A rosca é uma aresta ou filete de determinado perfil que é enrolado sobre um cilindro ou um cone, formando uma hélice. A primeira é chamada de rosca cilíndrica e a última de rosca cônica. A rosca converte o movimento rotativo em movimento linear e vice-versa, sendo considerada uma máquina simples.
A vantagem mecânica de uma rosca de parafuso depende de seu avanço, que é a distância linear que o parafuso percorre em uma volta.[1] Na maioria das aplicações, o avanço de uma rosca de parafuso é escolhido de modo que o atrito seja suficiente alto para evitar que o movimento linear seja convertido em rotativo, ou seja, para que o parafuso não deslize mesmo quando uma força linear é aplicada, desde que nenhuma força rotacional externa esteja presente. Essa condição é conhecida como autotravante e é essencial para a grande maioria de seus usos. O aperto da rosca de um parafuso de fixação é comparável a cravar uma cunha em uma lacuna até que ela se prenda fixamente por fricção e por uma leve deformação elástica.
História
Embora a data exata dessa invenção ainda permaneça obscura, o filósofo, matemático pitagórico Arquitas de Tarento é considerado seu inventor. É conhecido como fundador da matemática aplicada a mecânica.[2]
Aplicações
As rosca de parafusos têm várias aplicações:
Fixação:
Fixadores, como parafusos de madeira, parafusos de máquina, porcas e parafusos;
Conexão entre tubos e mangueiras, tampas e acessórios.
Pelo gênero, isto é, se é macho (externa) ou fêmea (interna).
Algumas rosca permitem a transferência de potência, neste caso elas têm o perfil quadrado ou trapezoidal. O parafuso que movimenta a mandíbula móvel da morsa é um exemplo de movimento entre peças.
Tipos e padrões
Os filetes das roscas apresentam vários perfis. Esses perfis, sempre uniformes, dão nome as roscas e condicionam sua aplicação.
Temos os seguintes perfis das roscas:
Triangular: Parafusos e porcas de fixação na união de peças. Ex.: Fixação da roda do carro.
Trapezoidal: Parafusos que transmitem movimento suave e uniforme. Ex.: Fusos de máquinas.
Dependendo da inclinação dos filetes em relação ao eixo do parafuso, as roscas ainda podem ser direita e esquerda. Na rosca direita, o filete sobe da direita para a esquerda. Na rosca esquerda, o filete sobe da esquerda para a direita
Roscas triangulares
Dentre as roscas normalizadas utilizadas na construção de máquinas, a de uma entrada, secção transversal triangular com ângulo de 60º (rosca métrica) ou 55º (rosca whitworth) entre flancos, é empregada nos parafusos de fixação (maior atrito), enquanto as demais servem aos parafusos de movimento. Diâmetro nominal é o diâmetro externo da parte roscada do parafuso; apenas as roscas whitworth para tubos têm, como diâmetro nominal, o diâmetro interno da parte roscada do tubo ( diâmetro da secção transversa livre do tubo).
Roscas Redondas
O perfil de rosca Circular ou redonda existe com o objetivo de evitar que ocorra acumulação de detritos e danos mecânicos. De forma que se obtenha uma resistência maior ao desgaste e atrito que ocorre com outras roscas devido à ausência de bordas. Para os padrões de qualidade destas roscas assuas principais normas são DIN 405, DIN 15403 e DIN 20400. [3]
Aplicações.
Utilização pratica das roscas arredondadas são na maior para utilizadas na fixação das embreagens, portões, travas entre eixos de vagões e válvulas de grande dimensão com objetivos específicos.
Não é necessário que exista grande manutenção uma vez que nestas utilizações a limpeza e lubrificação são mínimas devido a dificuldade existente das suas aplicações, recomendando-se a substituição em eventuais manutenções. Existe também uma barra redonda nestas roscas responsável por ser o elemento de ligação para suportar os grandes choques e desgastes que ocorrem na utilização. [4]
A sua aplicação ocorre justamente em campos petrolíferos, fornecendo uma conexão sem vazamentos em campo, de forma que exista confiabilidade e alto nível de segurança em suas aplicações. Automóveis europeus utilizam este tipo de rosca no local onde pode ser encaixado o reboque, carros da Porsche e BMW utilizando a rosca seguindo as especificações da norma DIN 405 com Rd 20 x 1/8" e 405 Rd 16 x 1/8”.
Esta rosca possui flancos perpendiculares ao eixo, de acordo com as especificações das normas, usado para transmitir movimento e energia, por não terem um perfil que não é quadrado e nem em V, suas aplicações são limitadas e definidas para projetos específicos. As roscas redondas possuem articulação arredondada e lisa no fuso, de forma que protege a porca contra o desgaste, em aplicações mais específicas é utilizado bordas arredondada para reduzir a tensão em materiais mais macios em pontos de conexão específicos, também é utilizado atuadores para reduzir ainda mais este desgaste. [5]
Algumas lâmpadas com crista arredondadas e raiz articuladas que se assemelham ao parafuso de Edison também utilizam este tipo de rosca, embora as lâmpadas tenham um ângulo de rosca muito mais raso que a maioria das roscas redondas.[6]
Roscas UNC e UNF
UNC
Rosca grossa, é recomendada para uso geral em engenharia. Na tabela as dimensões com (*) indicam roscas “unified” (unificados) e “american standard” são representadas por UNC. As demais representam somente à “american standard” e representadas por NC.
Exemplo: designação de uma rosca interna de ¼” de diâmetro nominal, 20 fios por polegada, “unified” e com qualidade 2.
