Parafusos – Visão geral da norma

Existem diferentes sistemas de designação para as propriedades do aço. As normas subjacentes formam a base para classificar e designar tipos de parafusos. Este artigo apresenta brevemente algumas das diferentes normas de parafusos e as suas diferenças, e fornece uma visão geral dos parafusos na Europa.

Visão geral das normas de parafusos

As normas são utilizadas para padronização e representam um acordo dentro de um grupo específico que concordou com esta norma. Uma vez que muitas normas nacionais emergiram ao longo do tempo e sob a influência de desenvolvimentos históricos e regionais, são frequentemente apenas utilizadas e reconhecidas nestas regiões. Em todo o mundo, existe uma variedade de normas para garantir que os parafusos cumprem requisitos específicos. O uso e a conformidade com as normas geralmente não são vinculativos, mas podem ser acordados contratualmente ou mandatados pelos legisladores. Estas normas são essenciais para garantir a qualidade, segurança e funcionalidade dos elementos de fixação.

Normas

O Deutsche Institut für Normung e.V., abreviado como DIN, é responsável por determinar e atualizar as normas nacionais DIN. A padronização no mercado único europeu destina-se às normas europeias, abreviadamente EN. As normas EN serão adotadas nas normas nacionais o mais rapidamente possível e sem alterações após a resolução do Conselho Europeu; na Alemanha, são chamadas DIN EN. O DIN correspondente é retirado e substituído pelo DIN EN. As normas ISO destinam-se a facilitar a padronização mundial. As normas ISO globais devem ser categoricamente adotadas nas normas EN sem alterações. Como fabricante global com sede no Japão, a MISUMI também produz e vende produtos que são padronizados em conformidade com a norma nacional JIS (Norma Industrial Japonesa). A norma respetiva descreve os detalhes dos parafusos padronizados, incluindo diâmetro, comprimento (rosca) e forma da cabeça.

O seguinte explica a designação do parafuso da mandíbula de acordo com DIN:

• a norma DIN 933 M 10 x 80 A2-70

A abreviatura DIN 933 significa parafusos sextavados com rosca até à cabeça. M10 x 80 refere-se a um parafuso métrico de 10 mm (M10) de diâmetro com um comprimento de 80 mm. A2-70 descreve uma especificação em aço inoxidável que não só indica a qualidade e resistência à corrosão do material, mas também uma resistência à tração mínima de 700 N/mm². Além destas informações, as respetivas normas geralmente contêm as tabelas de rosca relevantes.

Parafusos DIN

As normas DIN são mais conhecidas na Alemanha. No passado, muitos parafusos já eram padronizados na Alemanha usando uma norma DIN. Por exemplo, DIN 933 aplicado a parafusos hexagonais. O objetivo de estabelecer normas globais levou ao desenvolvimento de normas internacionais (normas ISO) para um número crescente de aplicações e à substituição de normas DIN por normas EN ou ISO correspondentes. No entanto, as normas DIN aplicam-se sempre que não exista uma norma sucessora correspondente à norma DIN EN ou ISO (DIN EN ISO).

Parafusos ISO

A ISO regula várias normas de parafusos a nível internacional. Muitas normas ISO contêm, em grande parte, os mesmos regulamentos que as normas DIN anteriormente válidas. No entanto, são utilizados em vários países. As normas sucessoras para DIN 931 e DIN 933 são, por exemplo, DIN EN ISO 4014 e DIN EN ISO 4017. Outras normas são:

• ISO 4762 para parafusos de cabeça redonda com encaixe hexagonal
• ISO 7380 para parafusos de cabeça plana com encaixe hexagonal
• ISO 2009 para parafusos de cabeça escareada com ranhura
• ISO 7045 para parafusos de cabeça redonda com ranhura cruzada Phillips
• ISO 965 para roscas para fins gerais

Em engenharia mecânica, os parafusos de cabeça sextavada de acordo com a norma DIN EN ISO 4014 e os parafusos de cilindro de acordo com a norma DIN EN ISO 4762 são os mais utilizados.

Parafusos de acordo com JIS

A norma Japonesa Industrial Standard (JIS) é publicada pela Associação Japonesa de Normas. Muitos parafusos também são padronizados no sistema de unidade métrica. Para além de várias sobreposições de parafusos que são normalizados de acordo com a norma japonesa JIS com aqueles que foram fabricados de acordo com DIN ou ISO, por vezes existem diferenças significativas em determinados tipos de parafusos. Em alguns casos, são necessárias ferramentas especiais para a norma JIS.

As normas JIS comuns para roscas incluem:

• JIS B 0205-1:2001 para rosca métrica geral (forma angular padrão)
• JIS B 0205-2:2001 e JIS B 0205-3:2001 para roscas métricas de uso geral
• JIS B 0205-4:2001 para rosca métrica geral (dimensões padrão)
• JIS B 0207:1982 para roscas finas métricas

O MISUMI oferece parafusos de todas as normas.

