ARTIGOS DE FIXAÇÃO EM POLEGADAS

Existem dois sistemas principais para medir pesos e distâncias, o sistema métrico de medição e o sistema de medição em polegadas. O sistema em polegadas baseia-se na British Weight and Measures Act of 1824 e embora a sua popularidade diminua gradualmente, ainda é prática comum em muitos países, principalmente de língua inglesa e ex-colónias britânicas. As dimensões dos produtos de acordo com o sistema em polegadas são expressos em  (UK) ou mil (USA), polegadas, pés, yards, milhas etc. Embora a designação oficial para o sistema de medição dos EUA, com algumas diferenças mais ou menos significativas do sistema em polegadas, para artigos de fixação o sistema é igual ou altamente compatível. As unidades dimensionais para artigos de fixação são as polegadas e os pés. As unidades que expressam stress e pressão no sistema de polegadas são força-libras por polegada quadrada (lbf/in2 ou psi). 1.000 psi é igual a 1 ksi, kilo libra-força por polegada quadrada. 1 ksi aproximadamente igual a 6,9 MPa (= N/mm2). 

 

A unidade base “polegada” é exatamente igual a 25,4 mm. Há 12 polegadas num pé, fazendo um pé 304,8 mm. Uma jarda é igual a 3 pés ou 36 polegadas e portanto mede 914,4 mm. Polegadas em referências dimensionais são abreviadas em in ou simplesmente indicado pelas aspas “. Em todo o Reino Unido as dimensões em polegadas são mais frequentemente apresentadas em frações (ex. 3/4”, 1.17/64”) enquanto nos EUA a notação decimal é frequentemente usada para dimensões que não são nominais (ex. 1.2656”, mas também 3/4"). 

 

Outra diferença significativa com o sistema métrico é que o passo de rosca do parafuso é expresso como, o número de fios por polegada (threads per inch, TPI), em oposição ao sistema métrico, onde o passo (P) é definido como a distância entre dois fios de rosca. A conversão é fácil, como pode ser visto na ilustração abaixo. Um 10 TPI de rosca tem um passo P de 25,4/10 = 2,54 mm. 

O tipo de rosca mais comum nos EUA é a rosca Unified National Coarse, abreviada UNC (por vezes utiliza-se “NC”). Esta é a rosca padrão nos EUA. As roscas em polegadas Unified, são projetadas com um ângulo de rosca de 60°  e várias combinações de diâmetro-passo. Este sistema de roscas foi desenvolvido por William Sellers em 1864 e em poucos anos o sistema foi adotado como uma norma Americana. Informação detalhada sobre este tipo de rosca pode ser encontrada na norma ASME B1.1 e na ISO 5864.

 

Exemplos de designações de rosca UNC são ex. 3/8” UNC, ou melhor 3/8”-16UNC. 16 é o número de fios por polegada (TPI) e o símbolo “ significa polegadas. Um exemplo de uma designação completa para o diâmetro nominal de uma rosca externa é 3/8”-16UNC-2A, que também incorpora a classe de rosca, 2A (a classe ‘standard’ com uma tolerância – um desvio fundamental do diâmetro nominal – e um campo de tolerância). Roscas internas são designadas 3/8”-16UNC-2B, 2B sendo a classe ‘standard’ sem tolerância, mas apenas com campo de tolerância.

 

As roscas mais pequenas standard UNC, de 0.0730” de diâmetro, até 0.2160”, são designadas como roscas numeradas “No.1-64UNC” até “No.12-24UNC”. Diâmetros maiores são designados como frações, começando em 1/4“-20UNC até 6 polegadas de diâmetro.

 

Rosca 8UN é uma variante de passo constante da rosca UNC. O “8” em 8UN significa que acima de um determinado diâmetro nominal (limites são indicados nas normas acima mencionadas) o passo de rosca de 8UN é sempre 8 TPI, para todos os diâmetros de rosca. No caso de 8UN, todos os diâmetros acima de 1” tem esta constante de passo 8 TPI. Rosca 8UN é utilizada habitualmente na indústria petroquímica, tais como pernos. A sua designação completa é semelhante à UNC; ex. 1.1/2”-8UN-2A/2B ou 3.1/4”-8UN-2A/2B. Outras, menos comuns, constantes de passo, são 4UN, 6UN, 12UN até 32UN.

 

Todos os diâmetros de rosca com combinações de diâmetro-passo que não estão incluídos na referência da norma acima mencionada, mas com tolerâncias e tolerâncias calculadas de acordo com as formulas nestas normas, são designadas UNS, onde “S” significa rosca especial.

A rosca Unified National Fine, abreviada UNF (algumas vezes é usada “NF”), é a versão rosca fina da unified usada habitualmente nos EUA. UNEF é a designação para rosca extra fina, com mais TPI do que a rosca UNF. Rosca Unified está desenhada com um ângulo de rosca de 60° e várias combinações diâmetro-passo. Este sistema de roscas foi desenvolvido por William Sellers in 1864 e em poucos anos o sistema foi adotado como uma norma Americana. Informação detalhada sobre este tipo de rosca pode ser encontrada na norma ASME B1.1 e na ISO 5864.

