Tabelas de tamanhos de parafusos: diâmetros de calibre, tamanhos de furos e pregos versus parafusos

Compreendendo o dimensionamento do parafuso: como funciona o sistema de medição

Os tamanhos dos parafusos nos Estados Unidos seguem um sistema de numeração de calibre onde um número de calibre mais alto significa um diâmetro maior. Este sistema se aplica a parafusos para madeira, parafusos para chapa metálica, parafusos auto-roscantes e parafusos de máquina. Um relação entre o número do medidor e o diâmetro real é definida por uma fórmula fixa:

Diâmetro (polegadas) = (Medidor × 0,013) 0,060

Isso significa que um parafuso nº 0 tem um diâmetro maior de 0,060 polegadas e cada passo acrescenta 0,013 polegadas. Os tamanhos mais comuns encontrados em marcenaria, construção e metalurgia variam de #4 a #14, sendo #8 e #10 os burros de carga de aplicações de fixação em geral.

Além do medidor, o dimensionamento do parafuso inclui comprimento (medido da ponta até o ponto de apoio mais largo da cabeça - sob a cabeça para parafusos de cabeça chata, no topo da cabeça para estilos de cabeça redonda ou panela) e fios por polegada (TPI) , que varia de acordo com a aplicação: parafusos de rosca grossa para madeira e materiais macios, parafusos de rosca fina para metal e substratos mais duros.

Qual é o tamanho de um parafuso nº 12 e outros diâmetros de calibre comuns

Usando a fórmula de calibre, um O parafuso nº 12 tem um diâmetro principal (rosca externa) de 0,216 polegadas ou aproximadamente 7/32 polegadas. Isso o coloca entre #10 (0,190 pol.) e #14 (0,242 pol.) - tornando-o um fixador para serviço pesado usado em conexões estruturais de madeira, estrutura de deck e aplicações de chapa metálica de alto calibre onde um #10 não possui resistência ao cisalhamento suficiente.

Abaixo está a referência de diâmetro completo para os medidores de parafuso mais comumente usados:

Observe que o diâmetro principal é a medida nas cristas externas da rosca. O diâmetro da raiz (medido na base das roscas) é menor e determina a resistência ao cisalhamento - um parafuso nº 10 com um diâmetro de raiz de aproximadamente 0,141 polegadas resiste ao cisalhamento de maneira diferente de um fixador de haste lisa de igual dimensão externa.

Qual é o diâmetro de um parafuso nº 10: dimensionamento do furo piloto e do furo de folga

A O parafuso nº 10 tem um diâmetro maior de 0,190 polegadas (aproximadamente 3/16 polegadas ou 4,8 mm) . É um dos tamanhos mais utilizados na construção geral e na marcenaria - grande o suficiente para fornecer resistência de retenção confiável na maioria das juntas estruturais, ao mesmo tempo que permanece fácil de dirigir sem dividir as dimensões típicas da madeira serrada.

Para qualquer parafuso, dois tamanhos de furos pré-perfurados são importantes: o furo piloto (perfurado no material que recebe as roscas) e o furo de folga (perfurado no membro superior para que a haste do parafuso passe livremente e aperte bem a junta). Para um parafuso nº 10 especificamente:

• Furo piloto em madeira macia: 3/32" (2,4mm)
• Furo piloto em madeira nobre: 7/64" (2,8mm)
• Orifício de folga: 3/16" (4,8 mm) — corresponde exatamente ao diâmetro maior para que as roscas não engatem no membro superior

Ignorar o furo piloto em madeira nobre com um parafuso nº 10 ou maior corre o risco de rachar a peça de trabalho na fibra final, especialmente em espécies como carvalho, bordo e cerejeira, onde a fibra da madeira é densa o suficiente para gerar uma tensão significativa no aro à medida que o fio corta.

Tabela de tamanhos de furos de parafusos auto-roscantes

Os parafusos auto-roscantes cortam ou formam suas próprias roscas à medida que são inseridos - mas ainda exigem um orifício piloto de tamanho correto no material receptor. Sem o furo piloto correto, o parafuso arranca o material (furo muito grande) ou quebra sob tensão de torção (furo muito pequeno). Os requisitos de tamanho do furo variam de acordo com o tipo de material: a chapa metálica requer um dimensionamento diferente do plástico, e os auto-roscadores para rosqueamento versus formação de rosca têm requisitos diferentes dentro do mesmo material.

Tamanhos de furo piloto de parafuso auto-roscante para chapa metálica (corte de rosca tipo B / tipo AB)

Parafusos auto-roscantes (trilobulares) usados em termoplásticos exigem furos piloto ligeiramente maiores do que os tipos de rosqueamento, porque deslocam o material em vez de cortá-lo – o plástico deslocado precisa de algum lugar para fluir. Consulte sempre as recomendações específicas do fabricante do fixador para tipos de plástico, pois o tamanho do furo piloto varia de acordo com o tipo de resina e a espessura da parede.

