Quando preciso de uma torqueadeira e qual multiplicador de torque é o melhor?
Localização: Wissen an der Sieg - Publicado em: 15.03.2023 - Autor: F. Berger
Nas nossas conversas do dia-a-dia com os nossos clientes, ouvimos regularmente uma certa incerteza na formulação da sua situação inicial. Isso geralmente resulta da falta de experiência com conexões aparafusadas na faixa de torque alta (e baixa). Além disso, o mercado de torqueadeiras (também conhecidas como multiplicador de torque, torqueadeira, multiplicadores de torque ou multiplicadores de torque alto) é diversificado e oferece várias oportunidades de compra interessantes, mas também algumas ruins. Do ponto de vista financeiro, não se deve subestimar o cuidado ao investir em uma torqueadeira. Gostaríamos de ver quando uma torqueadeira é usada e qual o papel que as torquímetros desempenham neste contexto.
Gostaríamos de lhe fornecer um guia que o ajudará a eliminar as suas incertezas iniciais, para que possa começar a entrevista de consultoria em condições de igualdade e responder às seguintes perguntas: “Preciso de um torqueadeira?” ou “Qual é o melhor torqueadeira?” para encontrar uma resposta que funcione para você.
Figura 1: Torqueadeira
Figura 2: Torquímetro
Estrutura e conteúdo
A primeira pergunta geralmente é: "Preciso de uma torqueadeira?" - Quando você precisa de um torquímetro e quando de uma torqueadeira? As duas coisas também são possíveis? Quais são as vantagens e desvantagens dos dois instrumentos de aparafusamento? Neste artigo, gostaríamos de ir ao fundo dessas questões:
Resumo
Drehmomentschlüssel | Torque Spanner | Drehmomentschrauber | Torque wrench | ||
|---|---|---|---|---|---|
+ | Kostengünstiger als Drehmomentschrauber | More cost-effective than torque wrenches | + | Kraftanstrengung des Anwenders kann dank elektrischem, pneumatischen oder hydraulischen Antrieb auf ein Minimum reduziert werden | Exertion of the user can be reduced to a minimum thanks to electric, pneumatic or hydraulic drive |
+ | Ggf. geringeres Gewicht bei gleicher/höherer Leistung | Possibly lower weight with the same/higher performance | + | Fest programmierte Drehmomentwerte, bei denen Drehschrauber automatisch abschalten garantieren ein hohes Maß an Prozesssicherheit | Fixed programmed torque values, at which torque wrenches automatically switch off, guarantee a high degree of process reliability |
+ / - | Keine Abstützung für die Erzeugung eines Gegenmoments. Platzeinsparung, aber geringere Sicherheit | No support for generating a counter-torque. Space saving, but lower safety | + | Bessere Schraubfrequenz- und geschwindigkeit dank verschiedenster Antriebsarten. | Better screwing frequency and speed thanks to a wide range of drive types. |
- | Maximales Drehmoment von ca. 3.000 Nm limitiert Anwendungsspielraum | Maximum torque of approx. 3,000 Nm limits scope of application | - | Bei pneumatischen und hydraulischen Drehschraubern zusätzliches Equipment benötigt | Additional equipment required for pneumatic and hydraulic torque wrenches |
- | Ergonomische Konflikte (z.B. Kraftaufbringung in schlechter Körperhaltung) führen zur Gesundheitsgefährdungen des Werkzeugführers | Ergonomic conflicts (excessive weight of the spanner, application of force in poor posture) lead to health hazards for the tool operator | - | Ggf. Schulung notwendig, um Anwender vorzubereiten | Training may be necessary to prepare users. |
- | Ggf. Geschwindigkeitsabnahme/Zeitverlust bei mehreren Verschraubung auf Grund menschlicher Belastungsgrenze | Possible speed reduction/time loss with multiple bolting due to human load limit | - | Teurer als Drehmomentschlüssel | More expensive than torque spanner |
Em algumas aplicações, existem argumentos a favor do uso de um torquímetro e/ou torqueadeira. Os casos de parafusamento geralmente devem ser avaliados individualmente. No entanto, existem determinados critérios que podem ser considerados fixos. É sempre importante envolver todas as partes no processo de consulta: as pessoas que fazem o trabalho e aquelas que pagam pelos instrumentos para fazer o trabalho.
