Máquina da Fadiga: garantindo qualidade em peças de aplicações críticas

A principal função de um parafuso é fixar dois componentes e garantir que permaneçam unidos durante todo seu ciclo de vida ou até a necessidade de uma desmontagem. O processo de montagem consiste na aplicação de um torque no parafuso, que será transformado em força tensora para manter os componentes unidos. Após a montagem do conjunto, o parafuso estará sujeito a um esforço de tração enquanto a contra peça estará sob esforço de compressão.

Durante a vida útil de uma junta aparafusada o componente estará ou não sujeito a outros esforços, dependendo de sua aplicação. Alguns tipos de uniões mantêm-se estáticas permanentemente, ou sofrem pequenos esforços esporádicos. Entretanto, algumas juntas estão sujeitas a esforços cíclicos durante sua vida útil, ou seja, além das cargas recebidas durante o processo de montagem, o parafuso deverá suportar cargas oscilatórias e manter o conjunto apertado. Como exemplo, podemos citar um parafuso utilizado para fixar o cabeçote de um motor. O fixador estará unicamente sob esforço de tração enquanto o veículo/equipamento estiver desligado, porém, quando o motor for acionado, a combustão irá gerar esforços em todo o conjunto, e eles deverão ser absorvidos pelo parafuso para manter o componente montado.

Os esforços oscilatórios são muito menores do que os suportados pelos parafusos na montagem da junta. Contudo, mesmo sendo menores que a resistência ao escoamento do material, a múltipla repetição de tensões pode induzir o componente à falha, conhecida como falha por fadiga.

Diferentemente da falha por carregamento excessivo, a falha por fadiga não expressa nenhum aviso visível no componente e ocorre abruptamente. Normalmente essa categoria de fratura está relacionada a defeitos pré-existentes no componente, que acabam se propagando pelo parafuso em razão dos esforços cíclicos até o momento em que a área da seção não suporta mais a carga aplicada e ocorre a quebra.  Entretanto, outros fatores também podem contribuir para este tipo de falha como corrosão, pontos de concentração de tensão, baixa força tensora na junta, etc.

Segundo a teoria de August Wöhler (1819 – 1914), podemos considerar que qualquer componente de aço que resista a um carregamento por 10 milhões de ciclos jamais irá falhar, o que chamamos “vida infinita”. Desta forma, caso seja necessário descobrir se um componente de aço não irá falhar por fadiga deve-se estimulá-lo a um carregamento igual ao da aplicação por 10 milhões de vezes. 

A Hassmann possui em sua estrutura uma máquina específica para análise da resistência à fadiga dos parafusos. Desenvolvida na Suíça, com tecnologia de última geração, o equipamento trabalha por ressonância e altas frequências, o que permite a realização de um teste de fadiga de 10 milhões de ciclos em menos de 24 horas. Essa tecnologia possibilitou à Hassmann aumentar seus conhecimentos referentes ao desempenho de seus produtos e desenvolver diversos parafusos utilizados em aplicações críticas como cabeçote, mancal, biela, etc. 

Bernardo Hausmann, Supervisor Pós-Vendas