O que é o controle de torque e qual a sua importância para a indústria

Os projetos industriais exigem que detalhes minuciosos sejam considerados, a fim de evitar falhas, desperdício de recursos, entre outros fatores indesejados.

Contudo, quando falamos sobre os detalhes requeridos no desenvolvimento de um produto, o critério de qualidade é ainda maior.

O DFMEA, neste caso, é uma ferramenta importante para identificar, analisar e mitigar potenciais modos de falha no projeto.

E, dentre diversos possíveis modos de falha que podem aparecer em projetos que demandam junções e vedação, podemos destacar o mau controle de torque.

O controle de torque está inserido em diversas indústrias, independente do seu porte, visto o prejuízo que pode ser atrelado a falta dele.

Neste contexto, o texto presente objetiva explicar o que é o controle de torque e qual a sua importância do seu controle para a indústria.

Além disso, neste texto você aprende sobre dispositivos e métodos que podem lhe ajudar no controle desse parâmetro tão importante para os produtos.

Qual a definição do torque

De que adianta falarmos sobre o torque, a sua importância e os riscos de não controlá-lo, se não deixarmos claro para todos os nossos leitores qual a definição de torque, não é mesmo?

Pois bem, no contexto da mecânica, o torque representa a capacidade de uma força aplicada conseguir rotacionar um objeto em torno de um ponto fixo ou eixo central.

Contudo, há premissas que devem ser cumpridas para que isso seja possível, as quais são:

  1. Rotacionar um elemento exige que a força seja aplicada em um braço de alavanca que seja perpendicular entre o ponto de aplicação da força e o eixo de rotação (vide imagem 1);
  2. Em um caso contrário ao explicado acima, a força aplicada no sentido do eixo do braço de alavanca, não produz torque. Assim, se o ângulo Ө formado entre a força e o braço de alavanca for igual a 0, não ocorre torque (vide imagem 2);
  3. O torque não depende apenas da magnitude da força, mas também do braço de alavanca ou distância perpendicular entre o ponto de aplicação da força e o eixo de rotação.

Além disso, matematicamente, o torque (T) é calculado pelo produto da força (F) aplicada e o braço de alavanca (r), respeitando a premissa do item 1. Essa equação está representada abaixo:

T = F x r
Equação 1

  • Sendo:
    T: torque (medido em Newton-metro – N.m);
  • F: força (medida em Newtons – N);
  • r: braço de alavanca (medido em metro – m).

A Imagem 1, presente abaixo, demonstra que a força aplicada é perpendicular (⊥) ao braço de alavanca, proporcionando o torque ao parafuso e, portanto, o mesmo rotaciona.

A Imagem 2 mostra que uma força aplicada no eixo do braço de alavanca (Ө = 0°), não gera torque no parafuso e, portanto, não o rotaciona.

Essa definição pode ser aplicada em outras aplicações, como no torque de interesse de um motor e no seu ajuste em um inversor de frequência.

Neste caso, o torque preciso aplicado ao eixo de um motor elétrico é essencial, em uma situação em que este motor dita os parâmetros de uma máquina de embalagem automática, por exemplo, e que depende de valores específicos de torque para não prejudicar o produto embalado.

Qual a importância do torque

Entende-se a importância do torque, na indústria, quando é posto em prática o seu uso e os impactos negativos provenientes da ausência de controle do mesmo.

E, para mostrar isso, nada mais eficiente do que alguns exemplos práticos.

Exemplo 1

Imagine que você trabalha em uma indústria que produz transformadores de medição que contém óleo no seu interior, para refrigerá-lo e, principalmente, para influenciar na rigidez dielétrica do meio energizado.

Este transformador deve ser totalmente vedado, utilizando o’rings, juntas e outros elementos importantes para tal critério.

Por outro lado, sabe-se que, quanto mais um parafuso é apertado, mais força é aplicada sobre a superfície que o contém.

Assim, considerando que o parafuso visa juntar (fixar) dois materiais de propriedades diferentes (ferro fundido e aço inóx), tem-se que a força aplicada pelo parafuso irá deformá-los de modos distintos.

Em um caso em que a junção é composta por um ferro fundido e uma porcelana ou polímero, com propriedades mecânicas distintas, a situação é pior ainda.

Portanto, o torque é especificado de modo a garantir a fixação de dois elementos, por exemplo, garantindo que estes permaneçam fixos e, ao mesmo tempo, assegurando que os materiais fixados não sofram com a força de junção aplicada. 

Exemplo 2

Imagine um elevador ou escada rolante em funcionamento. As cargas impostas sobre o eixo acoplado às engrenagens que fazem a esteira girar, deve ser o suficiente para rotacionar o eixo com precisão e de acordo com a carga nas esteiras impostas.

O uso de um inversor de frequência, neste caso, estabiliza e alimenta o eixo do motor elétrico, para que o movimento seja seguro, além de prolongar a vida útil dos componentes mecânicos devido a velocidade também controlada.

Onde o torque é aplicado

O torque é um parâmetro imprescindível em diversos projetos industriais. Que tal conferir algumas aplicações?

  1. Indústria automotiva: A montagem de veículos demanda o controle preciso de torque em parafusos e porcas, garantindo a segurança e a integridade física estrutural. Já o torque de eixo é crucial para a força do automóvel;
  2. Indústria de energia: transformadores a óleo, disjuntores com gás SF6, entre outros equipamentos que necessitam de vedação, devem ter controle de torque;
  3. Indústria aeroespacial: o torque em aeronaves é crucial para evitar falhas catastróficas;
  4. Eletrônicos: garante a integridade de componentes delicados;
  5. Construção: estruturas de grande porte exigem que o torque seja especificado, para garantir a durabilidade e a segurança do projeto.

Métodos e dispositivos para o controle torque

O torque é controlado na indústria de diversas maneiras.

Torque de aperto

Partindo pelos métodos, temos:

  • Após a aplicação do torque, é marcada com uma caneta especial, que a ação já foi executada. Posteriormente, no acabamento final, o torque é checado ou é satisfeita a condição de que o torque foi realizado por meio da marcação, economizando tempo de operação;
  • Instrução de trabalho: disponibilize para o seu operador, o torque especificado para a junção de diferentes materiais, em função do diâmetro do parafuso;
  • Crie uma folha de rastreabilidade (FR) de torque.

Agora, por meio de dispositivos, temos:

  • Chaves de torque: sejam manuais ou eletrônicas, as chaves de torque permitem aplicar o torque com precisão;
  • Controladores de torque eletrônicos: dispositivos que automatizam o processo de aplicação de torque;
  • Transdutores de torque: sensores que medem a força rotacional aplicada. É ótimo para aferir se o torque dado em primeiro momento, está de acordo com o que foi ajustado no dispositivo;
  • Software de monitoramento e controle: registra e analisa os dados de torque ajudando na manutenção e na qualidade e identificação de problemas. Normalmente, são ofertados em conjunto com controladores de torque ou chaves de torque mais sofisticadas.

Torque de eixo

O torque do eixo pode ser controlado de acordo com as especificações do motor elétrico ou a combustão, por exemplo, que o alimenta. Contudo, é viável, em diversas aplicações na indústria, utilizar o inversor de frequência para determinar o torque de interesse em cada etapa de fabricação.

Portanto, nota-se que o controle de torque é uma prática essencial em diversas indústrias, pois garante a qualidade, segurança e aumenta a vida útil de componentes e equipamentos.

Por isso, utilizar métodos e dispositivos que controlam o torque, tornam a operação industrial segura e de qualidade.

 

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