 

Exemplos de designações de roscas UNF são por ex. 3/8” UNF, ou melhor 3/8”-24UNF. 24 é o número de fios de rosca por polegada (TPI) e o símbolo “ significa polegada. Um exemplo de uma designação completa para o diâmetro nominal de uma rosca externa é 3/8”-24UNF-2A, que também incorpora a classe de rosca, 2A (classe ‘standard’ com tolerância – um desvio fundamental do diâmetro nominal – e um campo de tolerância). Roscas internas são designadas 3/8”-24UNF-2B, 2B sendo a classe ‘standard’ sem tolerância, mas apenas com um campo de tolerância. Roscas UNEF são igualmente designadas 3/8”-32UNEF-2A/2B.

 

As roscas de menor diâmetro UNF começam em 0.0600”, até diâmetro de 0.2160”. Estes tamanhos são designados roscas numeradas “No.0-80UNF” até “No.12-28UNF”. Diâmetros maiores são designados em frações, começando em 1/4“-28UNF até 1.1/2”-12UNF. O diâmetro mais pequeno  UNEF é No.12-32UNEF e o maior diâmetro é 1.11/16”-18UNEF.

 

Todos os diâmetros de rosca com combinações diâmetro-passo que não estão incluídos na norma, a partir das medidas mencionadas, mas com tolerâncias calculadas de acordo com as fórmulas nestas normas são designadas por UNS, onde “S” significa rosca especial.

 

Há alguma confusão em torno do diâmetro nominal 1” no que diz respeito à rosca UNF. Na norma ASME B1.1 a rosca 1” UNF tem 12 TPI. Mas por muitos anos, desde 1935, roscas não normalizadas 1”-14UNS, com 14 TPI, têm sido amplamente utilizadas em vez do tamanho- padrão 1”-12UNF. Na tabela 2 de ASME B1.1 há uma nota de rodapé, relativamente à rosca 1”-14 TPI (designada de 1”-14UNS): “Anteriormente NF. Não é um tamanho padrão recomendado. As tolerâncias baseiam-se no diâmetro de aperto”. Após várias décadas 1"-14UNS passaram a ser referidas de forma comum como rosca standard fina ou UNF. Embora tecnicamente incorreto, 1"-14UNF é universalmente aceite como standard para a rosca fina 1”, e 1”-14UNF estabeleceu-se como um termo de “uso comum”. Sendo este o caso, quando se discute artigos de parafusaria com rosca 1” UNF, é sempre aconselhável verificar os requisitos TPI.

Um tipo de roscas em polegadas originário do Reino Unido é a chamada British Standard Whitworth, abreviada BSW ou simplesmente WW. BSW foi a rosca mais comum no Reino Unido, mas a sua popularidade diminuiu rapidamente, devido à tendência global de preferência de roscas métricas. 

 

As roscas British Standard Whitworth são projetadas com um ângulo de rosca de 55°. Este tipo de rosca deve o seu nome ao Inglês Sir Joseph Whitworth, que em 1841 propôs a standarização das roscas dos parafusos. As suas propostas tornaram-se standard na Grã-Bretanha na década de 1860's e foi o primeiro país a criar um standard para as roscas do parafuso. Informação detalhada acerca deste tipo de rosca pode ser encontrada na norma BS 84.

 

Exemplos das designações das roscas: 3/8” WW, 3/8” BSW, ou melhor 3/8”-16BSW. 16 é o número de fios por polegada (threads per inch, TPI) e o símbolo “ significa polegada. Se necessário, a classe de rosca pode ser mencionada entre parêntesis após a designação; BS 84 fornece as classes: livre (só para roscas externas), normal (apenas para roscas internas) e média para parafusos e porcas. Se nada for especificado, a classe normal e/ou media será fornecida.

 

Roscas BSW são normalizadas em diâmetros de 1/8”-40BSW até 6”-2,5BSW. Embora algumas combinações diâmetro-passo BSW, são iguais Às roscas UNC, a permutabilidade é possível, mas com não é recomendada devido aos diferentes ângulos de rosca e outras pequenas diferenças na configuração da rosca.

A rosca British Standard Fine, abreviada BSF, é a variante fina da rosca BSW (British Standard Whitworth). Foi um passo de rosca comum no Reino Unido, mas a sua popularidade diminuiu rapidamente, devido à tendência global para se preferir roscas métricas. Roscas British Standard Fine são, como roscas BSW, concebidas com um ângulo de 55°. Este tipo de rosca deve o seu nome ao Inglês Sir Joseph Whitworth, que em 1841 propôs a standarização das roscas dos parafusos. As suas propostas tornaram-se standard na Grã-Bretanha na década de 1860's e foi o primeiro país a criar um standard para as roscas do parafuso. Informação detalhada acerca deste tipo de rosca pode ser encontrada na norma BS 84.