As torquímetros são, na maioria das vezes, ferramentas baratas para criar uma conexão de torque segura e precisa. Eles provam ser uma ferramenta útil, especialmente para pequenos torques e um baixo número de conexões aparafusadas. Assim que o torque e a frequência de aparafusamento aumentam, a mudança para uma torqueadeira geralmente se torna inevitável. Além disso, oferece vantagens decisivas em termos de ergonomia e segurança no trabalho.
Neste artigo, resumimos os parâmetros mais importantes para o preparar melhor para a sua primeira consulta.
Situação inicial: Preciso de uma torqueadeira ou torquímetro?
Para avaliar esta questão, gostaríamos de considerar e explicar os seguintes aspectos:
Torque
O torque (em Newton metros) resulta da multiplicação de uma força (em Newtons) e um braço de alavanca (em metros). A força, por sua vez, resulta da multiplicação de uma massa (em quilogramas) pela aceleração da gravidade (cerca de um fator de 10 para a multiplicação pelo peso). O que isso significa para nós? Com esse conhecimento, podemos determinar um limite teórico dos valores máximos de torque que se pode esperar de uma pessoa em seu trabalho diário. Para ter uma noção de quantos quilos você pode exercer em um braço de alavanca, pressione uma balança doméstica padrão com as duas mãos. Cerca de 100 kg são certamente possíveis para uma pessoa treinada (aprox. 1.000 N). Mas mesmo as forças necessárias mais baixas podem se tornar (super)exigentes se tiverem de ser aplicadas rapidamente e várias vezes seguidas. Se essas forças tiverem que ser aplicadas acima da cabeça ou em locais de difícil acesso, aumenta o risco de acidentes de trabalho.
Força (N) x braço da alavanca (m) = torque (Nm)
Figura 3: Nem uma variação da força nem do braço de alavanca seria possível aqui sem risco de ferimentos devido às condições de espaço limitado.
Parafuso
Obviamente, o torque e o tipo de rosca influenciam na escolha da ferramenta certa. Basicamente, o torque necessário aumenta com o tamanho do torque e a classe de resistência. Isto significa que, à medida que o tamanho do torque aumenta, a decisão de comprar uma torqueadeira se torna mais importante. Mas mesmo pequenos torques com baixo torque (por exemplo, 100 - 200 Nm) devem ser aparafusados
Além disso, a rosca não deve ser negligenciada: com algumas torquímetros não é possível aparafusar roscas à esquerda (leia aqui o seu manual). Roscas finas geralmente requerem torques mais altos e manivelas frequentes devido ao passo da rosca. Ambos os casos são aplicações esperadas para o uso de torqueadeira.
Ambiente de aparafusamento
Como explicamos ao considerar o primeiro fator (torque), o torque consiste em uma força e um braço de alavanca. O comprimento do braço de alavanca deve ser aumentado com uma força constante para aumentar o torque. De um modo geral, o cálculo é simples: se o espaço para o braço da alavanca for limitado, é necessária mais força (observe as opções de aplicação de força pelo usuário da ferramenta). Se essa força não estiver disponível (por razões físicas e de espaço de instalação), é necessário aumentar o braço de alavanca. De acordo com os componentes circundantes, isso resulta em limites dimensionais claros.
