Arruelas: Tipos, Usos, e como escolher o caminho certo

Arruelas, embora pequeno, desempenham um papel crucial em montagens mecânicas, garantindo conexões seguras e duráveis.

Eles distribuem cargas, evitar danos, e reduzir o afrouxamento devido à vibração.

Esses componentes versáteis são amplamente utilizados em vários setores, desde automotivo e construção até eletrônica e encanamento.

Este guia oferece uma visão geral abrangente das arruelas, seus tipos, usa, e como escolher o caminho certo para suas necessidades.

1. O que é uma lavadora?

Arruelas, embora muitas vezes esquecido, são componentes essenciais na criação de conexões mecânicas fortes e seguras.

Normalmente feito de metal, uma arruela é um anel plano com um furo central.

Ao unir objetos, é colocado entre uma porca e a superfície (muitas vezes outro pedaço de metal) para fornecer vários benefícios importantes.

Principais benefícios das arruelas

Distribuindo Carga:

• • Função: As arruelas ajudam a distribuir a pressão exercida pela porca apertada sobre uma área maior.
  • Beneficiar: Isso evita que a superfície seja danificada ou amassada.
    Por exemplo, apertar uma porca diretamente em uma placa de madeira macia pode fazer com que a pressão concentrada da porca penetre na madeira.
    Uma lavadora distribui essa pressão, protegendo a madeira e garantindo uma distribuição mais uniforme da carga.

Prevenindo o Afrouxamento:

• • Função: As arruelas criam um ajuste mais apertado entre a porca e a superfície, reduzindo o risco de afrouxamento da conexão devido a vibrações ou movimento.
  • Beneficiar: Em ambientes dinâmicos, como um carro enfrentando solavancos e solavancos na estrada, arruelas ajudam a manter uma conexão segura entre porcas e parafusos no chassi,
    garantindo que os fixadores não se soltem com o tempo.

Protegendo Superfícies:

• • Função: As arruelas atuam como uma barreira entre a porca e a superfície, evitando arranhões ou danos em acabamentos delicados.
  • Beneficiar: Por exemplo, uma arruela pode evitar que uma porca raspe ou lasque a tinta ao fixar um suporte decorativo em uma parede pintada, preservando a aparência estética da superfície.

Melhorando a aderência:

• • Função: A textura da superfície da arruela pode aumentar o atrito, aumentando ainda mais a estanqueidade da conexão.
  • Beneficiar: Isto é particularmente útil em aplicações onde podem ocorrer vibrações ou movimentos.
    O aumento do atrito ajuda a manter a porca e o parafuso firmemente no lugar, reduzindo a probabilidade de afrouxamento.

2. Principais tipos de arruelas

Arruelas são componentes essenciais em conexões mecânicas, servindo várias funções, como distribuição de carga, amortecimento de vibrações, e vedação.

Cada tipo de lavadora possui características e aplicações únicas. Abaixo estão alguns tipos comuns de arruelas:

Arruela plana

Arruelas planas são o tipo de arruela mais básico e amplamente utilizado. Eles são projetados para expandir a área da superfície do assento do parafuso, reduzindo assim a pressão superficial aplicada ao objeto de fixação.

Isto os torna ideais para situações onde o material do objeto de fixação é macio ou a área de contato é pequena.

Arruelas planas são comumente usadas em aplicações de fixação em geral para garantir uma distribuição uniforme da carga e evitar danos à superfície a ser fixada..

Arruela de pressão

Arruelas de pressão são elásticas e normalmente usadas entre parafusos e porcas. Sua principal função é proporcionar um efeito anti-afrouxamento, tornando-os particularmente adequados para parafusos em peças de difícil acesso ou operação.

Arruelas de pressão vêm em vários formatos, como arruelas divididas e arruelas Belleville.

As arruelas divididas têm um corte dividido que proporciona uma ação de mola, enquanto as arruelas Belleville têm formato cônico e oferecem alta capacidade de carga junto com ação de mola.

Essas arruelas são essenciais em ambientes de alta vibração para manter fixações seguras.

