O que é uma contraporca? Tipos, princípios de funcionamento e quando usar um em vez de uma porca padrão

No meio de um turno de serviço, um técnico descobre que as porcas M8 em um transportador vibratório foram apertadas com os dedos, embora tenham sido apertadas de acordo com as especificações na semana anterior. Esse modo de falha é exatamente o problema que uma contraporca foi criada para resolver. Uma contraporca é uma porca projetada para manter sua carga de fixação sob vibração, flutuação de torque e ciclagem térmica, onde uma porca simples se desenrolaria lentamente. Este guia aborda a definição de trabalho, os três princípios de travamento, os tipos que você pode comprar e as compensações de temperatura, reutilização e material que decidem qual deles pertence ao seu desenho.

O que é uma contraporca? A definição de trabalho

Uma contraporca é um fixador com rosca interna que adiciona um segundo mecanismo resistente ao afrouxamento além do atrito normal entre as roscas da porca e do parafuso. Esse segundo mecanismo é o ponto principal: uma porca padrão tem uma linha de defesa e desaparece no momento em que a carga da braçadeira desaparece.

Uma porca sextavada simples permanece apertada apenas porque o parafuso esticado pressiona as roscas engatadas uma contra a outra. O teste de vibração estilo Junker mostra que o movimento lateral pode drenar a carga da braçadeira até que o atrito da rosca se aproxime de zero, momento em que a porca gira livremente. Os projetos de contraporcas assumem que isso acontecerá mais cedo ou mais tarde e se preparam para isso: ou a porca continua prendendo a rosca do parafuso sem carga na junta, ou prende a superfície do rolamento ou a porca ao lado dela. Cada entrada de catálogo rotulada como porca de travamento, porca autotravante ou porca de torque predominante se enquadra em um desses dois campos.

Como funciona uma contraporca: três maneiras de criar a trava

Cada contraporca comercial cria seu travamento de uma das três maneiras: atrito extra na rosca, interferência mecânica entre as peças ou um material auxiliar de ligação. Saber qual princípio um tipo usa informa como ele se comporta no calor, com que frequência pode ser reutilizado e quanto custa.

• Fricção de torque predominante. Um colar de náilon ou uma rosca de metal deliberadamente fora de formato aperta a rosca do parafuso, de modo que a porca funciona com força, mesmo sem carga. É por isso que uma contraporca fica rígida antes mesmo de tocar na arruela.
• Interferência mecânica. Serrilhas sob um flange mordem a superfície de contato ou uma contraporca fina prende a porca principal contra o parafuso para que os flancos da rosca não possam deslizar.
• Bloqueio auxiliar. Uma porca lisa ganha a trava por fora: adesivo trava-rosca, uma arruela dentada ou uma arruela de pressão adiciona um elemento químico ou de mola à junta.

Tipos de contraporcas comparados: inserto de nylon, todo em metal, flange serrilhado e emperramento

Inserção de nylon e porcas de torque predominante totalmente metálicas cobrem a maioria dos trabalhos de engenharia em geral; as porcas flangeadas serrilhadas ganham em velocidade de montagem e as contraporcas ganham em custo. A tabela mapeia cada tipo para o trabalho adequado.

Contraporca ou porca padrão: onde a atualização compensa

Especifique uma contraporca sempre que a junta apresentar vibração, movimento térmico ou carga crítica de segurança; mantenha a porca padrão em juntas estáticas e com manutenção regular. Para uma estrutura de máquina que é aberta a cada rodada de manutenção, uma porca sextavada simples conforme DIN 934, apertada corretamente, é a escolha mais barata e perfeitamente correta.

Porca sextavada DIN 934 / GB 6170 Uma porca sextavada padrão para uso com parafusos DIN 933 ou DIN 931, amplamente aplicada em máquinas, estruturas de aço e montagem automotiva. Em juntas estáticas com manutenção regular, como estruturas de máquinas, uma porca lisa com torque correto é uma escolha sólida e econômica. Ver Produto →

Também existe um caminho do meio. Em juntas com apenas vibração leve, uma porca padrão apoiada por uma arruela de pressão adiciona um elemento de mola a um custo muito baixo, embora não corresponda a uma porca com torque prevalecente verdadeiro sob movimento transversal pesado.