Além disso, observe o risco de danos aos componentes ou pessoas ao redor devido a escorregamento! Ao usar torquímetro, pelo menos dois usuários são recomendados e necessários para altos torques (de aprox. 1.000 Nm). Como a torquímetro não possui barra de reação própria, ela deve ser estabilizada de forma complementar. Isto é particularmente importante para torques sextavados, uma vez que a aplicação de força aqui é claramente menos favorável do que com um hexágono externo. Se o torquímetro escorregar, os componentes próximos e o torque podem ser danificados e pessoas podem sofrer ferimentos. Golpes bruscos no braço de alavanca da torquímetro (por exemplo, com um martelo para gerar força momentânea) aumentam ainda mais o risco de escorregamento, destruindo o torquímetro e o torque
Figura 4: Torqueadeira à bateria em espaços apertados
Figura 5: Torqueadeira elétrica em espaços apertados
Segurança e saúde no trabalho
Quanto mais vezes você tiver que realizar conexões rosqueadas com um torquímetro, mais extenuante e cansativo se torna para a pessoa que usa a ferramenta. A consideração deste aspecto aumenta com o aumento do torque. Se a conexão roscada for efetuada acima da cabeça ou em torques de difícil acesso, a aplicação ergonômica da força por parte da pessoa que utiliza a ferramenta só é possível de forma limitada ou mesmo inexistente. Como já foi discutido na secção sobre o ambiente de aparafusamento, existe ainda o perigo de escorregar devido às poucas possibilidades de apoio para o torquímetro.
Apertar e/ou afrouxar torques?
Este aspecto muitas vezes não é incluído na decisão de compra. O afrouxamento dos componentes sem destruí-los é uma vantagem decisiva da conexão a torque em comparação com outros tipos de conexão, como a soldagem.
Os torquímetros são ferramentas de montagem e não são adequadas para desapertar torques. Se você soltar os torques de qualquer maneira, os valores de calibração podem ficar desalinhados ou a torquímetro pode ficar danificado.
Contratorque
É necessário uma barra de reação para estabilizar a torqueadeira. Isso é aplicado a um componente adequado próximo ao torque. Ela oferece ao usuário vantagens decisivas: O braço de reação favorece a colocação vertical da torqueadeira no torque. Isso melhora drasticamente o fluxo de força e evita danos no torque (por exemplo, a abrasão das arestas interiores dos torques sextavados). Além disso, a barra de reação protege o usuário contra danos causados pelo deslizamento da torqueadeira. A posição adequada de uma barra de reação nem sempre é dada de imediato - para este caso, existem braços de reação feitos sob medida.
Um torquímetro não possui essa barra de reação. Isso pode ser uma vantagem se não houver espaço disponível para quaisquer barras de reação. No entanto, tem muitas desvantagens quando se trata de grandes projetos.
Se não tiver a certeza de uma análise crítica individual, entre em contato conosco e receba um aconselhamento gratuito.
Decidir sobre uma torqueadeira - qual acionamento?
Depois de decidir a favor de uma torqueadeira, você tem uma variedade de opções: Os multiplicadores de torque estão disponíveis com acionamento à bateria, elétrico, pneumático, hidráulico e mecânico. Então, como encontrar a torqueadeira correta? E qual é a melhor torqueadeira? Em primeiro lugar - aquele que se adapta à sua aplicação! Além disso, você pode observar os seguintes critérios:
-
Ambiente de aparafusamento
-
Acesso a fontes de energia externas (eletricidade, ar comprimido, pressão de óleo)
-
Frequência e ritmo de aparafusamento
-
Tempo de aparafusamento
-
Exigências de documentação/precisão
-
Orçamento
A seguir, examinamos os diferentes tipos de trabalho de acionamento e definimos as vantagens e desvantagens dos respectivos dispositivos.
Torqueadeira manual
Gama de funções
Semelhante a um torquímetro, o torque de entrada é trazido pela força da pessoa que o usa por meio de um braço de alavanca. Os multiplicadores de torque manual são provavelmente a alternativa mais barata para um torquímetro. Graças à tecnologia de engrenagens, no entanto, você pode obter torques de saída iguais ou superiores (ou seja, o torque atuando na cabeça do torque) com menos esforço do que com um torquímetro. Além disso, possui uma barra de reação para gerar o contratorque que protege tanto o torque quanto o usuário. Você pode facilmente operar torques entre 100 e 15.000 Nm com os multiplicadores de torque da JUWEL.
