GUIA TÉCNICO AVANÇADO

Pré-carga em Juntas Aparafusadas: Guia Completo

Entenda por que a pré-carga é o fator mais crítico em juntas aparafusadas e como garantir a tensão correta em aplicações industriais.

75%

Pré-carga típica

Métodos de controle

±5%

Precisão máxima

O que é pré-carga em parafusos e qual o valor ideal?

Pré-carga (preload) é a força de tração aplicada ao parafuso durante o aperto, antes de cargas externas. O valor ideal é 70-90% do limite de escoamento: 75% para uso geral, 85-90% para juntas críticas. Controla-se por torque (±25%), torque+ângulo (±15%) ou tensionadores (±5%).

Verificado por especialista

Ref: VDI 2230 | ISO 16047

Atualizado: 2 de Janeiro de 2026

Por: Eng. Carlos Roberto Silva

Verificado: ISO 9001 | ABNT

Normas de referência: VDI 2230 ISO 16047 ISO 898-1

📚 Neste Guia: O que é Pré-carga Importância Cálculo Métodos de Controle Problemas Comuns FAQ

O que é Pré-carga (Preload)?

Pré-carga é a força de tração aplicada ao parafuso durante o aperto, antes de qualquer carga externa atuar na junta. Quando você aplica torque com uma chave, o parafuso se alonga elasticamente e comprime os membros da junta, criando uma força de fixação.

Analogia Simples:

Pense em um elástico esticado segurando dois livros juntos. A força do elástico esticado é a "pré-carga". Mesmo se você tentar separar os livros levemente, o elástico mantém tudo unido - esta é a função da pré-carga.

Como a Pré-carga é Gerada

🔧

1. Torque Aplicado

Força rotacional na chave ou torquímetro

↕️

2. Alongamento

Parafuso estica elasticamente (como mola)

⬇️

3. Compressão

Membros da junta são comprimidos

Por que a Pré-carga é Crítica?

Previne Afrouxamento por Vibração

Juntas com pré-carga adequada resistem à vibração. O atrito entre as superfícies comprimidas impede o giro espontâneo da porca. Pré-carga insuficiente = afrouxamento progressivo.

Aumenta Resistência à Fadiga

Com pré-carga alta, a variação de tensão no parafuso sob carga cíclica é menor. A junta "absorve" parte da carga. Resultado: vida em fadiga 5-10x maior.

Garante Vedação

Juntas flangeadas, gaxetas e O-rings precisam de compressão uniforme para vedar. Pré-carga insuficiente = vazamentos; excessiva = danifica a gaxeta.

Distribui Cargas Uniformemente

Em juntas com múltiplos parafusos, pré-carga uniforme garante que todos compartilhem a carga. Variações causam sobrecarga localizada.

Cálculo da Pré-carga

Fórmula Básica

                  Fi = σy × As × %utilização
                
                  Fi = Força de pré-carga (N)

                  σy = Limite de escoamento do parafuso (MPa)

                  As = Área de tensão da rosca (mm²)

                  %utilização = 0.70 a 0.90 (70-90%)

Tabela de Pré-carga por Classe

Parafuso	As (mm²)	Classe 8.8	Classe 10.9	Classe 12.9
M6	20.1	9.6 kN	14.2 kN	16.5 kN
M8	36.6	17.5 kN	25.8 kN	30.0 kN
M10	58.0	27.8 kN	40.9 kN	47.6 kN
M12	84.3	40.4 kN	59.4 kN	69.2 kN
M16	157	75.2 kN	111 kN	129 kN
M20	245	117 kN	173 kN	201 kN

* Valores para 75% do limite de escoamento, condição lubrificada (K=0.15)

Relação Torque-Tensão

                  T = K × d × Fi
                
                  T = Torque (Nm)

                  K = Fator de torque (0.10 a 0.25)

                  d = Diâmetro nominal (mm)

                  Fi = Pré-carga desejada (kN)

Importante - Fator K:

O fator K varia significativamente: Seco = 0.20-0.25 | Oleado = 0.15-0.18 | Lubrificante molybdênio = 0.10-0.12. Variação de K causa variação proporcional na pré-carga!

5 Métodos de Controle de Pré-carga

1 Controle por Torque

Método mais comum. Usa torquímetro calibrado para aplicar torque especificado.

Vantagens:

Simples e rápido
Equipamento acessível
Fácil treinamento

Limitações:

Precisão ±25-30%
Depende do atrito
Calibração necessária

±25%

Precisão

2 Torque + Ângulo (Turn-of-Nut)

Aplica torque inicial (snug) + ângulo adicional de giro. Padrão em estruturas de aço.

Vantagens:

Melhor precisão
Menos sensível ao atrito
Detecta problemas de rosca

Limitações:

Requer marcação
Mais lento
Treinamento específico

±15%

Precisão

3 Medição de Estiramento

Mede alongamento real do parafuso com micrômetro ou ultrassom.

Vantagens:

Maior precisão
Mede tensão diretamente
Independe do atrito

Limitações:

Equipamento caro
Acesso às extremidades
Mais demorado

±5%

Precisão

4 Tensionadores Hidráulicos

Aplica carga axial direta no parafuso sem torção. Usado em flanges críticos.

Vantagens:

Sem torção no parafuso
Controle preciso
Ideal para grandes diâmetros

Limitações:

Equipamento muito caro
Requer espaço
Pessoal especializado

±5%

Precisão

5 Arruelas Indicadoras (DTI)

Arruelas com saliências que se achatam indicando nível de compressão.

Vantagens:

Indicação visual
Verificação fácil
Sem calibração

Limitações:

Custo por peça
Uso único
Precisão moderada

±10%

Precisão

Perguntas Frequentes (FAQ)

O que é pré-carga em parafusos?

Pré-carga (preload) é a força de tração inicial aplicada ao parafuso durante o aperto, antes de qualquer carga externa. Quando aplicamos torque, o parafuso se alonga elasticamente e comprime os membros da junta. Esta tensão inicial mantém a junta unida e é essencial para evitar afrouxamento por vibração, fadiga e vazamentos.

Qual deve ser a pré-carga ideal em um parafuso?

A pré-carga ideal geralmente fica entre 70-90% do limite de escoamento do parafuso. Para aplicações gerais: 75%. Para juntas críticas com controle de ângulo: 85-90%. Valores muito baixos causam afrouxamento; muito altos causam escoamento ou fragilização.

Por que a pré-carga é importante?

A pré-carga é crítica porque: 1) Previne afrouxamento por vibração; 2) Aumenta resistência à fadiga (reduz amplitude de tensão no parafuso); 3) Garante vedação (compressão de gaxetas); 4) Distribui cargas uniformemente entre parafusos da junta.

Como controlar a pré-carga no aperto?

Métodos de controle: 1) Torque (±25-30% precisão) - mais comum; 2) Torque + Ângulo (±15%); 3) Estiramento (±5%) - mede alongamento; 4) Tensionadores hidráulicos (±5%) - carga axial direta; 5) Arruelas DTI - indicação visual de compressão.

Calcule o Torque

Use nossa calculadora de torque para determinar a pré-carga correta.

Calculadora de Torque

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⚠️ Dica Importante

Nunca reutilize parafusos de alta resistência (10.9, 12.9) em juntas críticas após estiramento significativo. O material pode estar no regime plástico.

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