Parâmetros de cálculo

Baseado em ISO 898, ASME B1.1 e VDI 2230









Resultados do cálculo

Torque recomendado:
—
Força de pré-carga alvo:
—
Coeficiente de atrito (fator k):
—
Faixa de torque mínimo-máximo:
—

Diretrizes de aperto:

Passo 1: Aperte com a mão até ficar firme
Passo 2: Aplique 30% de torque final
Etapa 3: Aplique 70% de torque final
Passo 4: Aplique 100% de torque final em movimento suave

Como funciona a calculadora

Padrões de Referência

Normas Internacionais:

  • VDI 2230:2015 – Cálculo sistemático de juntas aparafusadas altamente tensionadas
  • ISO 898-1 – Propriedades mecânicas de fixadores – Parafusos, porcas e pinos
  • ASME B1.1 – Roscas de parafusos unificadas em polegadas
  • DIN 946 – Relação torque-pré-carga para fixadores roscados
  • ECSS-E-HB-32-23A – Manual de fixadores roscados (ESA)

Fórmula básica de torque

O torque de aperto necessário é calculado usando:

T = k × F × d

where:

  • T — torque de aperto (N·m)
  • k — coeficiente de torque (tipicamente 0,15-0,25)
  • F — força de pré-carga desejada (N)
  • d — diâmetro nominal do parafuso (m)

Cálculo da força de pré-carga

A força de pré-carga é determinada por:

F = σ_y × A_s × utilização

where:

  • σ_y — resistência ao escoamento do material do parafuso (MPa)
  • Como — área de tensão de tração (mm²)
  • utilização — porcentagem de limite de escoamento utilizada

Fator K (coeficiente de torque)

O fator k depende do atrito da rosca e da superfície de apoio:

  • Seco/não lubrificado: k = 0,20-0,25
  • Levemente oleado: k = 0,15-0,18
  • Dissulfeto de molibdênio: k = 0,10-0,12
  • Revestimento de PTFE: k = 0,08-0,10

Classes de resistência de parafusos

As classes métricas de parafusos indicam resistência à tração e ao escoamento:

  • Classe 8.8: 800 MPa de tração, 640 MPa de rendimento
  • Classe 10.9: 1000 MPa de tração, 900 MPa de rendimento
  • Classe 12.9: 1200 MPa de tração, 1080 MPa de rendimento

Considerações importantes

  • Use sempre ferramentas de torque calibradas
  • Limpe as roscas antes da montagem
  • Aplique torque em etapas graduais para juntas críticas
  • Considere o relaxamento do torque em articulações moles
  • Considere o torque predominante nas porcas de segurança
  • Reaperte após a estabilização inicial, se necessário

Fatores de segurança

  • Cargas estáticas: 75-85% de rendimento típico
  • Cargas dinâmicas: 50-65% de rendimento recomendado
  • Segurança crítica: Análise adicional necessária
  • Parafusos reutilizados: Reduza o torque em 10-20%

Exemplos de uso e guia de seleção de valores

Exemplo 1: Conexão do flange da bomba

Cenário: Conexão da bomba ao motor com proteção de acoplamento

  • Tamanho do parafuso: M12
  • Nota: 8.8
  • Lubrificação: Levemente oleado
  • Pré-carregamento: 75% (padrão)
  • Tipo de junta: Duro (aço com aço)
  • Método: Chave de torque manual
  • Resultado: 78 N·m (58 pés·lb)
  • Observação: Aperte em padrão cruzado
Exemplo 2: Flange de vaso de pressão

Cenário: Linha de vapor de alta pressão com junta espiral

  • Tamanho do parafuso: M20
  • Nota: 10.9
  • Lubrificação: dissulfeto de molibdênio
  • Pré-carregamento: 85% (alto desempenho)
  • Tipo de junta: Macio (com junta)
  • Método: Tensor hidráulico
  • Resultado: 340 N·m (251 pés·lb)
  • Crítico: Siga a sequência ASME PCC-1
Exemplo 3: Parafusos do cabeçote do motor

Cenário: Conjunto de cabeçote de motor automotivo

  • Tamanho do parafuso: M10
  • Nota: 12.9
  • Lubrificação: Óleo de motor
  • Pré-carregamento: 90% (máximo)
  • Tipo de junta: Furo roscado
  • Método: Torque + ângulo
  • Resultado: 65 N·m + giro de 90°
  • Observação: Aplicação de torque para rendimento

Como escolher valores

Seleção de grau de parafuso
  • Classe 4.6/Grau 2:
    • Aplicações não críticas
    • Somente cargas leves
    • Opção de baixo custo
  • Classe 8.8/5ª série:
    • Engenharia geral
    • Escolha mais comum
    • Boa relação resistência/custo
  • Classe 10.9/Grau 8:
    • Aplicações de alta resistência
    • Cargas dinâmicas
    • É possível reduzir a contagem de parafusos
  • Classe 12.9:
    • Força máxima
    • Aplicações críticas
    • Manuseio especial necessário
Seleção de Lubrificação
  • Seco (k=0,20): Resultados inconsistentes, evite se possível
  • Óleo leve (k=0,15): Escolha padrão, consistente
  • Pasta de molibdênio (k=0,10): Altas cargas, aço inoxidável
  • PTFE (k=0,08): Menor atrito, pré-carga precisa
  • Anti-gripagem: Use o fator k especificado pelo fabricante
Guia de seleção de pré-carregamento
  • Rendimento 50%:
    • Equipamentos vibratórios
    • Desmontagem frequente
    • Componentes de alumínio
  • Rendimento 75%:
    • Juntas estáticas padrão
    • Conjuntos de aço
    • A maioria das aplicações
  • 85-90% Rendimento:
    • Articulações críticas
    • Não é permitida a separação das juntas
    • Somente aplicações de engenharia
Considerações sobre o tipo de junta
  • Articulação dura:
    • Contato metal com metal
    • Relaxamento mínimo
    • Aplicam-se valores de torque padrão
  • Articulação mole:
    • Juntas, anéis de vedação presentes
    • Espere relaxamento 10-20%
    • Pode precisar de novo torque
  • Furos roscados:
    • Verifique o engate da rosca (2×D min)
    • Cuidado com o fundo do poço
    • Considere helicoil para alumínio
Sequência de aperto
  • Padrão de 4 parafusos: Padrão cruzado (1-3-2-4)
  • Padrão de 6 parafusos: Padrão de estrela
  • Flange circular: 180° opostos, depois 90°
  • Passes múltiplos: 30% → 70% → 100% → verificar
  • Flanges grandes: Use o método legado ASME PCC-1