Para parafusos de ponta perfurante (autoperfurantes) — identificado por uma ponta de broca em vez de um cone afiado — nenhuma pré-perfuração é necessária em chapas metálicas até a espessura que a ponta está classificada para penetrar. Os parafusos de ponta de perfuração são classificados pelo número de camadas de metal que podem penetrar: uma ponta nº 3 suporta aço de calibre 10 (0,135"); uma ponta nº 5 suporta placas de aço de até 3/8".

Tabela de tamanhos de parafusos de madeira de cabeça plana: Diâmetro da cabeça e dimensões do escareador

Os parafusos de cabeça chata para madeira (também chamados de parafusos de cabeça escareada) têm uma parte inferior cônica que fica nivelada ou abaixo da superfície da madeira quando inseridos em um escareador de tamanho adequado. Conhecendo o diâmetro da cabeça é essencial para selecionar o escareador correto - um escareador muito estreito deixa a cabeça orgulhosa da superfície; muito largo cria uma lacuna visível ao redor da cabeça que coleta detritos e enfraquece a articulação estética e estruturalmente.

O ângulo incluído padrão em um escareador de parafuso de madeira de cabeça chata é 82° para parafusos de madeira (vs. 90° para parafusos de máquina). Usar uma broca escareadora de 90° em parafusos de madeira deixará a cabeça um pouco orgulhosa. Brocas combinadas de escareador e furo piloto - vendidas por tamanho de medidor de parafuso - perfuram o furo piloto, o furo de folga e o escareador em uma única passagem e são a maneira mais rápida de garantir a geometria correta para cada medidor.

Por que usar pregos em vez de parafusos: o caso estrutural e prático

Os parafusos são mais fortes na retirada (puxando para fora) – suas roscas geram muito mais força de retenção do que uma haste de prego lisa. Mas pregos superam parafusos em resistência ao cisalhamento , a resistência às forças que atuam perpendicularmente ao eixo do fixador, e esta é a direção de carga crítica na maioria das aplicações de estruturas estruturais. Compreender quando cada tipo de fixador é a escolha correta evita excesso de engenharia e falhas estruturais.

Resistência ao cisalhamento: onde os pregos têm uma clara vantagem

Um prego comum 16d padrão (haste de 3,5" x 0,162") tem um valor de projeto de cisalhamento único de aproximadamente 141 libras de acordo com o NDS (Especificação Nacional de Design para Construção em Madeira) . Um parafuso para madeira nº 10 comparável do mesmo diâmetro carrega cerca de 90–110 libras em cisalhamento único – 25–35% menos. A razão é material: os pregos são feitos de aço de baixo carbono que se deforma plasticamente sob carga (dúctil), dobrando antes de quebrar e absorvendo energia. A maioria dos parafusos para madeira são endurecidos, tornando-os quebradiços ao cisalhamento – eles quebram em vez de dobrar, sem aviso antes de falharem.

É por isso que os códigos de construção – incluindo o IRC e o IBC – especificam pregos, e não parafusos, para conexões estruturais: revestimento de parede a vigas, viga de aro a placa de soleira, amarrações de furacão, suportes de viga e conexões de viga LVL. A substituição de parafusos nestes locais sem revisão de engenharia é uma violação do código e uma potencial responsabilidade estrutural.

Velocidade e custo em aplicações de alto volume

Um pregador de moldura pneumático crava um prego 16d em menos de um segundo, sem necessidade de pré-perfuração e sem troca de broca. Uma parafusadeira que aciona um parafuso estrutural com capacidade de retenção equivalente leva de 3 a 5 segundos por fixador com um orifício piloto de tamanho correto ou corre o risco de rachar a madeira sem ele. Na estrutura de um sistema de piso residencial padrão que requer de 800 a 1.200 fixadores, a diferença de velocidade é medida em horas. Os pregos também custam significativamente menos por fixador - pregos comuns 16d custam aproximadamente US$ 0,02 a US$ 0,04 cada, versus US$ 0,15 a US$ 0,50 para parafusos estruturais de capacidade comparável.

Tolerância de carga dinâmica

Os pregos toleram cargas cíclicas e dinâmicas – vibração, movimento sísmico, vento e expansão/contração térmica – melhor do que os parafusos. Suas hastes lisas permitem um leve movimento dentro da fibra da madeira sem afrouxar ou fraturar. Os pregos de haste anelar e de haste espiral combinam essa ductilidade com uma resistência à retirada significativamente melhorada, tornando-os o padrão para revestimento de telhados, instalação de contrapiso e aplicações de madeira tratada onde ambos os fatores são importantes.

Quando os parafusos são a escolha certa

Os parafusos são superiores onde resistência à retirada, desmontagem ou alinhamento preciso são os requisitos principais: instalação do gabinete, tábuas do deck (onde a resistência à tração sob o tráfego de pedestres é importante), dobradiças da porta, fixação de ferragens e qualquer aplicação que exija remoção futura sem danos. O engate roscado nos parafusos também une as superfícies unidas durante a cravação - algo que os pregos não podem replicar sem fixação adicional.

A regra prática: use pregos para estrutura estrutural, revestimento e qualquer conexão regida por cargas de cisalhamento ou cronogramas de pregos de código de construção . Usar parafusos para acabamento, ferragens, montagens que requerem desmontagem futura e juntas não estruturais onde a resistência à retirada é a principal demanda .