Significado das diferenças

As diferenças na padronização afetam principalmente a escolha das ferramentas. Regra geral, os parafusos JIS são compatíveis com ferramentas adaptadas aos parafusos DIN. No entanto, o chamado efeito de came-out (ferramenta que desliza para fora da cabeça do parafuso) pode ocorrer, por exemplo, em parafusos Phillips de acordo com a norma JIS ao usar ferramentas inadequadas. Por conseguinte, recomenda-se a utilização de ferramentas JIS especiais para parafusos JIS. Isto mantém a facilidade de movimento e os parafusos não são danificados desnecessariamente.

Tipos de roscas e as suas diferenças

Uma rosca é uma elevação helicoidal ou recesso num parafuso, um parafuso ou outro elemento de fixação. As roscas também estão sujeitas às normas. Os parâmetros seguintes descrevem as roscas em maior detalhe:

• Pontas roscadas: são as extremidades exteriores de uma rosca.
• Diâmetro exterior: também designado por diâmetro nominal, é o diâmetro da peça roscada exterior. As tabelas de diâmetro exterior da rosca são utilizadas para determinar a dimensão exterior necessária.
• Diâmetro do núcleo: também designado por diâmetro do orifício do núcleo. Ao cortar roscas, um orifício central garante a centragem correta. O orifício nuclear determina o diâmetro interior mais pequeno da rosca subsequente. Existem várias tabelas de orifícios nucleares roscadas para leitura das dimensões e dos passos nominais associados.
• Extremidades: são os lados oblíquos ou inclinados de uma rosca que formam as elevações helicoidais ou recessos e se estendem ao longo do perfil da rosca.
• Passo: o passo de rosca é uma dimensão que indica a distância entre roscas sucessivas ou elevações de uma rosca. É definido de forma diferente, dependendo da rosca. Para roscas métricas, o passo da rosca resulta, por exemplo, do caminho percorrido numa revolução. Para roscas em polegadas, por exemplo, o passo da rosca é determinado pelo número de roscas por polegada.
• Ângulo de inclinação: o ângulo de inclinação é o ângulo no qual os flancos de rosca sobem ou descem (conforme visto ao longo do perfil da rosca).
• Início: é o recesso contínuo na hélice (à volta ou num parafuso/porca).

As formas das roscas são diferentes em todo o mundo e muitas vezes levam a desafios na compatibilidade dos parafusos e suas aplicações. A Alemanha e muitos outros países europeus utilizam principalmente roscas métricas, que são caraterizadas por um tom e ângulo padronizados. Esta padronização facilita a identificação e aplicação. Em contraste, os EUA utilizam tradicionalmente fios em polegadas. Nos EUA, as roscas Unified Thread Standard (UTS) são particularmente comuns, que diferem significativamente na sua classificação e dimensões dos sistemas métricos. No Japão, o sistema métrico para conexões roscadas é amplamente utilizado. Para roscas de tubos, as roscas em polegadas são normalmente utilizadas internacionalmente para todas as regiões de padronização. Os diferentes passos de rosca, ângulos e sistemas de dimensões (métricos vs. polegadas) têm o efeito de que a usabilidade dos parafusos de diferentes regiões é muitas vezes limitada ou nada possível. Devido ao desenvolvimento histórico das normas de rosca em todo o mundo, é essencial verificar com precisão a rosca antes de utilizar os parafusos. Isto evita danos e garante a funcionalidade das ligações.

Diferentes tipos de cabeça de parafuso

Além da rosca real, as cabeças dos parafusos também desempenham um papel importante. Várias cabeças de parafuso e suas vantagens são apresentadas a seguir:

Cabeça redonda

Os parafusos de cabeça redonda têm uma cabeça redonda que se estende para além da superfície do material no qual são aparafusados. A cabeça pode ser completamente redonda ou ligeiramente hemisférica, dependendo do design. A forma redonda reduz o risco de ferimentos, oferece uma superfície de contacto maior e permite uma distribuição uniforme da carga.

Cabeça cilíndrica

A cabeça cilíndrica é uma cabeça de parafuso plana com uma superfície cilíndrica. É roscado a partir de cima, razão pela qual é adequado para utilização em áreas de difícil acesso. As normas DIN 4762 e 912 ou JIS B 1176 aplicam-se a parafusos de cabeça sextavada. Os parafusos de cabeça plana têm uma forma especial de parafusos de cabeça cilíndrica.

Cabeça hexagonal

A cabeça sextavada tem seis lados e uma superfície plana com seis cantos. É fácil de agarrar e apertar com uma chave sextavada ou uma chave de face aberta. Os parafusos de cabeça hexagonal são adequados para aplicações de torque elevado. Ao contrário dos parafusos de cabeça redonda acionados a partir do interior, um parafuso de cabeça hexagonal é apertado com a força que atua na cabeça a partir do exterior. As normas DIN 4014 e 933 ou JIS B 1180 aplicam-se a parafusos de cabeça sextavada.

