Desde eletrônicos em miniatura até sistemas industriais pesados, quase todas as peças de hardware dependem de fixadores mecânicos para funcionar de maneira eficaz. Este artigo oferece uma exploração aprofundada dos fixadores e suas amplas aplicações. Pronto para dar uma olhada mais de perto? Junte-se a nós enquanto descobrimos:
O que é um fixador?
Diferentes tipos de fixadores e seus usos
Materiais usados para fazer fixadores
Como escolher o fixador certo para o seu projeto
O que é um fixador?
Um fixador é um dispositivo de hardware usado para unir ou fixar mecanicamente dois ou mais objetos. Abrange uma ampla categoria de ferramentas - parafusos, porcas, pernos, arruelas, rebites, âncoras e pregos são de formas variadas.
A maioria dos fixadores pode ser facilmente desmontada e remontada sem danificar os componentes, como parafusos e porcas. Eles formam uma articulação não permanente, mas isso não significa que a articulação seja fraca; na verdade, quando instalados corretamente, podem suportar um grande grau de estresse.
Além disso, existem fixadores como juntas soldadas e rebites, que criam uma ligação permanente que não pode ser facilmente desmontada. Dependendo da aplicação, os fixadores vêm em vários formatos, tamanhos e materiais, cada um com sua função e utilidade exclusivas. Veremos isso e muito mais na passagem a seguir.
Diferentes tipos de fixadores e seus usos
Conforme mencionado acima, os fixadores vêm em vários formatos. Cada tipo atende aplicações exclusivas com base em seu design e funcionalidade. Abaixo está uma análise detalhada dos principais tipos de fixadores, seus subtipos e usos específicos.
Tipo 1: Parafusos
Os parafusos são fixadores altamente versáteis, apresentando uma cabeça e uma haste roscada que proporcionam forte aderência e resistência às forças de arrancamento. Disponíveis em vários formatos de cabeça – como plana, redonda ou hexagonal – eles podem acomodar diferentes ferramentas e necessidades estéticas.
Ao contrário dos parafusos, muitos parafusos, como os parafusos autoatarraxantes, podem criar suas próprias roscas nos materiais sem exigir pré-perfuração. Eles são rápidos de instalar usando ferramentas simples como chaves de fenda ou furadeiras e não requerem porcas para fixação. Os parafusos são compatíveis com uma ampla variedade de materiais, incluindo madeira, plástico e metais finos. Alguns dos mais comuns incluem:
Parafusos para madeira
Como o nome sugere, os parafusos para madeira são normalmente parcialmente rosqueados e projetados especificamente para unir peças de madeira. Possuem ponta afiada e fios grossos, permitindo-lhes penetrar facilmente na madeira e proporcionar uma aderência segura.
Parafusos de máquina
Esses parafusos têm roscas mais finas em comparação aos parafusos para madeira, o que os torna mais adequados para materiais duros como metal e compósitos rígidos. Eles apresentam um diâmetro de haste consistente sem afilar na ponta. Normalmente, os parafusos de máquina são inseridos em orifícios roscados pré-perfurados ou combinados com porcas para uma montagem segura.
Os parafusos autoperfurantes compartilham o design totalmente rosqueado dos parafusos para chapa metálica, mas vêm com uma ponta em forma de broca. Esta característica distintiva permite perfurar diretamente substratos duros como aço ou alumínio sem a necessidade de pré-perfuração. Eles são especialmente eficazes para proteger materiais metálicos mais espessos, oferecendo maior eficiência e facilidade de instalação.
Parafusos de convés
Ao contrário dos parafusos para madeira, que são usados principalmente para conexões de madeira internas ou protegidas, os parafusos para deck são parafusos para madeira projetados especificamente para aplicações externas. Normalmente são feitos de aço inoxidável, aço galvanizado ou materiais com revestimentos anticorrosivos especiais. Os parafusos de deck geralmente têm uma haste totalmente rosqueada, com alguns projetos incorporando roscas duplas ou roscas especializadas para acomodar a expansão, contração e tensões causadas por flutuações de temperatura e umidade.
Parafusos sextavados
Os parafusos hexagonais são grandes parafusos para madeira projetados para serem acionados com uma chave inglesa ou soquete, em vez de uma chave de fenda. Com rosca grossa e grossa e cabeça hexagonal, proporcionam excelente torque e estão entre os fixadores mais fortes para metal e madeira. Esses parafusos requerem furos piloto pré-perfurados devido ao seu tamanho e resistência. Pela sua capacidade de lidar com cargas pesadas, são ideais para aplicações estruturais, como molduras, decks e móveis pesados.