Arruela de pressão

As arruelas de pressão são projetadas para evitar que parafusos ou porcas se soltem devido a vibrações ou mudanças de carga.

Eles conseguem isso através do design de dentes que mordem o fixador e a superfície, fornecendo aderência adicional.

Os tipos comuns incluem arruelas de travamento com dentes internos e arruelas de travamento com dentes externos.

Arruelas de pressão com dentes internos têm dentes voltados para dentro, enquanto as arruelas de pressão com dentes externos têm dentes voltados para fora.

Ambos os tipos são altamente eficazes para garantir que os fixadores permaneçam seguros em ambientes dinâmicos.

Parar lavadora

Arruelas de bloqueio são usadas para limitar o movimento de parafusos ou porcas e evitar que escorreguem devido a vibração ou impacto.

Essas arruelas geralmente têm uma aba saliente ou um recurso semelhante que engata no fixador ou na superfície, fornecendo uma barreira física contra o movimento.

As arruelas de bloqueio são particularmente úteis em aplicações onde o fixador deve permanecer em uma posição fixa, como em máquinas ou componentes estruturais.

Arruela de vedação

As arruelas de vedação combinam as funções de uma arruela e de um anel de vedação. Eles são projetados para evitar vazamento de gás ou líquido, criando uma vedação hermética ao redor do fixador.

As arruelas de vedação são comumente feitas de materiais como borracha ou outros materiais flexíveis, que pode se adaptar à superfície e fornecer uma barreira eficaz contra fluidos.

Eles são amplamente utilizados em encanamento, sistemas de contenção de fluidos, e outras aplicações onde a vedação é crítica.

Arruela de formato especial

Arruelas com formatos especiais são projetadas para enfrentar desafios específicos de engenharia. Os exemplos incluem arruelas esféricas, arruelas cônicas, e arruelas de chanfro quadrado.

Essas arruelas são usadas para absorver superfícies irregulares ou compensar lacunas de formatos específicos.

Arruelas esféricas, por exemplo, pode acomodar desalinhamento angular, enquanto as arruelas cônicas proporcionam ação de mola e distribuição de carga.

Arruelas de chanfro quadrado são usadas para criar um ajuste perfeito em cantos ou bordas, garantindo conexões seguras e estáveis.

Arruela Composta Metal-Plástica

Arruelas compostas de metal-plástico combinam a resistência do metal com a resistência à corrosão do plástico.

Isso os torna adequados para cenários de aplicação onde são necessárias alta resistência e resistência a fatores ambientais..

Essas arruelas são frequentemente usadas em automóveis, marinho, e aplicações industriais onde a exposição à umidade, produtos químicos, ou outros elementos corrosivos são comuns.

Arruela de Material Composto

Arruelas de material compósito, como arruelas compostas de metal-borracha, aproveitar a função de suporte do metal e o desempenho de vedação da borracha.

Essas arruelas são particularmente úteis em aplicações onde a distribuição de carga e a vedação são críticas.

Por exemplo, eles são frequentemente usados ​​em sistemas hidráulicos, onde devem fornecer uma vedação hermética enquanto suportam altas pressões e cargas dinâmicas.

Arruela de material especial

As arruelas de materiais especiais são feitas de uma variedade de materiais para se adequarem a diferentes ambientes de trabalho.

Os materiais comuns incluem aço inoxidável, cobre, e alumínio. Arruelas de aço inoxidável são resistentes à corrosão e duráveis, tornando-os ideais para ambientes externos e agressivos.

Arruelas de cobre são conhecidas por sua condutividade e são frequentemente usadas em aplicações elétricas.

As arruelas de alumínio são leves e resistentes à corrosão, tornando-os adequados para aplicações aeroespaciais e automotivas.

A escolha do material depende dos requisitos específicos da aplicação, como temperatura, exposição química, e condições de carga.

Arruela de alto desempenho

As arruelas de alto desempenho são projetadas para condições de trabalho extremas, como altas temperaturas ou altas pressões.

