Todos os mecânicos já as usaram, mas a maioria não sabe quantos tipos diferentes de arruelas existem, de que materiais são feitas e como usá-las adequadamente. Ao longo dos anos, recebemos inúmeras perguntas sobre lavadoras, portanto, um artigo técnico que compartilha informações sobre esses dispositivos de hardware já deveria ter sido publicado há muito tempo.

Recentemente, abordamos a arte de fazer fixadores de alto desempenho com a Automotive Racing Products, Inc. (ARP), abordando minuciosamente os detalhes básicos do assunto. Agora é hora de prestar respeito ao componente de fixação que muitas vezes é considerado um dado adquirido, a humilde arruela.

Nos parágrafos seguintes, abordaremos o que são arruelas, os diferentes tipos de arruelas, o que fazem, como são feitas, onde e quando usá-las – e sim, discutiremos até se as arruelas são direcionais ou não.

De modo geral, uma arruela é simplesmente uma placa em forma de disco, semelhante a um wafer, com um orifício no centro. Embora o design possa parecer primitivo, as arruelas, na verdade, proporcionam uma tarefa complicada. Eles são comumente usados ​​para distribuir a carga de um fixador roscado, como um parafuso ou parafuso de fixação.

Eles também podem ser usados ​​como espaçadores – ou em alguns casos – podem ser uma almofada de desgaste, um dispositivo de travamento ou até mesmo usados ​​para reduzir a vibração – como uma arruela de borracha. O projeto básico da arruela apresenta um diâmetro externo duas vezes maior que o diâmetro interno da arruela.

Geralmente feitas de metal, as arruelas também podem ser feitas de plástico ou borracha – dependendo da aplicação. Em máquinas, juntas aparafusadas de alta qualidade requerem arruelas de aço temperado para evitar indentações nas superfícies da junta. Isso é chamado de Brinell. Estas pequenas reentrâncias podem eventualmente levar a uma perda de pré-carga no fixador, trepidação ou vibração excessiva. À medida que a condição persiste, esses movimentos podem acelerar-se e originar outros desgastes que são frequentemente definidos como lascamento ou escoriações.

As arruelas também ajudam a prevenir a corrosão galvânica, uma condição que existe quando certos metais entram em contato uns com os outros. Um metal atua como ânodo e o outro como cátodo. Para retardar ou impedir esse processo desde o início, é utilizada uma arruela entre o parafuso ou porca e o metal a ser unido.

Além de distribuir uniformemente a pressão sobre a peça a ser fixada e reduzir as chances de danificá-la, as arruelas também proporcionam uma superfície lisa para a porca ou parafuso. Isto torna a junta fixada menos propensa a se soltar em comparação com uma superfície de fixação irregular.

Existem arruelas especiais projetadas para fornecer uma vedação, um ponto de aterramento elétrico, alinhar o fixador, mantê-lo cativo, isolar ou fornecer pressão axial à junta. Discutiremos brevemente essas arruelas especiais no texto abaixo.

Também vimos algumas maneiras de usar arruelas de maneira inadequada como parte de uma junta fixada. Houve muitos casos em que os mecânicos de árvores de sombra usaram parafusos ou porcas com diâmetro muito pequeno para a peça que estavam unindo. Nestes casos, a arruela possui um diâmetro interno que se ajusta ao parafuso, mas não permite que a cabeça do parafuso ou porca deslize através do furo do componente que está sendo unido. Isso está implorando por problemas e nunca deve ser tentado em qualquer lugar em um carro de corrida.

Mais comumente, os mecânicos usam um parafuso muito longo, mas sem rosca suficiente, o que não permite o aperto da junta. Também deve ser evitado empilhar um punhado de arruelas na haste como espaçador até que a porca possa ser apertada. Escolha o comprimento correto do parafuso. O uso inadequado de arruelas pode causar danos ou ferimentos.

De modo geral, existem vários tipos de arruelas fabricadas no mundo hoje. Alguns são feitos especificamente para uso em juntas de madeira, enquanto outros são para fins de encanamento. Quando se trata de necessidades automotivas, o especialista em P&D da ARP, Jay Coombes, nos diz que existem apenas cinco tipos usados ​​na manutenção automotiva. Há a arruela lisa (ou arruela plana), arruela de pára-lama, arruela dividida (ou arruela de pressão), arruela estrela e arruela de inserção.

Curiosamente, você não encontrará uma arruela bipartida nas enormes ofertas de fixadores da ARP. “Eles são úteis principalmente com fixadores de pequeno diâmetro em condições de carga baixa”, explicou Coombes. ARP tende a se concentrar em fixadores de corrida de alto desempenho que funcionam sob condições de carga mais elevadas. Existem variantes desses tipos de arruelas que atendem a finalidades específicas, como a arruela lisa com serrilhas na parte inferior.

Uma arruela plana é o intermediário preferido entre a cabeça de um parafuso (ou porca) e o objeto a ser fixado. Seu objetivo principal é distribuir a carga de um fixador apertado para evitar danos à superfície de união. “Isso é especialmente importante com componentes de alumínio”, diz Coombes.

