Pinos de bloqueio – Tampões de mola e contrapinos – Formas e Dimensões

Os tampões de mola e os contrapinos (também chamados de pino de bloqueio) são elementos de bloqueio para diferentes aplicações. São frequentemente utilizados para ligações de parafusos como um elemento de bloqueio simples e libertável e são utilizados para fixar a força axial. A força axial não é a carga principal na articulação. O elemento de bloqueio é utilizado principalmente para manter o conjunto unido. Por conseguinte, a força axial é frequentemente mais pequena por várias ordens de magnitude do que a força radial no parafuso. Este artigo discute os princípios de bloqueio para juntas de parafusos com pinos de bloqueio, juntamente com exemplos de aplicação dos vários elementos de bloqueio em engenharia mecânica e com base em quais critérios esses elementos podem ser selecionados.

O que são tampões de mola?

Os tampões de mola são elementos de arame de forma especial. Como elemento de bloqueio elástico acionado por mola (também disponível como padronizado), os tampões de mola têm uma parte direita do fio que é passada através de um orifício e uma parte de mola moldada que pode ser enrolada em torno do parafuso. O tampão de mola previne de forma fiável o deslizamento radial e é fixada no parafuso pela sua forma.

Os tampões de mola são muitas vezes fabricados de acordo com DIN 11024. Existem várias versões de tampões de mola em formas de realização diferentes. Os tampões de mola são instalados sem ferramentas.

Os contrapinos também são elementos de arame moldados com geometria simples. Os contrapinos consistem em duas porções retas que são paralelas e estão imediatamente próximas umas das outras. Uma extremidade do contrapino é dobrada num laço e fornece uma paragem, a outra extremidade está aberta e pode então ser deformada plasticamente, normalmente com uma ferramenta. Isto protege o elemento de bloqueio contra afrouxamento.

Os contrapinos são padronizados de acordo com ISO 1234 – anteriormente DIN 94.

Alternativas aos tampões de mola e contrapinos

Para além dos pinos de bloqueio, tais como bujões de mola e contrapinos, existem também elementos de bloqueio especiais, tais como cavilhas de bloqueio de esferas e parafusos de bloqueio de rosca. Estes parafusos de bloqueio são mais complexos de fabricar porque estes componentes não são feitos de um único material. Além do parafuso, também contêm o elemento de bloqueio com um mecanismo de libertação.

A montagem é possível sem ferramentas porque o mecanismo de libertação feito a partir de uma esfera ou rosca é acionado através de um interruptor ou um mecanismo de mola com força de funcionamento suficiente pode ser ultrapassado.

Como operar um pino de bloqueio de esfera:

① Solte o bloqueio de esfera premindo o botão. (as esferas estão retraídas)
② Insira o pino no orifício adequado e solte o botão. (as esferas são empurradas para fora)
③ Pressionar novamente o botão liberta o bloqueio de esfera. (o pino pode ser puxado para fora)

São utilizados anéis de retenção, anilhas de bloqueio e anéis de retenção para fixar eixos ou orifícios. Estes mecanismos de bloqueio são mais robustos a velocidades de rotação e têm superfícies de rolamento maiores. Estes elementos de bloqueio podem, portanto, ser utilizados mesmo com cargas axiais mais elevadas. Os anéis circulares e anéis de pressão podem ser utilizados como elementos de bloqueio axial a partir do interior nos orifícios.

Os parafusos de dobradiça são parafusos com um encaixe na superfície deslizante e são moldados para fixar o elemento de bloqueio. São a contrapartida ideal para os elementos de bloqueio e são configuráveis na loja MISUMI em muitas versões diferentes. Existem versões com orifícios, roscas e cortes para fixar o elemento de bloqueio.

Exemplo de aplicação: Pino com orifício cruzado: (1) Rolamento plano esférico, (2) bloco de rolamento da dobradiça em forma de U, (3) Pino de dobradiça com orifício cruzado

Como utilizar corretamente os tampões de mola e o contrapino

Os contrapinos de mola, talas e peças padronizadas semelhantes são utilizados para fixar ligações de parafusos e outras aplicações. Para ligações de parafuso, as forças são absorvidas pelo parafuso e não há forças muito baixas na direção do eixo do parafuso. A principal tarefa dos elementos de bloqueio é proteger o parafuso contra deslizamento para fora.

Quando são utilizados tampões de mola e contrapinos? E quando são utilizadas alternativas?