Essas arruelas são normalmente feitas de materiais de liga especial que podem suportar ambientes agressivos sem degradar.

Por exemplo, arruelas usadas em aplicações de alta temperatura podem ser feitas de materiais como Inconel ou Hastelloy, que mantêm sua resistência e integridade em temperaturas elevadas.

De forma similar, arruelas para aplicações de alta pressão geralmente são feitas de materiais que podem suportar cargas significativas sem deformar ou falhar.

Tabela de comparação

Tipo de lavadora	Projeto	Função	Aplicativos comuns	Benefícios
Arruelas planas	Simples, plano, circular	Distribuição de carga	Fixação geral	Fácil de instalar, econômico
Arruelas de pressão	Dividir, cônico	Evite o afrouxamento devido à vibração	Ambientes de alta vibração	Excelente antivibração, carga alta
Arruelas de pressão	Dentado	Fornece aderência adicional para resistir ao afrouxamento	Ambientes de alta vibração	Segurança aprimorada, evita o afrouxamento
Arruelas de vedação	Borracha, flexível	Evite vazamentos em sistemas de fluidos	Encanamento, contenção de fluidos	Garante vedações herméticas, evita vazamentos
Arruelas Especializadas	Aceno, estrela	Distribuição de carga exclusiva ou ação de mola	Aplicações específicas	Soluções especializadas, versátil

3. Materiais usados ​​para arruelas

As arruelas podem ser feitas de uma variedade de materiais, cada um com seu próprio conjunto de propriedades e aplicações.

Metal Arruelas

• Aço: Durável e econômico, mas suscetível à corrosão.

• • Notas Comuns: Nota 2, Nota 5, Nota 8.
  • Aplicativos: Fixação geral, automotivo, construção.

• Aço inoxidável: Resistente à corrosão e durável, adequado para ambientes externos e agressivos.

• • Notas Comuns: 304, 316.
  • Aplicativos: Marinho, químico, e aplicações externas.

• Latão: Resistente à corrosão e esteticamente agradável, frequentemente usado em aplicações decorativas.

• • Notas Comuns: C36000, C26000.
  • Aplicativos: Decorativo, marinho, elétrica.

• Alumínio: Leve e resistente à corrosão, adequado para aplicações aeroespaciais e automotivas.

• • Notas Comuns: 2024, 6061.
  • Aplicativos: Aeroespacial, automotivo, marinho.

Arruelas não metálicas

• Nylon: Leve, durável, e resistente a produtos químicos e abrasão.

• • Notas Comuns: 6/6, 6/12.
  • Aplicativos: Elétrica, químico, e aplicações de baixo atrito.

• Borracha: Flexível e resiliente, frequentemente usado em aplicações de vedação.

• • Notas Comuns: Nitrila, silicone.
  • Aplicativos: Encanamento, vedação, amortecimento de vibrações.

• Plástico: Leve e resistente à corrosão, adequado para aplicações de baixa carga.

• • Notas Comuns: PTFE, PVC.
  • Aplicativos: Elétrica, químico, e aplicações de baixa carga.

Comparação de propriedades de materiais

Material	Durabilidade	Resistência à corrosão	Flexibilidade	Aplicativos comuns
Aço	Alto	Baixo	Baixo	Fixação geral
Aço inoxidável	Alto	Alto	Baixo	Ar livre, ambientes agressivos
Latão	Moderado	Alto	Baixo	Decorativo, marinho
Alumínio	Alto	Alto	Baixo	Aeroespacial, automotivo
Nylon	Alto	Alto	Alto	Químico, abrasão
Borracha	Moderado	Alto	Alto	Selagem, amortecimento de vibrações
Plástico	Moderado	Alto	Alto	Aplicativos de baixa carga

4. Aplicações de Arruelas

As arruelas são amplamente utilizadas em vários setores, cada um se beneficiando de suas propriedades e funções únicas.