O American National Standards Institute (ANSI) forneceu um conjunto de padrões para uso geral, arruelas planas exigindo dois tipos. O Tipo A é definido como uma arruela com amplas tolerâncias onde a precisão não é crítica. O Tipo B é uma arruela plana com tolerâncias mais restritas onde os diâmetros externos são categorizados como estreitos, regulares ou largos para seus respectivos tamanhos de parafuso (diâmetro interno).

Como mencionamos antes, as arruelas são mais complicadas do que uma simples explicação de uma organização. Na verdade, existem vários. A Society of Automotive Engineers (SAE) categoriza as arruelas planas de acordo com a espessura do material, com diâmetros internos e externos menores em comparação com a forma como a organização de Padrões dos Estados Unidos (USS) definiu as arruelas planas.

Os padrões USS são os padrões para arruelas baseadas em polegadas. Esta organização caracteriza o diâmetro interno e externo de uma arruela para acomodar roscas de parafusos grossas ou maiores. As arruelas USS são frequentemente usadas em aplicações automotivas. Com três organizações especificando três padrões diferentes para arruelas planas, é evidente que as arruelas são mais complicadas do que sua simples aparência poderia levar alguém a acreditar.

De acordo com Coombes da ARP, “O tamanho e a qualidade da lavadora em si merecem uma consideração cuidadosa. Deve ter espessura e tamanho suficientes para distribuir adequadamente a carga.” Coombes acrescenta: “Também é muito importante que a arruela seja retificada paralelamente e perfeitamente plana para aplicações cruciais com cargas de torque mais altas. Qualquer outra coisa pode causar pré-carregamento desigual.”

São arruelas que possuem um diâmetro externo extragrande em proporção ao seu furo central. Ele também foi projetado para distribuir a força de fixação, mas devido ao tamanho maior, a carga é distribuída por uma área maior. Por muitos anos, essas arruelas foram usadas para fixar pára-lamas em veículos, daí o nome. As arruelas do pára-lama podem ter um diâmetro externo maior, mas normalmente são feitas de material de espessura fina.

As arruelas divididas têm flexibilidade axial e são usadas para evitar afrouxamentos devido à vibração. Foto de www.amazon.com.

Arruelas divididas, também chamadas de arruelas de pressão ou de pressão, têm flexibilidade axial. Eles são usados ​​para evitar afrouxamento devido à vibração. O conceito por trás das arruelas bipartidas é simples: elas atuam como uma mola para exercer pressão sobre o objeto que está sendo fixado e a cabeça do parafuso ou porca.

A ARP não fabrica essas arruelas porque a maioria dos fixadores que desempenham funções importantes no motor, no sistema de transmissão, no chassi e na suspensão são apertados com uma especificação de torque específica, aplicando a força de fixação adequada. Há pouca ou nenhuma chance de o fixador se soltar sem o uso de uma ferramenta.

A maioria dos engenheiros concorda que uma arruela de pressão – quando apertada com especificações mais altas – irá esticar até certo ponto. Quando isso acontecer, a arruela bipartida perderá a tensão e poderá até atrapalhar o pré-carregamento preciso da junta fixada.

As arruelas em estrela têm serrilhas que se estendem radialmente para dentro ou para fora para penetrar na superfície do substrato e evitar que o fixador se solte. Foto de www.amazon.com.

As arruelas em estrela têm quase a mesma finalidade que uma arruela dividida. Destinam-se a evitar que um fixador se solte. Estas são arruelas com serrilhas que se estendem radialmente (para dentro ou para fora) para penetrar na superfície do componente. Por projeto, eles devem “cravar” na cabeça/porca do parafuso e no substrato para evitar que o fixador se solte. Arruelas estrela são normalmente usadas com parafusos menores associados a componentes elétricos.

Impedir a rotação e, assim, afetar a precisão da pré-carga, levou a ARP a fabricar arruelas especiais serrilhadas na parte inferior. A ideia é que eles segurem o item que está sendo fixado e forneçam uma plataforma estável.

Outra arruela especial fabricada pela ARP é a arruela tipo inserto. Eles são projetados para proteger a parte superior dos furos para evitar escoriações ou o colapso da parte superior do furo. Os usos comuns incluem cabeçotes de cilindro, componentes de chassi e outras áreas de alto desgaste que exigem uma arruela.

É importante observar que a lubrificação desempenha um papel fundamental na pré-carga precisa. Além de colocar lubrificante nas roscas de um fixador, é recomendável colocar uma pequena quantidade na parte inferior da cabeça do parafuso (ou porca) ou na parte superior da arruela. Nunca lubrifique a parte inferior da arruela (a menos que as instruções de instalação indiquem o contrário), pois você não deseja que ela gire.

Prestar atenção ao uso e lubrificação adequados da lavadora é algo que merece consideração de todas as equipes de corrida.

Crie seu próprio boletim informativo personalizado com o conteúdo que você adora do Chevy Hardcore, diretamente na sua caixa de entrada, totalmente GRATUITO!

Enviaremos a você os artigos, notícias, recursos do carro e vídeos mais interessantes do Chevy Hardcore todas as semanas.

Prometemos não usar seu endereço de e-mail para nada além de atualizações exclusivas da Power Automedia Network.