Explicação das arruelas de parafuso: tipos comuns, materiais e como escolher o correto

A arruela de parafuso é um componente fino e plano colocado sob a cabeça de um parafuso ou entre duas superfícies unidas para distribuir a carga de fixação, evitar afrouxamento, proteger o material que está sendo fixado ou criar uma vedação à prova de intempéries. Embora as arruelas pareçam um detalhe menor em comparação com o parafuso em si, a escolha errada da arruela pode levar ao afrouxamento da junta, danos materiais ou infiltração de água – tornando a seleção da arruela uma parte importante de qualquer especificação de fixação, e não uma reflexão tardia.

Por que as arruelas são importantes em uma junta fixada

A principal função de uma arruela é distribuir a força de fixação da cabeça do parafuso sobre uma área de superfície mais ampla do que a cabeça sozinha cobriria, reduzindo a pressão (força por unidade de área) aplicada ao material abaixo. Isto é mais importante com materiais macios como madeira ou plástico, onde uma cabeça de parafuso aplicada diretamente contra a superfície pode esmagar fibras, rachar o material ou puxar gradualmente sob carga ou vibração.

As arruelas também desempenham funções secundárias dependendo do seu projeto: evitar que um parafuso recue sob vibração, criar uma vedação compressível contra infiltração de água ou ar ou fornecer isolamento elétrico entre metais diferentes para reduzir a corrosão galvânica.

Tipos comuns de arruelas de parafuso

Diferentes designs de arruelas resolvem problemas diferentes, e escolher o tipo errado é um dos erros de fixação mais comuns – e facilmente evitáveis.

Arruelas de pressão divididas continuam sendo a arruela anti-afrouxamento mais comumente usada em ferragens em geral, embora estudos de engenharia tenham questionado cada vez mais sua eficácia em comparação com arruelas planas com torque adequado ou compostos de travamento de rosca - o que significa que não devem ser tratados como um substituto para o torque de instalação correto em juntas críticas.

Materiais usados em arruelas de parafuso

O material da arruela deve corresponder ao parafuso e ao material de base para evitar corrosão galvânica e deve ser adequado ao ambiente ao qual a junta será exposta.

• Aço zincado: A opção mais comum e econômica para uso geral em ambientes internos
• Aço inoxidável: Forte resistência à corrosão, escolha padrão para ambientes externos, marítimos ou de lavagem
• Náilon/plástico: Eletricamente isolante e não danifica, usado onde o contato metal com metal deve ser evitado
• Cobre ou latão: Não produz faíscas e é resistente à corrosão, usado em equipamentos elétricos e em alguns equipamentos marítimos
• Borracha colada com EPDM (em arruelas de vedação): Fornece uma vedação à prova de intempéries que permanece flexível em uma ampla faixa de temperatura

Ao fixar metais diferentes — como um parafuso de aço inoxidável em um painel de alumínio — usando um nylon ou outra arruela não condutora como barreira pode ajudar a reduzir a corrosão galvânica no ponto de contato, que é uma causa comum de falha prematura de fixadores em coberturas metálicas externas e aplicações de revestimento.

Dimensionamento e ajuste da arruela

Uma arruela deve ser dimensionada corretamente em relação ao parafuso para funcionar corretamente - um diâmetro interno muito pequeno e não caberá na haste, muito grande e não assentará com segurança sob a cabeça do parafuso.

Estas são dimensões de referência gerais e variam ligeiramente de acordo com o padrão (ANSI, DIN ou ISO) e série de arruelas (padrão padrão, estreito ou largo), portanto, sempre confirme as dimensões exatas em relação ao padrão específico referenciado em uma especificação de projeto, especialmente para aplicações estruturais ou de engenharia.

Arruelas de vedação para aplicações externas e em telhados

Telhados, revestimentos e outras aplicações de fixação externa exigem arruelas projetadas especificamente para evitar a infiltração de água ao redor do ponto de penetração do parafuso, e não apenas arruelas planas de metal padrão.

• As arruelas de vedação coladas combinam uma arruela de suporte de metal com uma junta de borracha (normalmente EPDM) permanentemente fundida em um dos lados
• Arruelas de vedação EPDM de qualidade normalmente permanecem flexíveis de aproximadamente -40°F a 300°F (-40°C a 150°C) , mantendo uma vedação contra as oscilações sazonais de temperatura
• O torque de instalação correto é fundamental – o aperto excessivo pode comprimir e danificar a vedação de borracha, enquanto o aperto insuficiente deixa uma lacuna que permite a penetração de água
• A maioria dos fabricantes de parafusos para telhados recomenda a substituição das arruelas de vedação se a borracha apresentar rachaduras, normalmente esperando uma vida útil de 15 a 20 anos sob exposição climática normal

Como escolher a arruela de parafuso certa

A seleção da arruela correta depende do material a ser fixado, do ambiente e se a resistência à vibração ou à prova de intempéries é um requisito.

Lista de verificação de seleção

1. Identifique o material de base – materiais macios como madeira ou plástico se beneficiam de uma arruela de para-lama maior para distribuir a carga e evitar a passagem
2. Determine se a junta sofrerá vibração; em caso afirmativo, considere uma arruela de pressão, uma arruela Belleville ou um composto trava-rosca além de uma arruela padrão
3. Verifique se a aplicação é externa ou requer uma vedação à prova de intempéries e selecione uma arruela de vedação colada se a infiltração de água for uma preocupação
4. Combine o material da arruela com o parafuso e o material de base para evitar corrosão galvânica, usando uma arruela de náilon ou isolante entre metais diferentes, se necessário
5. Confirme se o diâmetro interno se ajusta à haste do parafuso com o mínimo de folga excessiva e se o diâmetro externo se ajusta à folga disponível ao redor da junta
6. Para aplicações de aterramento elétrico, escolha uma arruela de pressão dentada projetada para penetrar nos revestimentos de superfície e estabelecer contato confiável

Por exemplo, montar um painel de cobertura metálica ao ar livre exigiria um parafuso de aço inoxidável com arruela de vedação EPDM colada para evitar vazamentos em cada ponto de fixação, enquanto a montagem de um suporte de prateleira de madeira para interior sujeito a vibração mínima normalmente só precisaria de um arruela plana zincada padrão para proteger a superfície da madeira e distribuir a pressão de fixação uniformemente.