 

Exemplos da designação das roscas: 3/8” BSF, ou melhor 3/8”-20BSF. 20 é o número dos fios de rosca por polegada (threads per inch, TPI) e o símbolo “ significa polegada. Se necessário, a classe de rosca pode ser mencionada entre parêntesis após a designação. BS 84 fornece as classes: livre (só para roscas externas), normal (apenas para roscas internas) e média para parafusos e porcas. Se nada for especificado, a classe normal e/ou media será fornecida.

 

Roscas BSF são normalizadas em diâmetros de 3/16”-32BSF até 4.1/4”-4BSF. Não existem combinações BSF diâmetro-passo iguais aos das roscas UNF ou UNEF.

Rosca de tubos BSP, muitas vezes referida como rosca de tubos Whitworth, é o tipo de rosca mais usada para aplicação em tubagens no mundo. Todos os tipos de produtos, tais como tubos, acessórios para tubos, copos de lubrificação etc. são feitos com este tipo de rosca. Roscas BSP são desenhadas com um ângulo de rosca de 55°. Todos os aspetos deste tipo de rosca podem ser encontrados de forma detalhada na norma de rosca BSP, EN ISO 228-1 ou EN 10226-1 e na EN 10226-2 (as últimas duas baseadas na ISO 7-1).

 

Roscas BSP existem em 2 tipos, tipo paralelo ou cilíndrico (BSPP) e tipo cónico (BSPT). A norma EN ISO 228-1 descreve a rosca externa e interna BSPP, não é adequada para juntas de pressão nas roscas. Se aplicados com roscas BSPP, deve ser à prova de pressão, isto pode ser alcançado através da compressão das duas superfícies de aperto e a interposição de uma vedação apropriada. A norma EN 10226-1 descreve a combinação da rosca externa BSPT – com a rosca interna BSPP e a EN 10226-2 descreve a combinação da rosca BSPT externa- e interna, ambos os sistemas estão aptos para criar uma união de pressão sobre os flancos da rosca (uniões roscadas). Pode ser aconselhável a utilização de um agente selante (ex. fita PTFE) para otimizar a união roscada e prevenir fugas.

 

A designação do diâmetro nominal para a rosca BSP é a dimensão do tudo. Rosca paralela externa e interna, onde a pressão da ligação não é feita nas roscas (EN ISO 228-1) é designada por G. Roscas externas são designadas adicionalmente com as letras A e B, indicando a classe de tolerância. Para os tipos de rosca que fazem pressão de aperto (EN 10226) a designação é R para rosca externa paralela, Rp para rosca interna paralela e Rc para rosca interna cónica.

 

Exemplos são G1.1/2” e G1.1/2”A para rosca paralela externa-, respetivamente rosca interna de acordo com a EN ISO 228-1, e R1.1/2” para rosca externa cónica, Rp1.1/2” para rosca interna paralela e Rc1.1/2” para rosca interna cónica, de acordo com a EN 10226.

 

Devemos também mencionar a ASME B1.20.1, uma norma para uma variedade de roscas de tubos (NPT, NPSC, NPTR, NPSM e NPSL) e ASME B1.20.3, a norma para roscas de tubos (NPTF-1, NPTF-2, PTF-SAE SHORT, NPSF e NPSI). Os últimos fios de rosca podem estabelecer uma vedação à prova de pressão, sem a utilização de agentes de vedação, devido à interferência entre a crista de rosca e a base, irão formar uma vedação circular. Todas estas roscas são baseadas num ângulo de 60° e têm uma funcionalidade semelhante, como as roscas acima mencionadas BSPP e BSPT. Eles são designados pela combinação diâmetro-passo do tubo e a abreviatura do tipo de rosca. Estas roscas são usadas principalmente nos EUA. As roscas de tubos destas normas, não são intercambiáveis com as roscas BSP.

A norma ou um padrão é um documento que contém acordos, especificações ou critérios sobre um produto, serviço ou método. Normas são estabelecidas dentro de uma empresa ou organização ou dentro de um consórcio de organizações ou por organizações de normalização reconhecidos. Organismos de normalização reconhecidos (nacionais e internacionais) trabalham de acordo com um processo definido.

 

Normas são de grande importância no comércio internacional. As normas garantem que os produtos ou serviços são mais facilmente aceites noutros países. Quando existe uma norma, um produto requer pouca ou nenhuma informação adicional. A maioria das características do produto (no caso de artigos de fixação, muitas vezes dimensões, tolerâncias, materiais, propriedades mecânicas etc.) são todas descritas na norma. As normas também tornam mais fácil informar a disseminar novas tecnologias.

 

As normas são geralmente aplicadas voluntariamente. Isto não significa que, por vezes, a conformidade com a norma pode ser obrigatória. Um governo pode referir-se a normas em leis e regulamentos. Os contratos também podem referir-se à aplicação – à adesão – a normas específicas.

 

As principais organizações de normalização para artigos de fixação: