N·m

  5. Pré-carga mínima

    FM min = FM max / αA

    43,11 / 2,0 = 21,55 kN

M12 8.8: por atrito

µFM max (kN)MA (N·m)
0,0845,262,7
0,1044,273,5
0,1243,183,6
0,1442,093,1
0,1640,8101,8
0,2038,5117,2
0,2436,2130,2

Classe 8.8, µ 0,12: todas as medidas

ParafusoFM max (kN)MA (N·m)
M21,00,4
M2,51,70,8
M32,51,3
M3,53,42,0
M44,43,0
M57,25,9
M610,210,1
M818,624,6
M1029,648,5
M1243,183,6
M1459,1133,6
M1681,0205,9
M18101,9295,5
M20130,5415,5
M22162,6567,3
M24187,9714,5
M27246,41050,7
M30300,01428,5
M33372,91929,7
M36438,12483,3

Classes de atrito (VDI 2230:2015)

ClasseµExemplos
A0,04–0,10lubrificante sólido (MoS2, grafite, PTFE), cera
B0,08–0,16brunido, fosfatado, zincado, oleado ou em estado de fornecimento
C0,14–0,24inox com pasta, aço ligeiramente oleado, zincado a seco
D0,20–0,35inox oleado, galvanizado a quente a seco
E≥ 0,30inox, alumínio ou Zn/Ni a seco (≥ 0,30)

Como utilizar

  1. Escolha o parafuso: métrico, passo normal ou fino.
  2. Escolha a classe de resistência: 4.6 a 12.9, ou inox A2 / A4.
  3. Introduza o coeficiente de atrito µ (rosca e debaixo da cabeça) e a utilização da cedência, 90 % por defeito.
  4. Escolha o método de aperto: por ângulo, tensor hidráulico, chave dinamométrica ou chave de impacto.
  5. Leia o binário de aperto MA e a pré-carga de montagem FM máx.

Perguntas frequentes

Como funciona o cálculo do binário de aperto segundo a VDI 2230?

A VDI 2230 dá primeiro a pré-carga admissível, FM = As · ν · Rp0.2 / √(1 + 3 [3/2 · d2/d0 · (P/(π d2) + 1,155 µ)]²), e depois o binário MA = FM · (0,16 P + 0,58 d2 µ + DKm/2 · µ), com DKm = (dw + dh) / 2 e o mesmo µ na rosca e debaixo da cabeça. Para um parafuso M12 8.8 a µ = 0,12: As = 84,3 mm², FM = 43,11 kN e MA = 83,6 N·m.

O que dá uma tabela de aperto de parafusos 8.8 para M8 e M10?

Na classe 8.8, com µ = 0,12 e 90 % de Rp0.2, o cálculo dá 24,6 N·m para uma pré-carga de 18,6 kN em M8, e 48,5 N·m para 29,6 kN em M10. Outra classe muda Rp0.2: 640 MPa para 8.8 até M16, 940 MPa para 10.9.

Quanto muda o binário com o atrito?

Muito: para um parafuso M12 8.8, o binário passa de 62,7 N·m a µ = 0,08 para 117,2 N·m a µ = 0,20. As classes de atrito VDI 2230 vão de A (0,04 a 0,10, lubrificante sólido) a E (≥ 0,30, inox ou alumínio a seco); o aço oleado ou zincado é da classe B (0,08 a 0,16). Em caso de dúvida, tome o valor baixo da classe.

Como trata a calculadora a dispersão da pré-carga?

A pré-carga real depende do método: FM mín. = FM máx. / αA (VDI 2230, quadro A8). Chave dinamométrica com atrito estimado: αA = 2,0, ou seja 21,55 kN em vez de 43,11 kN para um parafuso M12 8.8. Aperto por ângulo: 1,4; tensor hidráulico: 1,6; chave de impacto: 4.

Limites

Resultados indicativos: a ligação tem ainda de ser verificada com uma análise VDI 2230 completa (cargas de serviço, assentamento, pressão debaixo da cabeça, fadiga). Inox: risco de gripagem, µ baixo só com uma pasta adequada; nenhum valor acima de M24 nas classes 70 e 80. Parafusos pequenos: a dispersão do binário é grande.

Fontes

Atualizado · Editor: The Level Code

Ferramentas relacionadas

Outras ferramentas · Maquinação

Fichas de referência · Maquinação