Tipo 2: Parafusos
Os parafusos compartilham uma estrutura semelhante aos parafusos, apresentando roscas macho externas começando nas pontas. Ao contrário dos parafusos, os parafusos não são auto-roscantes e não cortam roscas no material. Em vez disso, eles trabalham em conjunto com furos ou porcas pré-rosqueadas para criar juntas mecânicas fortes. Aqui estão os tipos de parafusos mais populares:
Parafusos de cabeça sextavada
Os parafusos de cabeça sextavada têm cabeça hexagonal; esse design facilita o aperto ou afrouxamento usando chaves padrão ou ferramentas elétricas, o que garante montagem e desmontagem eficientes. Eles estão disponíveis com roscas de máquina que se estendem total ou parcialmente ao longo do comprimento do parafuso. Os parafusos totalmente rosqueados são excelentes em aplicações que exigem forte força de fixação, enquanto os parafusos parcialmente rosqueados, com sua parte de haste lisa, proporcionam resistência ao cisalhamento superior para aplicações de suporte de carga lateral.
Parafusos de transporte
Os parafusos do carro têm uma cabeça de metal arredondada e convexa, seguida por um pescoço quadrado e eixo roscado. O pescoço quadrado foi projetado para travar no material, evitando que o parafuso gire durante a instalação e garantindo estabilidade. Esses parafusos são usados principalmente em aplicações de madeira, como estruturas de madeira ou montagem de móveis.
Parafusos de olhal
Os parafusos com olhal apresentam um laço circular (ou "olho") em uma extremidade e uma haste roscada na outra. A extremidade roscada é parafusada em uma superfície, enquanto o laço permite fácil conexão ou suspensão de objetos. Esses parafusos são comumente usados em aplicações que exigem tensão, como levantamento de cargas pesadas ou fixação de cordas e cabos em estruturas.
Parafusos de cabeça cilíndrica (parafusos Allen)
Esses tipos de fixadores normalmente possuem uma cabeça cilíndrica com um recesso hexagonal para a ferramenta de acionamento. Uma chave Allen ou uma ferramenta de soquete sextavado podem ser usadas para apertar. Em comparação com os parafusos tradicionais, como os parafusos sextavados com cabeças de acionamento externas, os parafusos de cabeça cilíndrica têm uma cabeça menor e mais compacta. Este design permite a aplicação de alto torque em espaços apertados ou confinados.
Parafusos em U
Os parafusos em U têm o formato de um “U” com roscas em ambas as extremidades da haste. Eles podem envolver tubos ou outros objetos cilíndricos, fixando-os em uma superfície ou estrutura plana sem causar danos permanentes ao tubo ou afetar o fluxo do fluido.
Parafusos de extremidade dupla
Os parafusos de extremidade dupla, ou parafusos prisioneiros, são rosqueados em ambas as extremidades com uma haste sem rosca no meio. Eles são usados para fixar duas ou mais peças de ambos os lados, geralmente em aplicações como montagens de flange ou conexões estruturais, onde é necessária fixação de extremidade dupla. Esses parafusos podem funcionar com uma porca em uma ou ambas as extremidades.
Tipo 3: Nozes
As porcas são parceiras indispensáveis dos parafusos. Esses fixadores possuem roscas internas que combinam com parafusos de tamanho e passo de rosca correspondentes para garantir uma aderência segura e maior torque. Assim como os parafusos e cavilhas, as porcas estão disponíveis em vários formatos e tamanhos. Abaixo estão alguns dos tipos mais comuns de nozes:
Porcas hexagonais
Como porcas padrão de seis lados, as porcas sextavadas são o tipo mais comum, adequadas para fixação de uso geral. Eles são baratos e você pode montá-los facilmente usando uma chave inglesa ou um alicate.
Porcas de travamento de náilon
As porcas de travamento de náilon são semelhantes às porcas sextavadas na construção herdeira, mas apresentam um colar adicional que acomoda um anel de náilon ou inserção de metal. Este design evita efetivamente o afrouxamento em ambientes de alta vibração.
Castle Nuts (Nozes com Fenda)
As porcas do castelo apresentam ranhuras cortadas na parte superior da porca que lembram as ameias de um castelo. Essas ranhuras se alinham com um orifício pré-perfurado no parafuso ou pino e, uma vez que a porca esteja no lugar, uma cupilha pode ser inserida através do orifício para prendê-la, evitando o afrouxamento.
Porcas de flange
As porcas flangeadas são semelhantes às porcas sextavadas, mas com um flange largo na base, que serve como arruela embutida. Este design ajuda a distribuir uniformemente a carga sobre uma área maior, reduzindo o risco de danos ao material conectado e melhorando a aderência da porca.
Nozes de bolota (nozes de bolota)
As porcas de capa, também chamadas de porcas de cúpula, têm uma extremidade arredondada e fechada que cobre as roscas expostas do parafuso. Este design protege as roscas dos parafusos contra danos e oferece uma aparência acabada.
Porcas de asa
As porcas borboleta têm duas "asas" salientes para facilitar o aperto e afrouxamento manual, sem a necessidade de ferramentas. Esse design exclusivo os torna ideais para aplicações que exigem ajustes frequentes, como fixações temporárias ou braçadeiras.
Porcas de solda
As porcas soldadas são projetadas para serem soldadas em uma superfície metálica, criando um ponto de fixação rosqueado permanente. Eles geralmente têm pequenas projeções ou saliências (às vezes chamadas de “projeções autoalinhadas” ou “espigões de montagem”) para fixar componentes em áreas de difícil acesso.
Tipo 4: Arruelas
As arruelas são peças finas e circulares de metal ou não metal com orifícios centrais. Eles funcionam como fixadores auxiliares, colocados ao redor de parafusos ou porcas para fornecer contato com as porcas ou materiais de base. As arruelas servem a vários propósitos, incluindo distribuição de carga, proteção de superfícies, redução de atrito e prevenção de afrouxamento.
Arruelas lisas (arruelas planas)
As arruelas lisas têm um design simples e são o tipo mais comumente usado. Eles são usados principalmente para distribuir uniformemente a carga de porcas e parafusos nos componentes e para evitar danos à superfície.
Arruelas de pressão
Arruelas de pressão, com ligeira curva ou corte, atuam como molas adicionando tensão ou pré-carga para manter a estanqueidade, evitando o afrouxamento involuntário dos fixadores causado por vibrações nos componentes.
Arruelas de travamento
Ao contrário das arruelas de pressão, que dependem da força elástica para a funcionalidade básica anti-afrouxamento, as arruelas de pressão evitam principalmente o afrouxamento por deformação ou fricção. Eles são comumente usados em cenários de carga dinâmica ou alta vibração, como máquinas industriais e montagens automotivas.
Tipo 5: Rebites
Os rebites são um tipo de fixadores permanentes e sem rosca. Eles criam uma conexão forte e durável ao serem inseridos em furos pré-perfurados em materiais e deformarem uma extremidade para manter os componentes juntos com segurança. Os tipos comuns de rebites são:
Rebites POP
Os rebites POP são um tipo de rebite cego que pode ser instalado apenas de um lado do material, o que os torna perfeitos para situações onde o acesso à parte traseira é limitado. Possuem corpo tubular e mandril que, ao ser puxado, faz com que os rebites se expandam e mantenham os materiais unidos com segurança. Os rebites POP são comumente usados para unir materiais finos, como chapas metálicas, plásticos e compósitos, proporcionando uma solução de fixação rápida e eficiente.
Acionar Rebites
Os rebites de acionamento, como os rebites POP, podem ser instalados de um lado sem acesso à parte traseira do rebite e são comumente usados para fixar materiais finos. Embora os rebites POP sejam projetados para aplicações de alta resistência, os rebites de acionamento são mais adequados para tarefas mais leves. Eles são comumente encontrados em aplicações de montagem geral e industriais leves, particularmente em ambientes domésticos e de baixo estresse.
Rebites triplos
Os rebites triplos são uma variação dos rebites cegos e também são instalados em um dos lados do material. Sua característica mais típica é o mandril especial, que faz com que o corpo do rebite se expanda em três “dobras” distintas quando instalado. Isto proporciona uma área de superfície maior, oferecendo maior poder de fixação do que os rebites cegos padrão e maior versatilidade para fixação de materiais com espessuras variadas.
Rebites de Flange Grandes
A característica mais notável dos rebites com flange grande é seu flange grande e largo, que proporciona uma área de superfície maior para melhor distribuição de carga. Isto ajuda a evitar danos em materiais mais macios ou frágeis, como chapas metálicas finas ou plásticos, durante a instalação.
Rebites Semi-Tubulares
Projetados com furo parcial na ponta, os rebites semitubulares reduzem a força necessária durante a instalação. Embora não sejam tão fortes quanto os rebites sólidos, os rebites semi-tubulares proporcionam uma melhor resistência ao cisalhamento do que alguns outros tipos de rebites cegos, oferecendo um equilíbrio entre resistência e facilidade de instalação.
Tipo 6: Âncoras
As âncoras são um tipo de fixador projetado especificamente para fornecer fixação estável em substratos como concreto, tijolo ou drywall. Ao contrário dos parafusos ou cavilhas, as âncoras criam conexões seguras em substratos frágeis ou ocos. Os três tipos mais utilizados são:
Âncoras de Expansão
As âncoras de expansão são projetadas para materiais de base sólida como concreto, tijolo ou pedra. Eles operam expandindo-se mecanicamente dentro de um orifício pré-perfurado quando o parafuso ou parafuso é apertado, gerando atrito para manter a âncora no lugar com segurança. Não exigindo tempo de cura para os adesivos, eles podem ser usados imediatamente após a instalação. Capazes de suportar altas cargas de tração e cisalhamento, as âncoras de expansão são adequadas para necessidades de fixação médias a pesadas.
Âncoras de plástico
As âncoras de plástico são fixadores leves projetados para materiais macios ou ocos, como drywall ou gesso. Eles se expandem à medida que os parafusos são inseridos, proporcionando conexões seguras e resistentes à corrosão para cargas leves, como molduras de quadros ou pequenas luminárias.
Alternar parafusos
Os parafusos articulados têm uma aparência semelhante aos parafusos tradicionais, mas são distintos devido ao seu mecanismo de asa em expansão, o que os faz funcionar mais como âncoras. Sua função principal é fornecer suporte em materiais ocos ou fracos, expandindo-se atrás da superfície e distribuindo a carga por uma área mais ampla. Como resultado, os parafusos articulados podem suportar cargas muito mais pesadas do que as âncoras de plástico ou de expansão. Eles oferecem excepcional poder de retenção e resistência à vibração, o que os torna adequados para fixar itens pesados, como espelhos, prateleiras ou TVs, em drywall ou paredes ocas.
Tipo 7: Pregos
Os pregos são um dos tipos de fixadores mais antigos, apresentando um design simples com ponta pontiaguda e cabeça chata. Ao contrário dos parafusos, eles não têm rosca e são cravados nos materiais por impacto, dependendo do atrito e da pressão de fixação para fixação. Eles geralmente não são destacáveis e são usados principalmente com materiais mais macios, como madeira, plásticos leves ou metais finos. Aqui discutimos alguns tipos principais de unhas:
Unhas Comuns
Os pregos comuns são fortes e duráveis, com uma cabeça grande e plana para facilitar o martelamento. Eles são amplamente utilizados em carpintaria estrutural e projetos pesados que exigem fixação confiável.
Pregos de caixa
Os pregos em caixa são mais finos que os pregos comuns, reduzindo a probabilidade de rachar a madeira. Eles são adequados para molduras leves e marcenaria para uma aparência limpa e acabada.
Acabamento de unhas
Semelhante aos pregos de caixa, os pregos de acabamento são usados para unir e dar acabamento em madeira. Eles geralmente têm cabeças menores (quase invisíveis) para uma aparência limpa e polida. Eles são ideais para acabamentos, armários e outras tarefas decorativas de marcenaria.
Pregos para telhados
Os pregos para telhados são equipados com uma cabeça larga e plana e um revestimento resistente à ferrugem para resistir às intempéries. Sua haste pode incluir roscas aneladas para melhorar a aderência, o que os faz funcionar de maneira eficaz para fixar telhas ou painéis de cobertura metálica.
Pregos para pisos
Os pregos para pisos têm um design exclusivo que garante que fiquem nivelados ou abaixo da superfície, evitando irregularidades. Eles são comumente usados para fixar as tábuas do piso firmemente no lugar.
Materiais usados para fazer fixadores
Os fixadores são fabricados a partir de vários materiais para atender a diversos requisitos mecânicos, ambientais e estéticos. Abaixo estão os materiais mais comuns usados e suas principais aplicações:
Aço
O aço é o material mais utilizado para fixadores, representando cerca de 90% da produção. Sua popularidade decorre de sua resistência, durabilidade e preço acessível. Os fixadores de aço estão disponíveis em vários graus e podem ser usados em sua forma simples ou com tratamentos de superfície, como zincagem ou galvanização.
Aço carbono
As indústrias geralmente usam aço carbono para fixadores, com três classes SAE padrão com base na resistência e nas aplicações:
Fixadores de grau 2are made from low-carbon steel, widely used for general hardware applications. They are cost-efficient but less durable, suitable for light-duty tasks.
Fixadores de grau 5are medium-carbon steel, heat-treated to improve strength and durability. These fasteners are commonly used in the automotive industry for mechanical and structural components.
Fixadores de grau 8 are high-strength, heat-treated carbon steel designed for heavy-duty applications. They are optimized for high-stress environments such as vehicle suspensions or industrial machinery.
Liga de aço
Os fixadores de liga de aço são comumente usados em aplicações críticas ou de alta carga, como aeroespacial, equipamentos pesados e ambientes de alta temperatura. No entanto, requerem um design adequado para evitar fragilidade, especialmente sob condições extremas.
Aço inoxidável
Ao misturar alto teor de cromo, o aço inoxidável forma naturalmente uma camada protetora de óxido, que proporciona excelente resistência à corrosão. Isso faz com que os fixadores de aço inoxidável se tornem uma ótima opção para ambientes agressivos. Algumas das classes mais comumente usadas incluem:
304 fixadores em aço inoxare the most common grade, offering a good balance of corrosion resistance and strength; suitable for general-purpose applications.
Fixadores de aço inoxidável 410 provide high hardness and wear resistance, and they are well-suited for mechanical components. However, their corrosion resistance is lower compared to other grades.
Fixadores de aço inoxidável 316contain added molybdenum, providing superior corrosion resistance, and are often chosen for marine, chemical, and medical applications.
Latão
Os fixadores de latão são altamente resistentes à corrosão e possuem excelente condutividade térmica e elétrica. Eles são comumente usados em componentes elétricos, acessórios decorativos e aplicações expostas à água, como sistemas de encanamento e ferragens marítimas.
Alumínio
Os fixadores de alumínio leves, resistentes à corrosão e não magnéticos são ideais para aplicações onde o peso é uma preocupação, como nas indústrias aeroespacial e automotiva. Esses fixadores podem manter sua resistência à corrosão mesmo quando arranhados ou danificados, graças às propriedades de autocura de sua camada de óxido. Os fabricantes costumam combinar o alumínio com elementos como zinco, silício, magnésio, ferro e cobre para aumentar a resistência e a funcionalidade.
Titânio
Os fixadores de titânio são preferidos por sua relação resistência/peso superior e resistência a condições extremas. Apesar do seu custo mais elevado, continuam a ser a melhor escolha para aplicações exigentes nas indústrias aeroespacial, médica e química.
Plástico
Embora os fixadores de plástico normalmente tenham menor resistência em comparação aos metais, eles são amplamente utilizados devido às suas propriedades únicas, como isolamento elétrico e térmico, resistência química e construção leve.
Como escolher o fixador certo para o seu projeto
Para garantir uma montagem segura e durável, é crucial selecionar o fixador correto. Aqui estão os principais fatores a serem considerados.
Entenda os requisitos do aplicativo
O tipo de fixador que você selecionará sempre dependerá dos requisitos específicos da sua aplicação. Para usos pesados como construção ou máquinas pesadas, os parafusos de liga de aço são a melhor escolha, enquanto parafusos ou rebites podem ser suficientes para conexões serviços mais leves. Ambiental as condições também são fundamentais: os fixadores de aço inoxidável ou galvanizados resistem à ferrugem em ambientes externos, enquanto o titânio ou as ligas resistentes ao calor apresentam melhor desempenho em ambientes de alta temperatura. Não se esqueça de levar em consideração as vibrações também; em áreas de alta vibração, uma contraporca de torque predominante pode manter os fixadores seguros e evitar que se soltem.
Selecione o tópico certo
O tipo de rosca é um fator crítico na escolha do fixador correto. Roscas grossas (UNC) apertam mais rápido com menos voltas, resistem ao desgaste e funcionam bem em materiais como madeira ou metais mais macios. Por outro lado, as roscas finas (UNF) oferecem melhor engate e maior resistência à tração, o que é benéfico para equipamentos de precisão ou quando é necessária uma fixação mais forte.
Avalie os materiais de fixação
O material de um fixador é um fator decisivo para garantir seu desempenho, durabilidade e adequação à aplicação. O aço carbono é uma escolha popular por sua resistência e economia, enquanto o aço-liga oferece maior resistência para ambientes de alta tensão, embora sua fragilidade exija uma consideração cuidadosa. Se o seu projeto envolve exposição à umidade ou produtos químicos, como em instalações de tratamento de água, os fixadores de aço inoxidável são perfeitos devido à sua excelente resistência à corrosão. Materiais como o latão proporcionam resistência à corrosão e boa condutividade elétrica. Para aplicações onde a redução de peso é crítica, você pode considerar alumínio, titânio ou plástico.
Além dos fatores mencionados acima, há muitos outros aspectos a serem considerados, como custo, tempo de instalação e conveniência. Se você ainda não tiver certeza sobre quais fixadores são mais adequados às suas necessidades, sinta-se à vontade para entrar em contato com a Chiggo! Nossa equipe de profissionais está sempre aqui para fornecer consultoria especializada e ajudá-lo a fazer a melhor escolha.