UNF
Rosca fina, recomendada para uso geral em automóveis, aviões e outras aplicações onde a espessura da parede exija rosca fina. Na tabela as dimensões com (*) indicam roscas “unified” (unificados) e “american standard” são representadas por UNF. As demais representam somente à “american standard” e representadas por NF. Exemplo: designação de uma rosca externa de 5/16” de diâmetro nominal, 24 filetes por polegada, rosca fina “unified” e com qualidade 2.
Rosca métrica
A rosca métrica fina, num determinado comprimento, possui maior número de filetes do que a rosca normal. Permite melhor fixação da rosca, evitando que se soltem do parafuso, em caso de vibração das máquinas.
possuem 60 graus na distancias dos filetes.
“DIN 405: Rd Knuckle Screw Thread”
Limites e tolerâncias para roscas externas em mm (exceto para TPI*)
Designação da Rosca
TPI*
Passo
6h Diâmetro Maior
7h Diâmetro no passo
7h Diâmetro Menor
Max
Min
Max
Min
Max
Min
Rd 8 x 1/10
10
2.540
8.000
7.665
6.730
6.530
5.460
5.210
Rd 9 x 1/10
10
2.540
9.000
8.665
7.730
7.530
6.460
6.210
Rd 10 x 1/10
10
2.540
10.000
9.665
8.730
8.530
7.460
7.210
Rd 11 x 1/10
10
2.540
11.000
10.665
9.730
9.530
8.460
8.210
Rd 12 x 1/10
10
2.540
12.000
11.665
10.730
10.530
9.460
9.210
Rd 14 x 1/8
8
3.175
14.000
13.625
12.730
12.494
10.825
10.525
Rd 16 x 1/8
8
3.175
16.000
15.625
14.412
14.176
12.825
12.525
Rd 18 x 1/8
8
3.175
18.000
17.625
16.412
16.176
14.825
14.525
Rd 20 x 1/8
8
3.175
20.000
19.625
18.412
18.176
16.825
16.525
Rd 22 x 1/8
8
3.175
22.000
21.625
20.412
20.176
18.825
18.525
Rd 24 x 1/8
8
3.175
24.000
23.625
22.412
22.176
20.825
20.525
Rd 26 x 1/8
8
3.175
26.000
25.625
24.412
24.176
22.825
22.525
Rd 28 x 1/8
8
3.175
28.000
27.625
26.412
26.176
25.825
25.525
Rd 30 x 1/8
8
3.175
30.000
29.625
28.412
28.176
26.825
26.525
Rd 32 x 1/8
8
3.175
32.000
31.625
30.412
30.176
28.825
28.525
Rd 36 x 1/8
8
3.175
36.000
35.625
34.412
34.176
32.825
32.525
Rd 40 x 1/6
6
4.233
40.000
39.525
37.883
37.583
35.767
35.392
Rd 44 x 1/6
6
4.233
44.000
43.525
41.883
41.583
39.767
39.392
Rd 48 x 1/6
6
4.233
48.000
47.525
45.883
45.583
43.767
43.392
Rd 52 x 1/6
6
4.233
52.000
51.525
49.883
49.583
47.767
47.392
Rd 55 x 1/6
6
4.233
55.000
54.525
52.883
52.583
50.767
50.392
Rd 60 x 1/6
6
4.233
60.000
59.525
57.883
57.583
55.767
55.392
Rd 65 x 1/6
6
4.233
65.000
64.525
62.883
62.583
60.767
60.392
Rd 70 x 1/6
6
4.233
70.000
69.525
67.883
67.583
65.767
65.392
Rd 75 x 1/6
6
4.233
75.000
74.525
72.883
72.583
70.767
70.392
Rd 80 x 1/6
6
4.233
80.000
79.525
77.883
77.583
75.767
75.392
Rd 85 x 1/6
6
4.233
85.000
84.525
82.883
82.583
80.767
80.392
Rd 90 x 1/6
6
4.233
90.000
89.525
87.883
87.583
85.767
85.392
Rd 95 x 1/6
6
4.233
95.000
94.525
92.883
92.583
90.767
90.392
Rd 100 x 1/6
6
4.233
100.000
99.525
97.883
97.583
95.767
95.392
Rd 110 x 1/4
4
6.350
110.000
109.370
106.825
106.425
103.650
103.150
Rd 120 x 1/4
4
6.350
120.000
119.370
116.825
116.425
113.650
113.150
Rd 130 x 1/4
4
6.350
130.000
129.370
126.825
126.425
123.650
123.150
Rd 140 x 1/4
4
6.350
140.000
139.370
136.825
136.425
133.650
133.150
Rd 150 x 1/4
4
6.350
150.000
149.370
146.825
146.425
143.650
143.150
Rd 160 x 1/4
4
6.350
160.000
159.370
156.825
156.425
153.650
153.150
Rd 170 x 1/4
4
6.350
170.000
169.370
166.825
166.425
163.650
163.150
Rd 180 x 1/4
4
6.350
180.000
179.370
176.825
176.425
173.650
173.150
Rd 190 x 1/4
4
6.350
190.000
189.370
186.825
186.425
183.650
183.150
Rd 200 x 1/4
4
6.350
200.000
199.370
196.825
196.425
193.650
193.150
Referências
↑Norton, Robert L. (2013). Projeto de Máquinas: uma abordagem integrada. Porto Alegre: Bookman. p. 862. ISBN9788582600221
↑ENCYCLOPEDIA BRITANICA DO BRASIL. Enciclopedia Mirador Internacional. São Paulo: Encyclopaedia Britannica do Brasil, 1992. 20 v.