Observe!
Neste caso, devem também ser consideradas as possíveis limitações de espaço de instalação devido ao esforço excessivo do operador.
Vorteile | Advantages | Nachteile | Disadvantages |
|---|---|---|---|
Kleine sowie große Drehmomente möglich | Small as well as large torques possible | Ermüdung des Anwenders | User tiredness |
Keine externe Antriebsquelle benötigt (wie Strom, Öl oder Pneumatik) | No external drive source required (such as electricity, oil or pneumatics) | Ggf. Platzprobleme zur Bedienung des Hebels zur Einleitung des Drehmoments | If necessary, space problems for operating the lever to initiate the torque |
Kostengünstiger Drehmomentschrauber | Cost-effective torque wrench | Langsamer als alternative Antriebe | Slower than alternative drives |
Torqueadeira elétrica
Gama de funções
Em contraste com os torqueadeira mecânica (ou torquímetro), o acionamento e a geração do torque de entrada são assumidos por um motor elétrico. É aqui que surgem vantagens decisivas em termos de velocidade, ergonomia e consistência. O acionamento elétrico também permite atingir torques de até 15.000 Nm. O torque é desligado por níveis de torque rigorosamente definidos. Quando o torque alvo é alcançado, a torqueadeira desliga automaticamente.
Observe!
Para avaliar se a torqueadeira elétrica é adequada para você, você deve se fazer as seguintes perguntas:
-
Tenho uma fonte de alimentação constante? (Esteja ciente que o funcionamento do gerador causar complicações se houver flutuações significativas da corrente)
-
Tenho a possibilidade de disponibilizar a fonte de alimentação nas proximidades da área de aparafusamento?
-
Há alguma complicação com um cabo de força no ambiente de aparafusamento?
-
Trabalho ao ar livre e estou exposto às intempéries (por exemplo, chuva, frio ou calor extremo, poeira/areia) ou em um ambiente fechado?
Vorteile | Advantages | Nachteile | Disadvantages |
|---|---|---|---|
Wesentlich schneller als mechanische Alternativen | Much faster than mechanical alternatives | Ggf. Platzkonflikte mit dem Stromkabel | Possible space conflicts with the power cable |
Reduzierung der körperlichen Aktivität auf das bloße Halten des Drehschraubers | Reduction of physical activity to just holding the torque wrench | Konstante Stromquelle benötigt | Constant current source required |
Große Drehmoment (bei JUWEL bis 15.000 Nm) möglich | High torque (up to 15,000 Nm with JUWEL) possible | Elektrik witterungsanfällig | Electrics susceptible to weather |
Torqueadeira à bateria
Gama de funções
A torqueadeira à bateria oferece quase as mesmas vantagens que a multiplicador de torque elétrico. No entanto, é crucial que possa aparafusar sem uma fonte de alimentação diretamente conectada. A unidade de acionamento é alimentada pela bateria. Isso significa que não há cabos de energia para atrapalhar e o risco de danos ao sistema elétrico devido a flutuações de energia é eliminado.
Você pode carregar as baterias em veículos de construção, por exemplo. Além disso, as baterias e suas capacidades estão em constante desenvolvimento. Os limites atuais da tecnologia de bateria representam claramente uma fotografia.
Observe!
Com todas essas vantagens, deve haver uma desvantagem, não? Sim, devido à tecnologia de bateria, as torqueadeiras à bateria só podem ser usadas até 10.000 Nm de acordo com nossa recomendação. Claro, você também pode obter uma ferramenta à bateria com 10.000 Nm - mas a velocidade diminui à medida que o torque aumenta. Além disso, você deve se certificar de que as baterias sejam carregadas regularmente. Isto é particularmente importante se você planeja longas sessões de aparafusamento: é melhor recarregar à bateria sobressalente imediatamente após trocá-la!
