O que acontece com a pré-carga e a força de fixação quando cargas externas são aplicadas?

Geralmente, aplicamos o torque por meio de uma chave inglesa ao parafuso ou à porca para gerar a carga de aperto necessária. Essa carga de aperto é chamada de pré-carga. A pré-carga é definida como a tensão criada em um fixador quando ele é apertado. Sua função é evitar o deslizamento e a abertura das peças de construção. A força do grampo, em resposta à pré-carga, é a força que atua sobre as peças.

Quando forças externas atuam sobre as juntas, cada elemento que transmite força deve ser analisado. É possível prever o comportamento das juntas observando como elas reagem às forças externas.

Portanto, o cálculo de uma única junta aparafusada é baseado no comportamento elástico da junta no eixo do parafuso. Essa região tem um efeito considerável sobre a deformação e o carregamento do parafuso. Durante a montagem da junta, é produzida uma pré-carga FM, que cria uma carga de fixação FK na interface. O fator de rigidez deve ser definido primeiro. Essa é a quantidade de carga necessária para esticar 1 mm do material.

Em seguida, uma carga de trabalho axial FA , introduzida por meio das partes fixadas e atuando no parafuso, é transmitida pela região fixada e pelo parafuso. A proporção da carga de trabalho que vai para o parafuso, além da pré-carga, é designada como carga do parafuso FSA, a FPA é a redução da pré-carga devido à carga de trabalho externa. A proporção dessa distribuição depende do comportamento elástico da junta.

As forças e os deslocamentos que ocorrem na junta aparafusada podem ser ilustrados por meio do diagrama da junta. Dessa forma, o diagrama anterior terá a seguinte aparência:

A fórmula anterior pode ser verificada com o seguinte exemplo

Step 1: A junta aparafusada é apertada a 5 kN e nenhuma carga externa é aplicada.

Step 2:Cargas estáticas externas (4 kN) são aplicadas, mas menos do que a pré-carga. A pré-carga inicial agora se torna a pré-carga residual. A carga do parafuso é calculada para
5,4 kN, mas a força de fixação é reduzida para 1,4 kN.

Step 3: Cargas externas adicionais são aplicadas, mais do que a pré-carga inicial. Como a carga externa é muito maior do que a pré-carga, as peças são separadas
e a carga no parafuso aumenta até 10 kN. (100% das cargas externas)

Em conclusão, o comportamento elástico de cada componente foi analisado quando as forças axiais foram geradas na junta. Além disso, há outros fatores externos a serem considerados para uma previsão precisa da pré-carga necessária, como forças de cisalhamento, temperatura, vibração e cargas dinâmicas. Para obter mais informações, entre em contato com a empresa mais próxima Nord-Lock Group office.