Arruela cunha para viga I e U

O que é a arruela cunha

Perfis laminados de abas inclinadas (os I e U clássicos) têm a face interna da aba em rampa: a aba é mais grossa junto à alma e mais fina na ponta. Um parafuso que atravessa essa aba fica perpendicular à face externa, que é plana, mas a porca do lado de dentro encontra uma superfície torta. A arruela cunha tem exatamente a inclinação que falta: um lado grosso, um lado fino e a face de cima paralela à porca.

No mercado ela aparece como arruela inclinada, arruela chanfrada, arruela biselada, arruela cônica para viga e taper washer. As normas mais pedidas são a DIN 434 (8%), a DIN 435 (14%) e a ASTM F436 chanfrada (1:6).

A especificação RCSC para parafusos estruturais, adotada pelo AISC, é direta: quando a face de apoio tem inclinação maior que 1:20 (5%) em relação ao plano perpendicular ao parafuso, usa-se arruela chanfrada para compensar. Todas as abas inclinadas de perfis laminados passam desse limite.

Qual arruela cunha usar em cada perfil

A arruela certa é a que tem a mesma inclinação da aba. O perfil diz qual é:

Hoje a maior parte das estruturas novas usa perfil W ou perfil soldado, de abas paralelas, e aí a cunha não entra. Ela aparece em reforço de estruturas antigas, monovias e caminhos de rolamento em perfil I, máquinas e equipamentos importados com perfis europeus, e em suportes presos na aba de vigas I e U.

Como medir a inclinação da aba

Quando o perfil não está identificado, meça. Basta um paquímetro:

1. Meça a espessura da aba em dois pontos na mesma linha, um perto da alma e outro perto da ponta, longe do raio de concordância.

2. Meça a distância entre os dois pontos, na largura da aba.

3. Divida a diferença de espessura pela distância. Exemplo: 14,0 mm e 10,5 mm medidos a 25 mm um do outro dão 3,5 ÷ 25 = 0,14, ou 14%: perfil I europeu, DIN 435.

Abaixo de 5% (1:20), a arruela plana resolve. Entre 7 e 9%, DIN 434. Entre 13 e 17%, DIN 435 ou F436 chanfrada, conforme o parafuso. Na dúvida, mande as medidas pelo WhatsApp que indicamos a arruela.

DIN 434, DIN 435 e F436 chanfrada

• 8% · perfil U

  DIN 434

  Quadrada (retangular em algumas bitolas), de M8 a M27. Aço não temperado, 100 a 250 HV, para parafuso até a classe 5.6.

• 14% · perfil I

  DIN 435

  Mesma família e mesmas bitolas da DIN 434, mais grossa por causa da inclinação maior. Também até a classe 5.6.

• 1:6 · estrutural

  ASTM F436 chanfrada

  A versão quadrada e inclinada da arruela F436: temperada, para parafusos A325 e A490, de 1/2" a 1.1/2".

• 8% e 14% · HV

  DIN 6918 e DIN 6917

  Arruelas cunha temperadas para ligações com parafuso de alta resistência (8.8 e 10.9): a 6918 para perfil U e a 6917 para perfil I.

As tabelas completas, com furo, lados e espessuras de M8 a M27, estão nas páginas da arruela DIN 434 e da arruela DIN 435.

Tabela da arruela ASTM F436 chanfrada (1:6)

A ASTM F436 cobre as arruelas planas e as chanfradas (beveled) para parafusos estruturais. A chanfrada é quadrada, com inclinação de 1:6 e espessura média de 5/16", e tem a mesma dureza da F436 plana. Medidas em polegadas, com milímetros entre parênteses:

A norma admite arruela retangular, com um dos lados maior que o da tabela, e arruela com um canto cortado (clipped) para caber perto da alma, desde que o corte não chegue a menos de 7/8 do diâmetro do parafuso a partir do centro. Para escolher a F436 plana e entender dureza e marcação, veja o guia da arruela F436.

Parafuso comum ou de alta resistência

A escolha da arruela cunha depende também do parafuso:

• Parafuso comum (classe 4.6 ou 5.6, ASTM A307): DIN 434 ou DIN 435. Elas não são temperadas e não precisam ser, porque não há pré-carga alta.
• Parafuso de alta resistência com pré-carga (8.8, 10.9, ASTM A325, ASTM A490): arruela temperada. A arruela mole afunda sob a porca, a ligação perde aperto com o tempo e a protensão medida no torque não se mantém. Use DIN 6917, DIN 6918 ou F436 chanfrada.

Em ligação estrutural, o conjunto vai junto: parafuso, porca e arruela da mesma família e do mesmo acabamento. Veja parafusos ASTM A325 para estruturas metálicas.

Como montar a arruela cunha

• Lado grosso para a ponta da aba. A aba é mais fina na ponta, então é ali que falta material. Ao contrário, a arruela dobra a inclinação.
• Lado b no sentido da largura da aba. Na DIN 434 e na DIN 435 a espessura varia ao longo do lado b; o lado a fica atravessado.
• Só do lado inclinado. A face externa da aba é plana: do outro lado, cabeça ou porca apoiam em arruela plana.
• Gire o elemento do lado plano quando puder. Se a porca gira sobre a cunha, a arruela tende a girar junto e sair da posição. Segure a cunha ou aperte pela cabeça, do lado plano.
• Nas duas abas de um mesmo parafuso (perfil I ligado a outro perfil I, abas viradas uma para a outra), uma cunha de cada lado.

Como especificar a arruela cunha no pedido

1. Norma ou inclinação: DIN 434 (8%), DIN 435 (14%), F436 chanfrada (1:6), DIN 6917 ou DIN 6918. Sem a norma, informe o perfil ou as medidas da aba.

2. Bitola do parafuso: métrica (M12, M16, M20…) ou em polegada (1/2", 5/8", 3/4"…).

3. Acabamento: natural, zincado, galvanizado a fogo (o mesmo do parafuso) ou inox A2/A4.

4. Quantidade, lembrando que vai uma cunha por parafuso em cada aba inclinada.

Precisa de outra inclinação, furo ou tamanho? Arruela cunha fora de norma pode ser feita sob encomenda: mande o perfil ou o desenho.