ASME PCC-1
APPENDIX J
Determinar o valor de torque apropriado a ser aplicado
a um determinado conjunto de fixadores pode ser
problemático. A dificuldade não está nas fórmulas em si,
mas em prever com precisão os coeficientes de atrito
tão importantes dos quais os cálculos dependem. As
condições de atrito da superfície podem variar
amplamente devido a fatores como tolerâncias de
fabricação relativamente frouxas para roscas padrão,
problemas de condição da rosca, parafusos e porcas
novos versus reutilizados, presença de arruelas
endurecidas versus giro na face do flange, variações nas
dimensões das porcas e a presença de revestimentos e
lubrificantes. Mesmo que essas condições de atrito
sejam determinadas experimentalmente com confiança
suficiente, o fato é que o cálculo rigoroso do torque com
um alto grau de precisão geralmente é desnecessário,
dada a ampla faixa de tensões de vedação da gaxeta
disponíveis para a maioria das juntas aparafusadas
pressurizadas. A consistência do torque aplicado e da
carga dentro dessas amplas faixas geralmente é muito
mais importante para o sucesso da junta do que atingir
um determinado valor de torque pontual. O modelo
matemático relacionando o torque aplicado e a tensão
no parafuso (pré-carga) é geralmente dado por
d2 = diâmetro primitivo da rosca, mm (pol.) (Para roscas
métricas, d2 = d − 0,6495p; para roscas em polegadas,
d2 = d − 0,6495/n.)
di = diâmetro interno do rolamento da face da porca,
mm (pol.)
do = diâmetro externo do rolamento da face da porca,
mm (pol.)
F = pré-carga do parafuso, N (lb)
n = número de roscas por polegada, pol. -1 (aplica-se a
roscas em polegada)
p = passo da rosca, mm (Para roscas em polegadas,
normalmente é cotado como roscas por polegada, n; ou
seja, p = 1/n.
T = torque de aperto total, N·mm (pol.-lb)
β = metade do ângulo incluído para as roscas, graus (ou
seja, 30 graus para roscas métricas e unificadas)
μn = coeficiente de atrito para a face da porca ou cabeça
do parafuso
μt = coeficiente de atrito para as roscas
A pré-carga F pode ser determinada a partir de
Isso pode ser simplificado para formas de rosca métrica
e unificada para
Onde:
As = área de tensão de tração da rosca, mm 2 (pol. 2 )
(consulte o Apêndice H)
ou mais aproximadamente (de VDI 2230) para
σy = limite de escoamento mínimo do material do
parafuso, N/mm 2 (lb/in.2)
Nota:


P% = fator de utilização percentual para a resistência ao
escoamento do material (valor padrão normalmente
50%; ou seja, P% = 0,5)
0,16p é o torque para esticar o parafuso.
0,58μt d2 é o torque para superar o atrito da
rosca.

é o torque para superar o atrito da face
Onde:
De = diâmetro efetivo do rolamento da face da porca,
mm (pol.)
= (do + di) / 2
Informações adicionais sobre fórmulas de torque e
O efeito dos fatores de atrito pode ser encontrado no
Handbook of Bolts and Bolted Joints. 1 O Capítulo 3
fornece fórmulas detalhadas. Os Capítulos 12 e 32
fornecem informações e equações teóricas e
experimentais adicionais substanciais, incluindo a
fórmula mais específica mostrada acima. Esta fórmula
aplica-se a fixadores ASME com ângulo de rosca padrão
de 60 graus e tem a vantagem de refletir discretamente
os três componentes de resistência específicos
fornecidos acima. A mesma abordagem discreta
também é usada na EN 1591-1, ISO 27509 e VDI 2230.
Uma fórmula simplificada para calcular o Torque Alvo é
apresentada no Apêndice K. A longa experiência
mostrou que o método do “fator de porca” é tão eficaz
quanto as fórmulas mais complexas. Embora o método
do fator de porca não aborde todas as variáveis que
podem afetar a relação torque-pré-carga, ele produz
valores semelhantes e totalmente aceitáveis para a
montagem de flanges sob esta Diretriz.