Automotivo

• Motores: Distribuir a carga de parafusos e porcas, evitando danos aos componentes do motor.
• Suspensões: Fornece uma superfície de rolamento lisa e reduz o desgaste.
• Outros componentes: Garanta uma fixação segura em várias partes do veículo.
• Estatísticas: Sobre 90% dos fixadores automotivos usam arruelas para garantir confiabilidade e segurança.

Construção

• Integridade Estrutural: Melhorar a estabilidade e a capacidade de carga das estruturas.
• Estabilidade: Evite o afrouxamento devido a fatores ambientais como vento e terremotos.
• Estatísticas: Projetos de construção geralmente usam arruelas para proteger 50% de fixadores estruturais.

Eletrônica

• Isolamento: Evite curtos-circuitos e forneça isolamento entre os componentes.
• Espaçamento: Mantenha a distância correta entre os componentes para garantir a funcionalidade adequada.
• Estatísticas: Dispositivos eletrônicos usam arruelas em mais 70% de suas aplicações de fixação interna.

Encanamento

• Selagem: Evite vazamentos em tubulações e conexões.
• Contenção de Fluidos: Garanta vedações herméticas em sistemas de fluidos.
• Estatísticas: Os sistemas de encanamento usam arruelas em quase 80% de suas conexões para garantir vedações estanques.

5. Padrões de lavadoras que você precisa saber

As arruelas vêm em vários tamanhos e espessuras, e selecionar o correto para sua porca e parafuso é crucial para garantir ajuste adequado e distribuição de carga.

Aqui estão alguns padrões e considerações importantes a serem lembrados:

Diâmetro

O diâmetro da arruela deve corresponder ao diâmetro da porca com a qual está emparelhada. Isso garante um ajuste adequado e uma distribuição de carga eficaz.

Se o orifício da arruela for muito pequeno, não vai ficar plano, comprometendo sua eficácia. Por outro lado, se a lavadora for muito grande, isso deixará lacunas ao redor da porca, reduzindo sua capacidade de carga.

Grossura

A espessura da arruela pode variar dependendo da aplicação. Uma arruela mais espessa proporciona melhor distribuição de carga e geralmente é necessária para aplicações de alto estresse.

No entanto, arruelas excessivamente grossas podem criar problemas de folga ou interferir na funcionalidade dos componentes montados.

As espessuras padrão das arruelas são normalmente indicadas com um número de medidor, com números mais baixos indicando arruelas mais grossas.

Por exemplo, uma arruela “1/4-20 x 1/16” indica uma arruela com um furo de 1/4 de polegada de diâmetro e uma espessura de 1/16 polegada, projetado para uso com um 1/4-20 porca e parafuso.

Padrões comuns para lavadoras

1. ASME B18.21.1:

• • Descrição: Esta norma cobre arruelas planas e especifica dimensões, tolerâncias, e propriedades dos materiais.
  • Aplicativo: Arruelas planas de uso geral para uma ampla gama de aplicações.
  • Dimensões principais: Diâmetro externo, diâmetro interno, e espessura.

2. DE 125:

• • Descrição: Esta norma define arruelas planas em tamanhos métricos.
  • Aplicativo: Aplicações de fixação métrica.
  • Dimensões principais: Diâmetro externo, diâmetro interno, e espessura.

3. ISO 7089:

• • Descrição: Padrão internacional para arruelas planas.
  • Aplicativo: Aplicações globais que exigem arruelas padronizadas.
  • Dimensões principais: Diâmetro externo, diâmetro interno, e espessura.

4. ASTM A569:

• • Descrição: Padrão para arruelas de aço carbono.
  • Aplicativo: Arruelas de aço carbono para fixação de uso geral.
  • Dimensões principais: Diâmetro externo, diâmetro interno, e espessura.

Fatores Adicionais a Considerar

• Terminar:

• • Opções: Simples, zincado, aço inoxidável, e outros.
  • Considerações: A escolha do acabamento depende da aplicação e do nível desejado de resistência à corrosão.

• • • Aço Simples: Adequado para uso interno em ambientes secos.
    • Zincado: Oferece melhor proteção em ambientes úmidos.
    • Aço inoxidável: Altamente resistente à corrosão e adequado para ambientes externos e agressivos.

