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ARTIGOS
Spider Nut: solução inovadora para fi xação
segura, econômica e fácil
Dr. Ing. Mauro M. de Souza Juliano Savoy Paulo Cesar Sigoli Marcelo A. do C. Silva
Elevadas cargas axiais aplicadas sobre determinados
componentes de montagem móveis podem restringir
seus movimentos e, em algumas aplicações, podem
levar até o travamento total do sistema. A montagem
destes componentes é caracterizada, geralmente, como
de segurança e de elevada solicitação mecânica. Para
estas aplicações são utilizadas, hoje em dia, porcas autotravantes
ou porcas travantes.
As porcas auto-travantes impõem um torque prevalente
à junta, o qual evita o afrouxamento e mantém a
montagem segura. O torque prevalente pode ser
obtido por diferentes formas, como por exemplo, por
deformação de alguns fi letes da rosca, por diferença
entre o passo de rosca da porca e do parafuso, porca
com inserto metálico ou de poliamida.
Já as porcas travantes, exigem um componente externo
para garantia da função de fi xação da montagem, tais
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como: cupilhas, anéis e capas de travamento, porém, as
porcas travantes também podem ser representadas pela
fi xação através da deformação de uma determinada
região da rosca da porca ou de um colar, simulando
uma cupilha, após a montagem. Este procedimento,
muitas vezes, envolve diversos componentes para a
montagem, restringe a sua reutilização, aumenta custos,
e possibilita falhas na linha de montagem e durante a
manutenção futura.
A solução inovadora da Neumayer Tekfor Automotive
Brasil, chamada de Spider Nut, apresenta, em seu
desenvolvimento, um sistema efi ciente, de fácil
montagem em linha e em manutenções futuras,
sem comprometer a efi cácia e a funcionalidade dos
componentes da junta aparafusada. Esta solução
combina características de funcionalidade tanto de
porcas travantes como de auto-travantes.
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Figura 1 - Exemplo de elementos para fi xação de um cubo de roda traseiro
Para demonstrar o seu funcionamento, apresentaremos
a Spider Nut em uma aplicação para fi xação de cubos
de roda traseiro sobre rolamentos cônicos.
A montagem de rolamentos de rolos cônicos em cubos
de roda, normalmente requer ajuste na pré-carga axial
para evitar o bloqueio do rolamento e o conseqüente
bloqueio da roda.
A fi gura 1 apresenta um exemplo de um conjunto de
componentes usado em uma montagem possível de um
cubo de roda. Nesta fi gura pode ser visto o rolamento
de rolos cônicos, o disco de pressão, a porca, a capa
dodecagonal e a cupilha de segurança que evita a soltura
do conjunto.
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A instalação de um cubo de roda segue os passos que estão
descritos na fi gura 2. Primeiramente, o rolamento cônico
é instalado (A) e então o disco de pressão é encaixado no
eixo (B). A porca é instalada (C) e fi xada até o correto
ajuste axial do rolamento. Obtêm-se, com isto, o giro
livre da roda sem folga axial (D). A capa é inserida
sobre a porca de forma que seja possível posicionar
Para facilitar esta montagem, foi desenvolvido
pela empresa um novo conceito de porca a qual
é capaz de manter a segurança do sistema de
travamento com maior precisão e efi ciência.
A Spider Nut é constituída de um corpo roscado,
uma mola em forma de aranha e uma arruela
de travamento. Sua utilização é adequada para
aplicações em ponta de eixo de roda, aplicações
para fi xação de rolamentos cônicos ou em
qualquer outra aplicação de segurança.
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Figura 2 - Exemplo de instalação de um cubo de roda traseiro
Figura 4 - Posicionamento da arruela no eixo
a cupilha de segurança em um dos furos do eixo (E).
A cupilha é dobrada nas extremidades para garantir a
segurança do conjunto (F).
Neste procedimento, requer-se muito tempo para
instalação dos quatro componentes e também
para a manutenção, gerando custos de produção,
logística e de estoques.
Figura 3 - Porca montada
A guia retangular da arruela na fi gura 4
se encaixa no rasgo de chaveta do eixo
o qual evita a rotação entre a arruela e
o eixo.

