Quais as características de Porcas de aeronaves (Nuts)

As porcas de aeronaves são o segundo elemento chave em dispositivos de fixação. Tem rosca interna que tem de casar com a do parafuso com o mesmo diâmetro.

As porcas de aeronaves usadas em aviação são feitas em diversos formatos e tamanhos. São fabricadas com aço carbono banhado em cádmio, aço inoxidável, ou liga de alumínio 2024T anodizado; e pode ser obtida com rosca esquerda ou direita.

Não existem marcas de identificação ou letras nas porcas, elas podem ser identificadas pelas características metálicas, brilho ou cor de alumínio, bronze ou o encaixe, quando a porca for do tipo autofreno.

Tal como os elementos de ligação, também as porcas se podem considerar divididas em duas classes:

• Fixas;
• Removíveis.

Quanto à forma de fixação, as porcas removíveis podem ser:

• Comuns
• Auto-freno

Porcas Auto-freno

As porcas auto-freno dispõem de um dispositivo incorporado que, depois de instaladas, impedem o seu desaperto. O dispositivo pode ser de aço ou de material plástico.

Porcas auto-freno tipo “Boots”

É uma porca construída de uma só peça, inteiramente metálica, destinada a manter a fixação mesmo sob severa vibração.

Estas porcas podem ser desmontadas usando uma chave e reutilizadas sem perda da sua eficiência.

As duas seções são conectadas com uma mola, a qual faz parte integrante da porca.

A mola mantém as seções de frenagem e de suporte de carga a uma certa distância, de modo que os dois setores de fios de rosca fiquem defazados; ou seja, tão espaçado, que um parafuso sendo atarrachado através da seção de suporte de carga deve empurrar a seção de frenagem, de encontro a força da mola, para engrazar propriamente na rosca da seção de frenagem.

Somente com a aplicação de uma ferramenta a porca soltará o parafuso. A porca pode ser removida e reutilizada sem perder sua eficiência.

Porcas auto-freno de Aço Inoxidável

Este tipo de porcas pode facilmente ser montado à mão, uma vez, que a sua ação de freio só inicia quando a porca aperta na superfície a fixar.

A porca consiste de duas partes; o corpo, com um ressalto chanfrado para frenagem com chaveta e uma peça com rosca; um ressalto de frenagem, e uma ranhura de encaixe para a chaveta.

A porca pode ser girada facilmente no parafuso, porque a rosca da peça interna é da mesma medida.

Porca elastic stop

É uma porca padrão, com a altura aumentada, para acomodar um colar de fibra para frenagem. Este colar de fibra é bastante duro e resistente, não sendo afetado quando imerso em água quente ou fria, ou em solventes comuns como éter, tetracloreto de carbono, óleos ou gasolina.

O colar não causa danos à rosca ou à camada protetora do parafuso.

Porca Fixa (Prisioneira)

As porcas fixas também designadas por Porcas de chapa, são normalmente empregues em estruturas onde não existe acesso para a instalação de outro tipo de porcas ou onde não seja possível o posicionamento da respectiva ferramenta de aperto.

A fixação destas porcas pode ser feita através de rebites. Existem diversos tipos de porcas fixas, fabricadas de acordo com as diversas especificações técnicas, e com as características adequadas a cada aplicação.

Material de contrução

Materiais incluem aço carbono, ligas de aço, fibra etc.. Acabamentos são camada de cádmio quando em aço.

Vantagens do uso de porcas fixas de fibra: baixo peso, mais resistente a químicos e sem corrosão (corrosão galvânica).

Vamos alguns exemplos

Porcas Fixas Rebitadas (“Anchor Nuts” ou “Captive Nuts”):

Anchor Nut Plates: Porcas fixas são projetadas para aplicações de montagem cega (sem acesso do outro lado) onde é impraticável o uso de porcas sextavadas ou onde é desejável ter uma porca fixa para facilitar a manutenção.

Materiais incluem aço carbono e ligas de aço. Acabamentos são camada de cádmio.

Floating Nut Plates: São leves e usadas para instalar uma porca atrás de um painel. A porca flutuante permite um conjunto que não está perfeitamente alinhado.  

Os materiais são de aço carbono, liga de ferro e aço resistente à corrosão.

*Captive Nuts têm de ser fixadas com rebites de 3/32”.

Nos dois casos, a base do suporte de fixação da porca tem abas com diversas formas e furos para instalação dos elementos de fixação (rebites).

Clip nut

Podem ser simplesmente encaixadas  nos bordos de um painel com furo chamadas também como prisioneiras de encaixe.

Nut plate blinda (ENCAPSULATED)

Esse tipo de porca prisioneira poussuiem Orings e podem ser usadas em aviões pressurizados até 9-10psi. Também usados na fixação das bombas aos tanques de combustível e outros trabalhos.

Glossário — Porcas de Aeronaves (Nuts)

Navegue pelos termos:

• Anchor Nut Plate (Porca fixa rebitada)
• Auto-freno (porca auto-travante)
• Chaveta
• Clip nut
• Elastic stop (colar de fibra)
• Encapsulated / Nut plate blindada
• Identificação visual
• Materiais e acabamentos
• Porca comum (sextavada)
• Porcas de chapa (fixas)
• Porca fixa (prisioneira)
• Porca flutuante (Floating nut plate)
• Rebitação 3/32” nas nut plates
• Reutilização (reuso)
• Rosca esquerda/direita
• Self-locking de aço inox
• Tipo “Boots” (auto-freno metálica)
• Uso em montagem cega

Anchor Nut Plate (Porca fixa rebitada)

Porca fixa para montagem cega (sem acesso ao lado oposto), rebitada ao painel/estrutura. Facilita manutenção onde não é prático usar porca sextavada solta.