Cabeça escareada

Os parafusos escareados têm uma cabeça de parafuso cónica que permite que o parafuso seja escareado no material. São frequentemente utilizados quando a cabeça do parafuso precisa de estar nivelada com a superfície do material para proporcionar uma superfície lisa sem peças salientes. Os parafusos escareados reduzem o risco de tropeçar e ferimentos. A norma DIN ISO 10642, por exemplo, aplica-se a parafusos escareados.

Cabeça chata

Os parafusos de cabeça chata têm uma cabeça semicircular. Esta cabeça distribui a carga uniformemente sobre a área total da superfície e força menos o material. A penetração da cabeça do parafuso na peça de trabalho é evitada, a vida útil é prolongada. A norma DIN ISO 7380-2, por exemplo, aplica-se aos parafusos de cabeça cilíndrica.

Parafuso serrilhado

Os parafusos serrilhados caraterizam-se por uma cabeça com uma superfície serrilhada que proporciona uma maior aderência. Esta textura especial permite apertar ou desapertar o parafuso manualmente sem ferramentas. Os parafusos serrilhados são particularmente adequados para aplicações que requerem um ajuste manual frequente ou para áreas onde o acesso rápido sem ferramentas é importante, como em caixas de equipamento eletrónico ou mecanismos de ajuste.

Cabeça de orelhas

Os parafusos com cabeça de orelhas têm duas saliências laterais, semelhantes a asas, que permitem apertar e soltar facilmente à mão sem ferramentas. Esta cabeça do parafuso é particularmente útil para aplicações que requerem um ajuste rápido e frequente, por exemplo, ao fixar a coberturas da máquina ou ao ajustar vários equipamentos. As asas largas oferecem um bom manuseamento com o correspondente efeito de alavanca, o que facilita o aperto e o desaperto, mesmo que sejam necessárias forças maiores.

Parafusos de olhal

Os parafusos de olhal, também chamados parafusos de anel, são caraterizados por um anel circular que se parece com um "olheiro" na cabeça. Este design permite que os ganchos sejam engatados ou que os cabos sejam enroscados, suportando assim uma variedade de tarefas de montagem e elevação. São particularmente úteis para aplicações que requerem suspensão, como o transporte de cargas pesadas. Os parafusos de olhal proporcionam um ponto de fixação seguro e são concebidos para funcionar de forma fiável mesmo sob cargas pesadas. Graças à sua construção robusta, podem suportar forças de tração e de corte.

Outras formas de cabeça

Além das formas clássicas da cabeça, como parafusos redondos, cilíndricos e hexagonais, também existem formas menos comuns, mas, no entanto, importantes, como cabeças de parafuso quadradas e triangulares. Os parafusos de cabeça quadrada oferecem uma elevada resistência à torção e são particularmente populares na indústria de montagem, a qual exige ligações robustas. Os parafusos triangulares, que requerem ferramentas especiais para apertar, oferecem segurança adicional contra desenroscamento não autorizado e, portanto, são frequentemente utilizados em dispositivos de segurança. Os avanços tecnológicos e os requisitos cada vez mais específicos de várias indústrias levaram ao desenvolvimento de formas adicionais de cabeça de parafuso que podem oferecer soluções otimizadas para montagem especial ou requisitos de segurança.

Várias chaves de parafusos

Escolher a chave de fenda certa é crucial para operações de montagem eficientes e seguras. Os tipos mais comuns são parafusos com ranhuras, parafusos Phillips, parafusos de cabeça cilíndrica com ranhura e parafusos sextavados externos. Os parafusos ranhurados são uma das formas de parafuso mais antigas e são frequentemente utilizados para aplicações simples que não requerem torque elevado. Os parafusos Phillips fornecem um melhor suporte e são frequentemente utilizados em engenharia elétrica e em engenharia mecânica geral. Os parafusos de cabeça sextavada, também conhecidos como parafusos Allen, proporcionam uma transferência de torque ainda maior e são frequentemente utilizados para ligações que requerem alta resistência. Por outro lado, os parafusos sextavados externos são ideais para aplicações que utilizam chaves de fendas e requerem um torque mais elevado. Cada união roscada requer ferramentas especialmente concebidas, que são adaptadas com precisão ao ajuste e à forma da união roscada, de modo a garantir um suporte e uma transferência de binário ideais. Por exemplo, as unidades hexagonais e Torx requerem chaves ou bits que se encaixem no perfil do parafuso e evitem danos na cabeça. Estas ferramentas estão disponíveis em sistemas métricos e em polegadas, tornando-as fáceis de utilizar em várias regiões e indústrias. Quando utilizar as chaves de parafusos JIS, recomenda-se que encomende uma ferramenta especial de aparafusamento JIS.

Visão geral das normas de parafusos

Sem pretender ser exaustivo, o quadro seguinte apresenta as diferentes normas de parafusos: