A força das porcas e parafusos

A força das porcas e parafusos

Conheça a importância das porcas e parafusos da sua moto.

Fotos: Geraldo Tite Simôes

A Honda GL 1800 é uma moto que impressiona pelo seu grande porte e por seus acessórios, dignos de um iate de alto luxo. Mas um detalhe que chama a atenção é a aparente falta de parafusos. Achar um parafuso nessa moto é tarefa para detetives. Para alcançar um padrão de acabamento elevado, praticamente todos os parafusos utilizados para fixar a carenagem, painel, interruptores do guidão, etc foram engenhosamente escondidos. A impressão é de que as peças estão coladas, sem possibilidade de serem desmontadas. Já numa moto menos sofisticada, como a CG 125 Fan, os parafusos estão ali à vista de qualquer um, dando até a impressão de ter mais parafusos e porcas do que realmente precisa.

Para montar uma moto, inúmeras peças devem ser ligadas e fixadas umas às outras. Para isso os fabricantes utilizam parafusos e porcas, elementos de fixação não permanente, que ao contrário da solda, rebite e cola, permitem a remoção das peças sempre que for necessário.

A construção do parafuso, aparentemente simples, possui algumas características que o motociclista deveria conhecer para manter sua motocicleta funcionando com segurança. Devido ao seu alto nível de vibração e às flexões que ocorrem durante seu funcionamento, existe uma tendência de as peças se separarem. Por isso o parafuso funciona tracionado, e é essa força de tração que une as peças.

As dimensões básicas do parafuso são o diâmetro da rosca, a distância entre faces da cabeça sextavada e o passo dos filetes. Passo é a distância que o parafuso avança a cada volta. A distância entre faces, no caso dos parafusos de cabeça sextavada, é a medida da ferramenta para apertá-la. Por exemplo, se a distância entre as faces for de 10mm, a chave correspondente ao parafuso é a de 10mm.

Cada aplicação requer um parafuso ou uma porca específicos, pois a resistência do parafuso a tração determina se ele consegue ou não manter as partes unidas durante o funcionamento da moto. Os prisioneiros do motor, por exemplo, são na realidade parafusos longos que resistem às grandes variações de temperaturas e a conseqüente dilatação e contração do motor.

A força de aperto, ou força axial, é o fator mais importante para manter as porcas e parafusos bem fixados. Para cada aplicação é necessária uma força axial apropriada. Essas forças são determinadas levando-se em conta a resistência do parafuso, a resistência das peças a serem fixadas e a intensidade das forças externas atuantes. O aperto deve ser dado exatamente como o especificado, principalmente nas aplicações importantes. No caso da biela do motor, o aperto excessivo dos parafusos pode deformar a capa da biela, diminuindo a espessura do filme de óleo, e provocando o engripamento do mancal. Já a insuficiência de aperto, pode afrouxar as porcas durante o funcionamento do motor, causando sérios danos.

Como a força de aperto ou axial é difícil de ser medida, utiliza-se o torque de aperto como método mais comum para garantir a tensão dos elementos de fixação. A força de aperto é igual à força axial dos parafusos. O torque adequado deve ser aplicado com um torquímetro para garantir a correta fixação do parafuso e porca, porém alguns cuidados adicionais são tomados para evitar o afrouxamento.

Por exemplo, nos eixos dianteiro e traseiro das motos, a fixação da porca merece tratamento especial. A forma mais comum utilizada é o emprego da porca castelo com cupilha. O eixo possui um orifício, que no alinhamento com uma das ranhuras da porca castelo, passa uma cupilha, que é um tipo de grampo de metal. Para alinhar o orifício do eixo à ranhura, a porca deve ser apertada um pouco além do torque especificado e não voltando a porca. Por motivos de segurança, toda vez que a porca for removida, a cupilha deve ser substituída, pois ela pode quebrar depois de desdobrada e provocar o afrouxamento da porca.

Atualmente grande parte das motocicletas já utiliza porcas auto-travantes, que dispensam o uso de cupilhas. Para serem eficazes, as porcas auto-travantes (também chamadas de para-lock) devem ser utilizadas em parafusos que fiquem com os filetes (rosca) para fora da porca. Parafusos muito curtos não alcançam a placa mole da porca, anulando o efeito auto-travante. A placa mole pode ser de náilon ou de liga e tem uma certa elasticidade para agarrar-se aos filetes depois de rosqueada. Essa elasticidade pode ficar comprometida depois de muito uso, por isso a porca auto-travante deve ser trocada quando o mecânico sentir que ela rosqueia muito fácil, sem resistência. Nunca utilize porcas comuns em lugar das porcas castelo ou auto-travantes, pois podem soltar-se e deixá-lo em uma situação nada agradável.

