Referência de juntas parafusadas
Tabela de torque de parafusos: o que há por trás
Uma tabela de torque com as cargas de prova da ISO 898-1 e um cálculo de exemplo, apresentada com a fórmula e as premissas à vista, para que o número seja usado pelo que é: uma estimativa, não uma medição de tensão.
A fórmula
Uma tabela de torque é uma fórmula com três premissas escondidas.
Toda tabela de torque sai da mesma relação simplificada: T = K · F · d, com o torque T em N·m, a pré-carga alvo F em newtons, o diâmetro nominal d em metros e o fator de torque K adimensional.
Uma tabela pronta já escolheu duas dessas três coisas por você e normalmente não diz quais:
- Qual fração da carga de prova foi usada como F. A carga de prova Fp vem da norma; a fração aplicada (frequentemente 0,7, mas não obrigatoriamente) é uma decisão de projeto.
- Qual K foi suposto. K resume atrito na rosca, atrito sob a face de apoio, lubrificante, revestimento e estado da superfície. Nenhuma norma o fornece: ele é medido ou suposto.
- Para qual estado do parafuso. O mesmo parafuso seco, lubrificado ou zincado tem K diferente, e portanto torque diferente para a mesma tensão.
O que a tabela entrega e o que não entrega
Ela entrega um torque — a entrada do aperto. Ela não entrega uma tensão — que é o que a junta realmente exige. Entre os dois está o atrito, que a tabela precisou supor para existir.
Referência
Carga de prova ISO 898-1 e torque de exemplo.
As cargas de prova são as da Tabela 7 da ISO 898-1:2013, rosca grossa. As colunas de torque são um cálculo de exemplo com F = 0,7·Fp e K = 0,20, feito para mostrar a ordem de grandeza e para que qualquer pessoa recalcule com a sua própria fração e o seu próprio K. Não são valores recomendados.
| Tamanho | Área resistente As | Fp classe 8.8 | Torque exemplo 8.8 | Fp classe 10.9 | Torque exemplo 10.9 |
|---|---|---|---|---|---|
| M12 | 84,3 mm² | 48 900 N | 82 N·m | 70 000 N | 118 N·m |
| M16 | 157 mm² | 91 000 N | 204 N·m | 130 000 N | 291 N·m |
| M20 | 245 mm² | 147 000 N | 412 N·m | 203 000 N | 568 N·m |
| M24 | 353 mm² | 212 000 N | 712 N·m | 293 000 N | 984 N·m |
| M30 | 561 mm² | 337 000 N | 1 415 N·m | 466 000 N | 1 957 N·m |
| M36 | 817 mm² | 490 000 N | 2 470 N·m | 678 000 N | 3 417 N·m |
Conferência com a primeira linha: 0,20 × (0,7 × 48 900 N) × 0,012 m = 82 N·m. Mude a fração ou o K e a coluna inteira muda junto; é isso que a tabela está ensinando.
A ISO 898-1 vai até M39. Para parafusos maiores — comuns em flanges de torre, revestimentos de moinho e estruturas pesadas — a carga de prova vem da especificação do parafuso ou do fabricante, não desta tabela. E para inoxidável (A2-70, A4-80 e afins) a norma é outra: ISO 3506-1:2020, com classes e valores próprios.
O problema
O mesmo torque não dá a mesma tensão.
Pegue o M24 classe 10.9 da tabela, com a mesma pré-carga alvo de 205 100 N, e mude apenas o K:
| Condição | K suposto | Torque para a mesma pré-carga |
|---|---|---|
| Rosca lubrificada | 0,12 | 591 N·m |
| Referência da tabela | 0,20 | 984 N·m |
| Seco, zincado ou rosca danificada | 0,30 | 1 477 N·m |
Um fator de 2,5 entre o primeiro e o último valor, para o mesmo parafuso e a mesma tensão alvo. Lido ao contrário: aplicar os 984 N·m da tabela a um parafuso lubrificado o sobrecarrega; aplicá-los a um de rosca seca o deixa frouxo. A tabela não tem como saber qual dos dois está na sua frente.
O Fastener Design Manual da NASA identifica exatamente essas variáveis — atrito nas roscas e nas superfícies de apoio, revestimentos, lubrificantes — como o que complica passar de torque para pré-carga. A ISO 16047:2005 existe porque essa relação se mede, não se supõe: especifica as condições para ensaiar torque/força de aperto em fixadores roscados. E a VDI 2230 Parte 1 não supõe que o método de aperto seja exato: leva a pré-carga alcançada de um mínimo de montagem até um máximo por meio de um fator de aperto que reflete a imprecisão do procedimento.
Na prática
Use para a ordem de grandeza; para a tensão, meça.
- 01A especificação manda
O torque aplicável é o da especificação do projeto, do fabricante do equipamento ou do fabricante do parafuso. Uma tabela genérica — esta inclusive — serve para conferir a ordem de grandeza, não como instrução de montagem.