• Força:

• • Notas: As arruelas são classificadas quanto à resistência, normalmente indicado por um número de série.
  • Considerações: Arruelas de qualidade superior podem suportar cargas maiores e são adequadas para aplicações pesadas.

• • • Nota 2: Resistência baixa a média, adequado para aplicações de uso geral.
    • Nota 5: Média a alta resistência, adequado para aplicações automotivas e de construção.
    • Nota 8: Alta resistência, adequado para aplicações pesadas.

• Temperatura:

• • Materiais: Para aplicações expostas a temperaturas extremas, washers made from high-temperature resistant materials are necessary.
  • Exemplos:

• • • Inconel: Resistant to high temperatures and corrosion, suitable for aerospace and industrial applications.
    • Hastelloy: High-strength and corrosion-resistant, suitable for high-temperature and high-pressure environments.

Usando uma tabela de tamanho de arruela

For ease of selection, washers are often specified using a combination of diameter and thickness.

Referring to a washer size chart is always a good practice.

Most hardware stores and online retailers provide these charts to help customers choose the appropriate washer size based on the nut and bolt they are using.

Exemplo de tabela de tamanhos de arruela

Washer Type	Diâmetro (em)	Diâmetro interno (em)	Grossura (em)	Aplicativo
Arruela plana	1/4	1/4	1/16	Em geral
Arruela plana	5/16	5/16	1/16	Em geral
Arruela plana	3/8	3/8	1/16	Em geral
Arruela plana	1/2	1/2	1/16	Em geral
Arruela de pressão	1/4	1/4	1/16	Vibração
Arruela de pressão	5/16	5/16	1/16	Vibração
Arruela de pressão	3/8	3/8	1/16	Vibração
Arruela de pressão	1/2	1/2	1/16	Vibração

6. Detalhes para prestar atenção ao escolher arruelas

When choosing washers, it’s important to pay attention to several key details to ensure optimal performance and compatibility with your application:

Compatibilidade de materiais:

Selecione um material de arruela que seja compatível com o ambiente operacional e com o meio com o qual ele entrará em contato.
Por exemplo, use materiais não metálicos como borracha ou PTFE em ambientes onde a resistência química é necessária.

Temperatura e pressão operacional:

Certifique-se de que a arruela escolhida possa suportar as temperaturas e pressões operacionais sem degradar suas propriedades.
Aplicações de alta temperatura podem exigir o uso de materiais como silicone ou fluorocarbonos.

Correspondência de tamanho:

O diâmetro interno da arruela deve corresponder à haste do fixador, enquanto o diâmetro externo deve caber dentro do furo do componente que está sendo fixado para fornecer área de superfície de rolamento adequada.

Grossura:

Escolha uma arruela com espessura apropriada para acomodar a pré-carga necessária sem causar tensão excessiva no sistema de parafusamento.
Arruelas mais grossas oferecem maior distribuição de carga, mas podem exigir maior torque durante a montagem.

Acabamento de superfície:

Certifique-se de que a arruela tenha um acabamento superficial adequado para evitar escoriações ou danos às superfícies correspondentes.
Tratamentos de superfície como zincagem ou óxido preto podem melhorar a resistência à corrosão e reduzir o atrito.

Grau de hardware:

Combine o grau da arruela com o hardware que você está usando. Os fixadores de maior qualidade geralmente exigem arruelas de qualidade correspondente para manter sua resistência e longevidade.

Recursos especiais:

Considere quaisquer recursos especiais necessários para sua aplicação, como recursos de travamento para evitar afrouxamento devido à vibração, ou revestimentos elastoméricos para melhor desempenho de vedação.

Conformidade padrão:

Sempre que possível, escolha arruelas que atendam aos padrões internacionais ou da indústria, como ISO, DE, ou ANSI, para garantir intercambialidade e qualidade.

7. Julgando a resistência à corrosão das arruelas

When choosing washers, é muito importante avaliar sua resistência à corrosão porque as arruelas entrarão em contato com meios corrosivos em muitas aplicações.

Aqui estão alguns métodos para avaliar a resistência à corrosão das arruelas:

Consulte Fichas Técnicas de Materiais:

Os fabricantes de arruelas geralmente fornecem folhas de dados de materiais, que contêm informações sobre a resistência à corrosão do material,
como resistência ácido-álcali e resistência a solventes.

Consulte Certificações e Relatórios de Teste:

Se a arruela tiver passado nos padrões internacionais relevantes, como testes ISO, ou tiver um relatório de teste de resistência à corrosão emitido por uma organização terceirizada,
estas são bases importantes para avaliar a resistência à corrosão da arruela.

Entenda os materiais da arruela:

Diferentes materiais têm diferentes resistências à corrosão. Por exemplo, arruelas de metal, como aço inoxidável, Hastelloy, Monel, e ligas de titânio,
bem como arruelas não metálicas, como politetrafluoroetileno (PTFE) e borracha fluorada, geralmente têm boa resistência à corrosão.

Análise de Ambientes de Aplicação:

Selecione um material apropriado de acordo com o ambiente específico em que a lavadora será utilizada (como temperatura, pressão, tipos, e concentrações de produtos químicos em contato).

Consideração de tecnologias de patentes:

Considere se a lavadora adota tecnologias especiais patenteadas para melhorar sua resistência à corrosão.

Procure aconselhamento profissional:

Se for necessário aconselhamento profissional, você pode consultar cientistas ou engenheiros de materiais em áreas relevantes.
Eles podem fornecer aconselhamento profissional sobre seleção de materiais de acordo com a aplicação específica da lavadora.

8. Arruelas na Engenharia Moderna

Os avanços na tecnologia e na ciência dos materiais levaram ao desenvolvimento de projetos de arruelas novos e aprimorados.

Avanços Tecnológicos

• Arruelas de travamento automático: Incorpore recursos que forneçam mecanismos de bloqueio adicionais, aumentando a segurança em ambientes de alta vibração.
• Arruelas personalizadas: Adaptado para aplicações específicas, oferecendo desempenho e funcionalidade otimizados.
• Exemplo: Arruelas autotravantes com inserção de náilon podem fornecer propriedades antivibração superiores em suspensões automotivas.

Materiais Sustentáveis

• Materiais ecológicos: O uso de materiais sustentáveis ​​e ecológicos está se tornando cada vez mais importante na fabricação.
• Materiais Recicláveis: Arruelas feitas de materiais recicláveis ​​ajudam a reduzir o desperdício e o impacto ambiental.
• Exemplo: Arruelas feitas de plástico reciclado podem ser usadas em aplicações de baixa carga, reduzindo a pegada ambiental.

Tendências Futuras

• Personalização: Arruelas personalizadas para aplicações específicas, usando técnicas avançadas de fabricação, como impressão 3D.
• Arruelas Inteligentes: Lavadoras equipadas com sensores para monitorar o desempenho e fornecer dados em tempo real.
• Exemplo: Arruelas inteligentes com sensores integrados podem detectar desgaste e enviar alertas aos sistemas de manutenção, garantindo substituições oportunas.

9. Conclusão

Arruelas são componentes essenciais em montagens mecânicas, fornecendo distribuição de carga, evitando danos, e reduzindo o afrouxamento devido à vibração.

Compreender os diferentes tipos de arruelas, seus materiais, e suas aplicações são cruciais para selecionar a lavadora certa para suas necessidades.

Seguindo as melhores práticas de manutenção e mantendo-se informado sobre os avanços tecnológicos, você pode garantir que seus conjuntos mecânicos permaneçam seguros, durável, e eficiente.

Esteja você trabalhando no setor automotivo, construção, eletrônica, ou encanamento, a lavadora certa pode fazer toda a diferença.

Se você está pronto para escolher a lavadora perfeita, entre em contato conosco para aconselhamento especializado e produtos de alta qualidade!