Auto-freno (porca auto-travante)

Qualquer porca com dispositivo incorporado que impede o desaperto após instalada. Pode ser totalmente metálica (mola/ressalto) ou usar colar de fibra (tipo elastic stop).

Chaveta

Elemento mecânico que trava a porca por encaixe em ranhura/ressalto apropriado, impedindo o giro após o torque de aperto.

Clip nut

Porca “de encaixe” que se prende às bordas de painéis com furo, sem rebitar. Usada onde a instalação precisa ser muito rápida e com acesso frontal.

Elastic stop (colar de fibra)

Porca mais alta para acomodar colar de fibra (nylon) que gera frenagem. O colar é resistente a água quente/fria e a solventes comuns; não danifica a rosca do parafuso.

Encapsulated / Nut plate blindada

Nut plate com O-rings de vedação. Pode ser usada em aviões pressurizados (~9–10 psi) e em fixações sensíveis, como bombas de tanques de combustível.

Identificação visual

Em geral, as porcas não trazem letras/marcas. Identificam-se pelo material, brilho/cor (alumínio, inox, aço com cádmio) e, nas auto-freno, pelo encaixe/elemento de travamento.

Materiais e acabamentos

Aço carbono banhado em cádmio, aço inoxidável, liga de alumínio 2024-T anodizada e versões em fibra (nut plates) para reduzir peso e risco de corrosão galvânica.

Porca comum (sextavada)

Porca sextavada padrão com rosca interna correspondente ao parafuso. Em aviação, é selecionada por material/acabamento e pode ter rosca esquerda ou direita.

Porcas de chapa (fixas)

Categoria que engloba porcas fixas rebitadas/encapsuladas aplicadas diretamente à estrutura. Ideais para locais de difícil acesso a ferramentas de aperto.

Porca fixa (prisioneira)

Fixa ao painel por rebites ou encaixes. Pode ser rígida ou flutuante; elimina a necessidade de segurar a porca pelo lado oposto durante a montagem.

Porca flutuante (Floating nut plate)

Versão de porca fixa que permite pequeno desalinhamento entre furo do painel e o parafuso. Facilita o acoplamento em estruturas com tolerâncias apertadas.

Rebitação 3/32” nas nut plates

Porcas fixas (captive/anchor) são usualmente presas com rebites de 3/32”, usando abas da base com furos dedicados.

Reutilização (reuso)

Porcas auto-freno metálicas (ex.: tipo Boots) e algumas de aço inox podem ser removidas e reutilizadas sem perda significativa da eficiência de travamento, quando dentro dos limites de desgaste.

Rosca esquerda/direita

As porcas podem ser fornecidas com rosca à direita (mais comum) ou à esquerda, devendo casar perfeitamente com o parafuso de mesmo diâmetro e passo.

Self-locking de aço inox

Auto-freno em aço inox com ressalto/ranhura para trava (por exemplo, por chaveta). A ação de frenagem inicia quando a porca encosta na superfície a fixar.

Tipo “Boots” (auto-freno metálica)

Porca inteiramente metálica com mecanismo de mola que pressiona a seção de frenagem contra a rosca do parafuso, mantendo o travamento mesmo sob forte vibração.

Uso em montagem cega

Aplicação típica das porcas fixas (anchor/floating/encapsulated): quando não há acesso à face posterior da estrutura para segurar/torquear uma porca solta.

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FAQ — Perguntas Frequentes

P: Quando escolher porca auto-freno metálica em vez da elastic stop (colar de fibra)?

R: Em áreas de alta vibração, temperaturas elevadas ou exposição a solventes, a versão totalmente metálica mantém o travamento sem depender de polímeros. A elastic stop é excelente no geral, mas o colar de fibra tem limites térmicos.

P: O que diferencia uma porca fixa rígida de uma flutuante?

R: A rígida exige alinhamento preciso entre furo e parafuso; a flutuante admite pequeno desalinhamento, facilitando a montagem onde as tolerâncias são apertadas.

P: Como identificar o material se as porcas não têm marcações?

R: Pelo aspecto: aço com cádmio (tom amarelado/opalescente), inox (brilho prateado uniforme), alumínio anodizado (superfície mais clara). O encaixe/elemento de travamento também denuncia auto-freno.

P: Em que situações usar nut plate encapsulada com O-rings?

R: Em pontos que exigem vedação/pressurização (ex.: aeronaves até ~9–10 psi) e em fixações críticas como bombas em tanques de combustível.

P: Qual é a vantagem prática da porca fixa para manutenção?

R: Ela fica presa na estrutura, permitindo montar/desmontar o parafuso por um único lado, acelerando intervenções e reduzindo riscos de queda de peças em zonas confinadas.

P: Por que algumas aplicações pedem rosca esquerda?

R: Para evitar afrouxamento por efeito de giro da peça durante a operação (sentido do torque operacional). A rosca deve sempre casar com o parafuso especificado.

P: Posso reutilizar qualquer porca auto-freno?

R: Não. Algumas (como as metálicas tipo Boots e certas inox) admitem reuso dentro de limites; já porcas com colar de fibra podem perder ação com ciclos/temperatura. Siga sempre o procedimento do fabricante.

P: Por que muitas nut plates de aço recebem cádmio?

R: O revestimento de cádmio melhora a resistência à corrosão e facilita a desmontagem ao longo do tempo, especialmente em áreas sujeitas a umidade/contaminação.

P: O que torna a clip nut tão rápida de usar?

R: Ela se “clipa” na borda do painel e já fica posicionada sobre o furo, dispensando rebites. É ideal para fixações leves de acesso frontal.

P: Existe regra para os rebites das nut plates?

R: O padrão do artigo é 3/32” para fixação das porcas prisioneiras, usando as abas com furos da própria base.