Vorteile | Nachteile | Advantages | Disadvantages |
|---|---|---|---|
Keine störenden Kabel oder Schläuche in der Schraubumgebung | Maximales Drehmoment nicht so hoch wie bei alternativen Antriebsarten (Grenze bei JUWEL bei ca. 7.000 Nm im Vergleich zur Hydraulik (72.000 Nm)) | No disturbing cables or hoses in the screwing environment | Maximum torque not as high as with alternative drive types (limit at JUWEL at approx. 7,000 Nm compared to hydraulics (72,000 Nm)) |
Absolute Flexibilität dank im Betrieb befindlicher Energiequelle (Antrieb durch Akku) | Akkus müssen stets nachgeladen werden | Absolute flexibility thanks to energy source in operation (drive by rechargeable battery) | Batteries must always be recharged |
Kleine sowie große Drehmomente möglich | Small as well as large torques possible |
Torqueadeira digital à bateria
Gama de funções
Em tempos de Indústria 4.0, a digitalização também está chegando ao campo do aparafusamento. O que isso significa especificamente? Graças aos controles digitais, você pode:
-
Programe e documente eletricamente parâmetros como torque, ângulo de rotação, rotações e velocidade
-
Forneça às torqueadeiras programas fixos e proteja-as com uma senha. Os erros de aplicação são reduzidos ao mínimo e a confiabilidade do processo é significativamente melhorada
-
Controle a torqueadeira não apenas no próprio dispositivo, mas também com a ajuda de um telefone celular ou PC/laptop
-
Envie dados de forma totalmente automática, por exemplo, via BUS para uma unidade de armazenamento central ou transfira-os via cabo USB
Observe!
Pergunte com cuidado se você precisa de funções adicionais. As unidades digitais geralmente são mais caras do que as unidades analógicas com o mesmo desempenho. Mesmo que os visores e o software sejam geralmente muito fáceis de usar, os visores e os botões de controle representam uma fonte adicional de danos se usados
Vorteile | Nachteile | Advantages | Disadvantages |
|---|---|---|---|
Verschraubungsparameter (Drehmoment, Drehwinkel, Anzahl der Umdrehungen) genau einstell- und überwachbar | Akkus müssen stets nachgeladen werden | Bolting parameters (torque, angle of rotation, number of revolutions) can be precisely set and monitored | Batteries must always be recharged |
Schraubergebnisse nachhaltig speicherbar (auf dem Gerät, auf PC/Handy oder per BUS-Verfahren auf einer zentralen Steuerungseinheit) | Maximales Drehmoment nicht so hoch wie bei alternativen Antriebsarten (Grenze bei ca. 7.000 Nm im Vergleich zur Hydraulik (72.000 Nm)) | Bolting results can be stored permanently (on the unit, on PC/mobile phone or via BUS procedure on a central control unit) | Maximum torque not as high as with alternative types of drive (limit at approx. 7,000 Nm compared to hydraulics (72,000 Nm)) |
Kleine sowie große Drehmomente möglich | Höhere Kostenaufwand auf Grund digitaler Technologie | Small as well as large torques possible | Higher costs due to digital technology |
Höchstes Maß an Genauigkeit und Prozesssicherheit | Display und Bedienknöpfe anfällig für Schäden / kompletter Gerätedefekt droht bei Beschädigung | Highest level of accuracy and process reliability | Display and control knobs susceptible to damage / complete unit defect threatened if damaged |
Keine störenden Kabel oder Schläuche in der Schraubumgebung | No disturbing cables or hoses in the screwing environment | ||
Absolute Flexibilität dank im Betrieb befindlicher Energiequelle (Antrieb durch Akku) | Absolute flexibility thanks to energy source in operation (drive by rechargeable battery) |
Torqueadeira pneumática
Gama de funções
Em contraste com as torqueadeiras elétricas/à bateria, a engrenagem não é acionada por eletricidade, mas por pneumática, ou seja, ar comprimido. Isso significa que torques de até 15.000 Nm podem ser alcançados. Graças à regulagem por ar comprimido, a torqueadeira pode ser regulada com muita suavidade - isso reduz claramente as vibrações e leva a uma maior facilidade de uso.