Figura 5 - Movimento do braço da mola
CONCEITO DE OPERAÇÃO
Com a introdução de uma chave soquete os braços da
mola aranha se fecham liberando o movimento rotativo
entre a porca e a arruela, e consequentemente permitindo
o rosqueamento ou desrosqueamento da porca no eixo,
como mostrado na fi gura 5. Quando a chave de soquete
é removida, os braços da mola retornam à sua posição
original e um dos braços se acopla em um dos rasgos
da arruela bloqueando assim o movimento de rotação
entre o corpo roscado e a arruela e, consequentemente,
restringindo o movimento da porca com eixo. Dependendo
do projeto, são possíveis até 102 posições para o encaixe
de um dos braços da mola nos rasgos da arruela, ou seja,
uma posição de acoplamento a cada 3,53º. Uma porca
com rosca de passo 1mm, por exemplo, possuirá precisão
de ajuste axial de 0,01mm.
NOVO CONCEITO DE MONTAGEM DO CUBO
DE RODA TRASEIRO
O novo processo inovador de fi xação do cubo de roda
é feito de acordo com os passos mostrados na fi gura 6.
Primeiramente, o rolamento cônico é instalado (A). O
guia retangular da arruela é posicionado com a chaveta
do eixo (B). A porca é encaixada no eixo (C), e uma chave
soquete é introduzida no sextavado da porca para liberar
o giro da mesma (D). A porca é apertada até que o correto
ajuste axial do rolamento seja alcançado, objetivando-se,
com isto, o giro livre da roda sem folga axial (E). Após
a remoção da chave soquete, a porca permanece fi xa
no eixo (F), ou seja, o bloqueio ocorre imediatamente
quando um braço da mola acopla em um dos rasgos
da arruela. (G ).
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Apesar da montagem de cubos
de roda com rolamentos de
rolos cônicos ser complexa,
devido à restrição das forças
axiais atuando em todo o
sistema, esta solução atende
aos requisitos considerados
essenciais para um produto
superior e competitivo, como
garantia de elevada segurança,
redução de custos do sistema
e otimização do tempo e
recursos de montagem.
VANTAGENS DA SPIDER NUT EM COMPARAÇÃO COM OUTRAS SOLUÇÕES
Estoque e logística
Linha de montagem
Montagem
Segurança
Manutenção
Aplicação
Custo
Figura 6 - Novo conceito de montagem do cubo de roda traseiro
Muitas soluções de sistemas de fi xação têm sido desenvolvidas
nos últimos anos a fi m de garantir a segurança e efi ciência de
uma junta parafusada. Na maioria das vezes, essas se tornam
muito caras e inviáveis para os clientes.
As principais premissas para novas soluções em fi xadores
são, a segurança, o baixo custo e a facilidade de aplicação e
manutenção, porém, um novo produto com a exclusão de um
destes três requisitos fi cará incompleta.
A solução apresentada neste artigo, resulta de muitos anos de
trabalho em sistema de fi xação, a fi m de reduzir os custos das
linhas de montagem, e de ajudar os engenheiros a solucionar
problemas freqüentes de juntas aparafusadas.
A Spider Nut pode sempre ser pensada quando nos deparamos
com sistemas complexos, onde muitos componentes são
envolvidos, e que requerem elevado grau de segurança funcional,
baixos custos de montagem ou manutenções futuras do sistema
e com precisão de posicionamento axial no eixo roscado.
24•Revista do Parafuso - Fevereiro / Março 2011
Posição em estoque de apenas uma única peça, ao em vez de vários componentes
Rápida e fácil. Cerca de 60% mais rápida do que os atuais sistemas de montagem de
cubos de rodas com rolamento de rolos cônicos.
Com ou sem carga axial.
Precisão - 0,01 mm de posicionamento axial da porca no parafuso.
Solução segura contra perda de torque.
Fácil manuseio para manutenções futuras dos componentes da roda.
Sem limitação de reuso para a porca.
Redução de custos de aproximadamente 10% em comparação ao sistema de fi xação atual.
*Dr.-Ing. Mauro Moraes de Souza
Chief Engineer R&D Brazil
mauro.souza@neumayer-tekfor.com.br
*Juliano Savoy
R&D Engineering Manager
juliano.savoy@neumayer-tekfor.com.br
*Paulo Cesar Sigoli
R&D Product Engineer - Fastener
paulo.sigoli@neumayer-tekfor.com.br
*Marcelo Adriano do Carmo Silva
R&D Product Engineer - Driveline
marcelo.silva@neumayer-tekfor.com.br