Os tampões de mola são a escolha correta se for necessário substituir a ligação com maior frequência. Os tampões de mola deslizam sobre o parafuso e mantêm esta posição pré-carregando a geometria. Estes elementos de bloqueio ocupam normalmente mais espaço do que um pino.

Em engenharia mecânica, os tampões de mola são usados nas seguintes aplicações:

• Para fixar ferramentas intercambiáveis em máquinas
• Para montagem de tampas em invólucros

Os contrapinos são utilizados quando a ligação é libertada muito raramente para nunca. Os contrapinos tornam-se quebradiços e falham mais rapidamente com cada montagem e desmontagem. Por este motivo, os contrapinos têm de ser substituídos após terem sido desmontados várias vezes.

As talas são amplamente utilizadas em engenharia mecânica, incluindo:

• Para fixar os controlos do operador nos controlos da máquina
• Para fixar parafusos de dobradiça nas aberturas dos alojamentos
• Para bloquear ligações entre máquinas parciais, tais como transportadores

Os pinos de bloqueio de esfera são preferidos para aplicações que requerem instalações e modificações diárias frequentes. Estes componentes são mais difíceis de fabricar e não tão robustos como os conectores de mola, mas são adequados para desmontagem e montagem frequentes e quase implacáveis devido ao mecanismo de libertação. Um mecanismo de mola é, ainda, outra forma de realização do pino de bloqueio de esfera. As esferas do pino de bloqueio da esfera são tensionadas por uma força de mola definida. Se a força durante a desmontagem for suficientemente elevada, as esferas são empurradas para o pino de bloqueio da esfera, que pode então ser removido. A montagem funciona de acordo com o mesmo princípio.

Os pinos de bloqueio de esfera são utilizados na engenharia mecânica geral nas seguintes aplicações:

• Para fixar fixações em operações de montagem
• Para fixar subconjuntos ajustáveis
• Para fixar suportes no controlo de qualidade

Os parafusos de bloqueio de rosca são usados em engenharia mecânica quando uma junta é exposta a altas vibrações, por exemplo:

• para fixar embraiagens em sistemas de acionamento
• para fixar componentes em máquinas pesadas

As anilhas de bloqueio e os anéis de retenção são montados em ranhuras rodadas dos parafusos e são utilizados a velocidades de rotação mais elevadas, uma vez que estes elementos distribuem a massa de forma mais uniforme em torno do parafuso ou eixo.

As aplicações típicas em engenharia mecânica são:

• Fixação dos rolamentos com anilhas de bloqueio
• Fixação de buchas de rolamentos simples

Dimensionamento e seleção – tampões de mola nas ligações dos parafusos

Os elementos de bloqueio são selecionados com base no caso de utilização. A escolha do elemento de bloqueio já tem de ser tida em consideração ao dimensionar e selecionar o parafuso.

Os critérios de seleção incluem:

• Diâmetro do eixo: O diâmetro do parafuso influencia a seleção das peças padronizadas e o manuseamento do elemento de bloqueio. Os tampões de mola são mais frequentemente utilizados em diâmetros pequenos, enquanto que os pinos de bloqueio de esferas e os parafusos de bloqueio de rosca são mais utilizados em parafusos grandes.
• Frequência de instalação: O intervalo de afrouxamento da ligação sobrecarrega o material e pode ser conseguido sem ferramentas, por exemplo, em cavilhas de bloqueio de esferas e tampões de mola, ou deve ser realizado com ferramentas, por exemplo, em contrapinos.
• Força axial: A força transversal que atua no elemento de bloqueio é fundamental para a seleção. Pequenas forças transversais podem ser absorvidas pelos pinos de fixação, enquanto grandes forças transversais requerem anilhas de bloqueio ou parafusos de bloqueio de rosca.
• Eficiência de custos: Os custos decidem entre duas variantes possíveis, por exemplo, um pino de mola também pode cumprir muitas tarefas de um pino. Outro de muitos critérios pode ser o custo de fabrico da ranhura ou do orifício.
• Material: O material é selecionado com base na força de corte previamente determinada e na carga que se espera que atue no elemento de bloqueio. As formas padronizadas podem ser feitas de aço, aço inoxidável ou com proteção contra corrosão, dependendo dos requisitos.

Na MISUMI, encontrará o elemento de bloqueio correto para o seu pino de fixação ou ligação de parafuso nas categorias:

• Pinos de mola e contrapinos
• Parafusos de dobradiça
• Pinos de bloqueio de esfera/parafusos de bloqueio de rosca
• Anilhas circulares/anilhas de retenção/anéis de engate

• Pinos de bloqueio de esfera e parafuso de bloqueio de rosca