- 02Declare F e K
Se precisar fixar um torque, escreva ao lado do valor a fração de Fp e o K usados. É o que vai permitir a outra pessoa entender, e questionar, o número depois.
- 03Controle o que o K resume
Lubrificante, revestimento, estado da rosca e da face de apoio, e calibração da ferramenta. Se algum deles muda entre parafusos, o K mudou e o torque da tabela já não corresponde à mesma tensão.
- 04Se a força importa, meça a força
Quando a junta exige conhecer a pré-carga real — flanges críticas, juntas reabertas a cada parada, um registro que precisa ser comparado na próxima intervenção — o torque não a evidencia. Mede-se por alongamento ou por ultrassom, com calibração e controles próprios.
Onde isso continua
Como a tensão é medida por ultrassom, quais controles ela exige e quando é a compra errada está no guia do medidor ultrassônico de tensão de parafusos. A comparação entre todos os métodos de pré-tensionamento — giro da porca, chave calibrada, tensionamento hidráulico, medição ultrassônica — está em torque frente a tensão (em inglês).
Registro de evidência
Fontes e limitações
As cargas de prova foram transcritas da norma; o torque de exemplo foi calculado com a fórmula e as premissas declaradas. Nenhuma tabela de fornecedor foi usada como fonte.
- ISO 898-1:2013 — propriedades mecânicas de fixadores de aço-carbono e aço-liga; Tabela 3 (tensão sob carga de prova por classe) e Tabela 7 (carga de prova por tamanho, rosca grossa).
- ISO 3506-1:2020 — propriedades mecânicas de parafusos e prisioneiros de aço inoxidável resistente à corrosão, que é a norma aplicável a classes como A2-70 e A4-80.
- ISO 16047:2005 — condições de ensaio torque/força de aperto em fixadores roscados.
- VDI 2230 Parte 1 — cálculo sistemático de juntas parafusadas altamente solicitadas, incluindo o fator de aperto.
- NASA Fastener Design Manual — referência oficial de engenharia sobre as variáveis entre torque e pré-carga.
Limitação: os valores de torque desta página são um cálculo de exemplo com F = 0,7·Fp e K = 0,20; não foram ensaiados e não são recomendação para junta nenhuma. A fração da carga de prova, o fator K, o lubrificante, o revestimento e o procedimento aplicáveis são fixados pela especificação do projeto ou pelo fabricante do parafuso, que prevalecem sobre qualquer tabela genérica. A ISO 898-1 cobre até M39 e não cobre aço inoxidável; nada desta tabela se extrapola para tamanhos maiores ou para outras normas de material.
Veja a política de fontes e editorial (em inglês) sobre como manuais de produto fornecidos, fontes externas de método e limitações das afirmações são mantidos separados.
Apoio à decisão
Perguntas frequentes
Como saber o torque de cada parafuso?
Depende da pré-carga que a junta precisa e do fator K daquele parafuso naquele estado. A tabela desta página traz um cálculo de exemplo com F = 0,7·Fp e K = 0,20 para mostrar a ordem de grandeza. Com rosca lubrificada K pode cair para 0,12 e a seco ou com rosca danificada subir para 0,30, o que muda o torque por um fator de 2,5 para a mesma tensão alvo. O valor aplicável é o da especificação do projeto ou do fabricante do parafuso.
O que significa 30 N·m de torque?
Significa um momento de 30 newton-metro aplicado à porca ou à cabeça durante o aperto — por exemplo, 30 N a 1 metro do eixo, ou 60 N a meio metro. Não é a força que fica no parafuso: essa é a pré-carga, medida em N ou kN. A maior parte do torque é consumida vencendo o atrito na rosca e sob a face de apoio; só o restante vira força axial.
Qual é o torque de um parafuso A2-70?
A tabela desta página não cobre A2-70. Essa é uma classe de aço inoxidável austenítico, especificada pela ISO 3506-1:2020, enquanto as cargas de prova aqui vêm da ISO 898-1:2013, que trata de aço-carbono e aço-liga. As duas normas têm classes e valores diferentes, e o inoxidável ainda traz o risco de agarramento na rosca, que altera o atrito justamente onde o cálculo de torque é mais sensível. Use os valores da ISO 3506-1 ou do fabricante.
Se eu aplicar o torque da tabela, a pré-carga está garantida?
Não. O torque é a entrada; a pré-carga é o resultado, e entre os dois está o atrito, que varia de um parafuso para outro. É por isso que a ISO 16047 define um ensaio para medir a relação torque/força de aperto em vez de supô-la, e por isso, quando a junta exige conhecer a força real, mede-se a força — por alongamento ou por ultrassom — em vez de inferi-la do torque.
Revisão de engenharia
Se a junta precisa da força real, e não do torque estimado.
Informe o parafuso (diâmetro, classe, comprimento), a junta, a pré-carga alvo e se o valor precisa ser verificado a cada intervenção. Diremos qual método consegue evidenciar esse requisito.