Outro tipo comum de porca é a “porca-cega”, que tem um dos lados fechados. Geralmente é usada para locais expostos com função de melhorar o acabamento. Nas 125 são vistas na fixação superior dos amortecedores traseiros, por exemplo. É importante observar a montagem correta pois o excesso de aperto pode estourar a cobertura de metal. No caso de instalação de acessórios, essa porca deve ser trocada pois não permite o uso de parafusos mais longos.

Outro elemento que trabalha junto com porcas e parafusos é a arruela. Encontrada em qualquer caixa ou gavetas de oficina, a arruela também deve ser usada com cuidado pois sua função também é a de manter a porca e parafuso no lugar. Algumas porcas e parafusos já vêm com ela integrada para que nunca seja esquecida. As arruelas mais utilizadas são a lisa, a de pressão e a cônica de pressão.

É comum ver instalações de bagageiros em que são utilizadas arruelas lisas necessariamente mais finas, no pino de fixação do amortecedor, em razão do novo acessório instalado. Muitas vezes elas se deformam, encostando não só na bucha superior do amortecedor mas também na parte externa da flange, impedindo o livre movimento e provocando a quebra da haste do amortecedor por fadiga.

A arruela de pressão nada mais é do que uma mola helicoidal de uma única espira que, ao ser instalada entre a a face da porca ou cabeça do parafuso, evita o afrouxamento desses elementos em função da elasticidade da arruela e das bordas existentes em suas extremidades.

Como toda mola, a arruela de pressão também deve ser substituída quando perde sua elasticidade ou deforma-se. É muito utilizada em vários pontos do chassi das motocicletas, impedindo o afrouxamento do elemento fixado.A arruela cônica de pressão, funciona como uma mola prato e é utilizada em pontos importantes da parte interna do motor, como na porca trava da embreagem, onde a garantia de uma boa fixação representa a segurança do piloto e a não destruição do motor. Outra forma de impedir o afrouxamento dos parafusos é a utilização de trava química ou anaeróbica. A trava química é um líquido que ao ser colocado na extremidade das roscas do parafuso endurece com a ausência de ar (por isso anaeróbica) e aumenta o torque de desaperto. Normalmente é aplicada em pontos que, se afrouxarem, podem entrar em contato com peças giratórias da parte interna do motor, como no parafuso da bobina do estator. Também é usada fora do motor como nos parafusos do disco de freio. Deve-se observar a trava correta para cada tipo de aplicação, pois algumas permitem a desmontagem facilmente e outras são para fixar uma peça praticamente para toda a vida!

Apesar de todos os cuidados utilizados para garantir a correta fixação dos componentes da motocicleta, o reaperto periódico deve ser feito, de acordo com os prazos definidos pelos fabricantes. Se os motociclistas e os mecânicos dedicassem maior atenção para a manutenção dos elementos de fixação, a ocorrência de quebras e o nível de vibração das motocicletas, certamente diminuiriam sensivelmente.

Aperto Um torque de 1 kgf.m é o resultado de uma força de 1 kgf (quilograma-força) aplicado na extremidade de uma alavanca de 1 metro. Se a alavanca ou chave fixa tiver apenas 10 cm, para obter o mesmo torque você necessita aplicar uma força de 10 kgf. Quanto maior o torque de aperto, maior a força axial ou força de aperto do parafuso. Essa proporcionalidade varia, no entanto, em função da força de atrito existente entre os filetes das roscas.

Quando aplicado em parafusos com roscas secas (sem adiçao de óleo), 88 a 92% do torque de aperto aplicado é consumido pelo atrito da flange e da superfície dos filetes e somente de 8 a 12% é transformado efetivamente em tensão ou força axial. Portanto, quanto menor o atrito nos filetes, maior será a tensão axial.

A lubrificação nos filetes das roscas e na parte inferior do flange reduz o atrito e também o efeito contra o afrouxamento. Entretanto, aumenta a tensão axial do parafuso e essa força de aperto suficiente diminui a possibilidade do parafuso se afrouxar.

Portanto é muito importante aplicar óleo nas roscas do parafuso quando isto for pedido no manual de serviços do modelo, pois somente assim a tensão axial necessária será alcançada com o torque de aperto especificado.