Pinos de tensão – Descrição geral do design e aplicação

As cavilhas de tensão ou cavilhas de mola são elementos de fixação mecânica fabricados em aço de mola. Estes elementos juntam componentes de forma segura e fiável, ao mesmo tempo que oferecem um certo grau de flexibilidade. São fáceis de instalar e proporcionam uma distribuição uniforme da carga na superfície do pino e do orifício. São amplamente utilizados em muitas indústrias e aplicações e são particularmente úteis em aplicações onde é necessária uma ligação permanente sem a utilização de parafusos ou outros fixadores.

O que são pinos de tensão?

Os pinos de tensão, também conhecidos como pinos de mola, pertencem ao grupo de ligações de parafusos e ligações de pinos. São utilizados para fixar os componentes de forma segura e fiável. Os pinos de tensão são frequentemente utilizados em conjunto com outros elementos de fixação, tais como parafusos. Além disso, são usados em várias indústrias, como a indústria automóvel e engenharia mecânica.

Os pinos de tensão são feitos de aço de mola que é formado num tubo ou espiral quase fechado. A ação da mola garante que o pino de tensão pode ser comprimido sem deformação plástica. O efeito de fixação é possibilitado pela tendência do aço da mola para reter a sua forma original. O grau de compressão que os pinos de tensão podem alcançar depende do material e do diâmetro escolhido para a aplicação. Além disso, um chanfro cónico numa ou em ambas as extremidades do pino de tensão facilita a instalação.

Para unir dois componentes utilizando um pino de tensão, perfure um orifício com a tolerância permissível adequada em ambas as peças no local pretendido e insira o pino de tensão. Em seguida, o pino de tensão mantém os dois elementos firmemente unidos. O pino de tensão pode ser inserido utilizando um martelo adequado, uma prensa Arbor (um auxiliar de pressão) ou máquinas de inserção especiais para montagem automática.

Uma das principais vantagens dos pinos de tensão é a sua capacidade de transmitir grandes forças de corte sem a necessidade de condições de instalação especiais ou tolerâncias de ajuste complexas. Em comparação com as cavilhas, as cavilhas de tensão ou as cavilhas de mola unem vários componentes, as mangas de fixação têm a vantagem de os erros de distância central pequena serem compensados de forma elástica. O componente de mola garante um posicionamento preciso mesmo em caso de oscilações e vibrações.

Características especiais dos pinos de tensão

Os pinos de tensão são feitos de aço de mola e são tensionados durante a instalação devido à sua ação de mola. Em comparação com outros tipos de aço, o aço com mola caracteriza-se pelas suas propriedades resilientes pronunciadas. Os pinos de tensão feitos de aço de mola podem ser dobrados a um determinado ponto e, em seguida, regressar ao seu estado original de forma elástica sem deformação permanente. O aço da mola tem uma combinação vantajosa de resistência à tração e resistência à fadiga, é caracterizado por um elevado alongamento na quebra e área na quebra e, portanto, é particularmente elástico. O limite elástico elevado é alcançado através de ligas especiais.

Tipos de pinos de tensão

Existem diferentes tipos de pinos de tensão, cada um adequado para diferentes aplicações. A MISUMI oferece uma variedade de pinos de tensão ranhurados e em espiral feitos de aço ou aço inoxidável.

Pinos de cavilhas ocas

As cavilhas ocas ou as cavilhas de tensão ranhuradas são componentes ocos, sem cabeça, com uma ranhura alongada ao longo de todo o comprimento. Os lados frontais são biselados ou arredondados para facilitar a instalação. Estes pinos de mola são fabricados com um diâmetro exterior controlado que é ligeiramente maior do que os orifícios nos quais se destinam a ser inseridos.

Ambas as metades de um pino de tensão ranhurado são comprimidas durante a instalação, pelo que a ação principal da mola está concentrada na área oposta à ranhura. Após a instalação, é aplicada pressão sustentada na parede interna do furo. Graças a esta flexibilidade, os pinos de tensão são capazes de acomodar tolerâncias maiores nos diâmetros dos furos.

À esquerda na ilustração, pode ver um pino de tensão com uma ranhura dentada. O espaçamento dos dentes garante que os dentes se unem quando o pino é pressionado em conjunto. Isto promove a arredondamento do pino, minimizando o movimento lateral durante as vibrações.