Arruelas de pressão DIN 127 As arruelas de pressão DIN 127 adicionam um elemento de mola que ajuda a evitar que parafusos e porcas se soltem sob vibração. Em juntas com apenas vibração leve, emparelhar uma com uma porca padrão oferece anti-afrouxamento de baixo custo, embora não possa corresponder a uma verdadeira contraporca de torque predominante. Ver Produto →

Escolhas de temperatura, reutilização e materiais que alteram as especificações

Teto de temperatura, contagem de reutilização e material ou revestimento são os três detalhes que mais frequentemente alteram a especificação de uma porca de fixação após o primeiro rascunho de um desenho. O colar de náilon em uma porca DIN 985 amolece à medida que se aproxima de 120 graus Celsius, por isso as zonas quentes exigem designs totalmente metálicos cujas roscas de aço continuem trabalhando muito mais alto. A reutilização segue a mesma lógica: o colar deforma-se permanentemente na primeira vez que desce pelo parafuso, por isso a maioria dos fabricantes classifica as porcas de inserção de náilon para apenas algumas montagens, enquanto os tipos totalmente metálicos toleram mais ciclos com o torque de remoção verificado na folha de dados.

A escolha do material reflete o ambiente. O aço carbono zincado cobre a maioria das máquinas internas; locais de lavagem, costeiros e expostos a produtos químicos justificam o aço inoxidável. A lógica custo versus corrosão é a mesma que rege seleção de fixadores inoxidáveis, galvanizados e zincados , e vale a pena decidir antes de padronizar uma porca em uma máquina inteira.

Como instalar uma contraporca para que ela permaneça apertada

As ferramentas e os torquímetros são iguais aos de uma porca padrão; a diferença é que a fechadura adiciona resistência que você deve considerar, não lutar. Quatro pontos de verificação mantêm o processo honesto.

• Verifique a linha manualmente. A porca deve girar livremente até que a trava engate, então a resistência deve aumentar suavemente. A areia ou um fio cruzado aparecem aqui, não sob a chave inglesa.
• Traga a junta para assentar. Passe a porca até que a superfície do rolamento entre em contato com a junta. O torque predominante se aplica durante todo o percurso, portanto, nunca julgue a estanqueidade apenas pela sensação.
• Aperte de acordo com a especificação. O torque de instalação é igual ao torque de fixação mais o torque predominante. Use o valor da folha de dados para a classe de propriedade e lubrifique somente se a folha de dados permitir, pois a lubrificação altera o torque predominante.
• Marque e verifique novamente. Marque a porca contra o parafuso, ligue a máquina e inspecione após as primeiras horas de operação. Substitua, em vez de reutilizar, uma porca de náilon retirada de uma junta com falha.

Perguntas sobre porcas que os compradores realmente fazem

Para que lado fica uma contraporca de inserção de náilon?

Coloque a porca com o colar de náilon voltado para fora, longe da junta. A face de metal lisa então assenta contra a arruela ou superfície, e o colar segura a extremidade exposta do parafuso. A porca trava em qualquer orientação, mas o colar protege a pastilha e preserva o engate completo da rosca.

Quantas vezes você pode reutilizar uma contraporca de náilon?

Trate isso como uma parte de curta duração. O colar foi projetado para se deformar, portanto o torque predominante cai um pouco a cada ciclo. Muitos fabricantes aconselham a substituição da porca após cada desmontagem em juntas críticas e permitem apenas algumas reutilizações em outros lugares. As porcas de torque predominante totalmente metálicas aceitam mais ciclos, mas o torque de remoção ainda deve ser verificado.

Qual é o torque predominante?

O torque predominante é o torque necessário para girar uma porca ao longo da rosca do parafuso quando não há carga axial na junta. Ele existe apenas em projetos de fechaduras, é a expressão mensurável da fechadura, e padrões como a ISO 2320 definem como ele é testado para que as folhas de dados possam listar os valores mínimos por tamanho.

De que material uma contraporca deve ser feita?

Combine a junta em vez da brochura. O aço carbono zincado é adequado para a maioria das máquinas internas, o aço inoxidável 304 é adequado para lavagens e locais costeiros, e o aço inoxidável endurecido 410 é adequado para juntas de alto torque onde a resistência da rosca é importante. O comparação de engenharia entre fixadores de aço carbono e inoxidáveis se resume à carga, temperatura e exposição à corrosão, e se aplica às porcas da mesma forma que aos parafusos.