Observe!
Para gerar o ar comprimido, são necessários um compressor e uma mangueira de ar comprimido. Semelhante à operação de uma torqueadeira elétrica, aqui podem ocorrer possíveis conflitos de espaço no ambiente de aparafusamento.
Vorteile | Advantages | Nachteile | Disadvantages |
|---|---|---|---|
Vibrationsfrei und geräuscharm | Vibration-free and low-noise | Ggf. keine Druckluft verfügbar | Compressed air may not be available |
Sanftes Anfahr- und Abbremsverhalten ermöglicht auch bereits angezogene Schrauben nachzuziehen | Smooth start-up and braking behaviour also allows screws that have already been tightened to be retightened | Ggf. Platzkonflikte mit Druckschlauch | Possible space conflicts with pressure hose |
Konstant vorherrschender Überdruck in Antriebseinheit begünstigt Arbeit in verstaubten Umgebungen | Constantly prevailing overpressure in drive unit favours work in dusty environments | ||
Besonders geeignet für Verschraubungen in Brennstoff-Umgebungen | Particularly suitable for fittings in fuel environments |
Torqueadeira hidráulica
Gama de funções
Ao usar uma torqueadeira hidráulica, o torque de entrada é gerado usando a pressão do óleo. Para fazer isso, você precisa de uma bomba de óleo (por exemplo, elétrica ou a gasolina). Semelhante à pneumática, o acionamento é gerado por um fluido comprimido. Torques imensos são possíveis com este.
Com as chaves de torque hidráulicas, você pode escolher entre as chamadas torqueadeira hidráulica com cassete e torqueadeiras quadradas. Para chaves de torque hidráulicas com cassete, coloque o dispositivo no torque a ser apertado e o cassete, no qual o torque atua, envolvendo a cabeça do torque. Com um torquímetro hidráulico, você tem um encaixe quadrado, semelhante a um multiplicador de torque elétrico. Finalmente, você pode apertar os torques usando uma porca (ou seja, um componente que possui um quadrado na conexão com o acionamento e um hexágono na parte inferior).
Observe!
Você precisa de mangueiras e uma bomba para gerar a pressão. Assim como na operação de uma torqueadeira pneumática, aqui podem ocorrer possíveis conflitos de espaço no ambiente de parafusamento. Além disso, observe que a pressão do óleo é de aproximadamente 800 bar. As chaves de torque hidráulicas, válvulas e mangueiras requerem manutenção regular para evitar lesões aos usuários, danos aos componentes e esmagamento.
Vorteile | Advantages | Nachteile | Disadvantages |
|---|---|---|---|
Kaum Grenzen bei der Schlüsselweite gesetzt | Hardly any limits set for the width across flats | Energiequelle für den Antrieb der Ölpumpe notwendig (z.B. Benzin oder Strom) | Energy source required to drive the oil pump (e.g. petrol or electricity) |
Hohe Drehmomente bis über 70.000 Nm möglich | High torques up to over 70,000 Nm possible | Pumpe benötigt | Pump needed |
Geeignet für enge Bauraumverhältnisse | Suitable for tight installation spaces | Ggf. Platzkonflikte mit hydraulischen Schläuchen | Possible space conflicts with hydraulic hoses |
Umständlich bei mehreren Verschraubungen, die nicht in einem engen Umkreis liegen | Exhausting several screw connections that are not within a close radius |
A empresa E. Berger JUWEL-Schraubtechnik oferece torqueadeiras de Wissen an der Sieg há mais de 40 anos. Como especialistas na área de tecnologia de aparafusamento, teremos prazer em aconselhá-lo em sua próxima aplicação. Com base nas suas necessidades, oferecemos-lhe a torqueadeira adequada, incluindo quaisquer acessórios.
Este artigo não substitui o aconselhamento pessoal e técnico de uma pessoa treinada. Se você não tiver certeza, por favor, marque uma consulta pessoal em qualquer caso.