Pinos de mola em espiral

Os pinos de mola em espiral diferem dos pinos de tensão convencionais, uma vez que têm enrolamentos em espiral e não têm aberturas laterais. Este design permite uma distribuição uniforme da tensão ao longo dos enrolamentos exteriores. Esta propriedade não só é vantajosa durante a montagem, como também contribui para a maior durabilidade da ligação. Isto permite que o pino absorva a pressão de forma mais uniforme.

Quando os pinos em espiral são inseridos num orifício, a compressão começa na extremidade exterior e move-se para dentro através das bobinas. O resultado é uma distribuição uniforme da carga e uma força de cisalhamento e flexibilidade constantes, independentemente da direção em que a força é aplicada. Mesmo após a instalação, os pinos de mola da bobina podem ser ainda mais comprimidos e, assim, podem absorver choques e vibrações.

Tipo leve e versão pesada

Outro fator para distinguir os pinos de tensão é a combinação de força e flexibilidade. Um pino de tensão demasiado forte requer mais força para ser instalado e pode danificar o furo devido à sua rigidez. Por outro lado, um pino demasiado flexível pode desgastar-se prematuramente durante a utilização e cair devido a vibração ou semelhante. Um pino de tensão que tenha o equilíbrio ideal entre força, flexibilidade e diâmetro pode prolongar significativamente a vida útil dos componentes ligados.

Para uma seleção ideal em termos de força e flexibilidade, os pinos de tensão distinguem-se para além da versão padrão, nem do tipo leve e da versão pesada.

O tipo leve de pinos de tensão é menos forte do que a versão pesada. Os pinos de tensão leves dão lugar mesmo sob cargas mais baixas, enquanto os pinos de tensão para trabalhos pesados podem suportar cargas mais elevadas sem deformar. Os pinos de tensão leve são usados em aplicações onde ocorrem cargas mais baixas e a flexibilidade é mais importante. Os pinos de tensão para aplicação pesada, por outro lado, são utilizados em aplicações onde são necessárias cargas e resistência elevadas, como na engenharia mecânica. Os pinos de tensão de tamanho médio, também conhecidos como tipo padrão, são o chamado estágio intermediário. São geralmente maiores e mais robustos do que os pinos de tensão leves, mas menores e menos sólidos do que os pinos de tensão de serviço pesado.

Os pinos de tensão ranhurados do tipo leve são padronizados de acordo com a ISO 13337 (DIN 7346) e os da versão pesada de acordo com a ISO 8252 (substitui a DIN 1481). Os pinos de tensão em espiral do design padrão são padronizados de acordo com a ISO 8750 (corresponde à DIN 7343) e os da versão pesada de acordo com a ISO 8748 (corresponde à DIN 7344).

Formas e dimensões – A seleção certa de pinos de tensão

Independentemente dos desenhos explicados acima, também é feita uma distinção entre a forma do chanfro dos pinos de tensão. Os pinos de tensão podem ter um chanfro apenas num lado ou em ambos os lados. O chanfro facilita a condução e ajuda a centrar no furo. A forma de bisel desejada deve ser selecionada dependendo da aplicação.

O diâmetro nominal também desempenha um papel decisivo na seleção do pino de tensão correto. O diâmetro nominal do orifício de montagem para o pino de tensão deve corresponder ao diâmetro nominal do pino de tensão. As fichas de dados relevantes sobre tolerâncias de furos também devem ser levadas em consideração. Ao instalar pinos de tensão ranhurados, certifique-se de que os lados da ranhura não entram em contacto com o orifício ao inserir o pino de tensão no orifício de montagem.

A visão geral completa pode ser encontrada aqui.

Exemplos de aplicação de pinos de tensão

Os pinos de tensão podem ser utilizados de muitas formas diferentes na engenharia mecânica. Exemplos de aplicação de pinos de tensão são:

Nesta aplicação, uma peça de trabalho é movida para a posição necessária através de uma unidade deslizante. O carro guia não pode ser retirado pelos pinos de bloqueio (aqui, pinos de tensão). Clique aqui para saber mais sobre esta aplicação e visualizá-la como uma animação.

Esta aplicação mostra a montagem e desmontagem de um pino de tensão dentada. Não são necessários orifícios roscados para a montagem e o pino de tensão pode ser removido diretamente com um extrator de pinos, se necessário.

Na Loja Online MISUMI encontrará vários outros elementos da máquina, como pinos cilíndricos, pinos de manutenção de altura ou anéis de retenção, que são úteis ao instalar pinos de tensão. Outros fixadores, como também estão disponíveis numa seleção de primeira classe de materiais.