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CAPÍTULO 6 MATERIAIS DE AVIAÇÃO E PROCESSOS INTRODUÇÃO

Este título incorpora as diversas partes utilizadas na fabricação e no reparo de aeronaves, como os vários tipos de prendedores e uma miscelânea de pequenos itens e os tratamentos a que estão sujeitos durante sua fabricação ou utilização.

A importância do material de aviação é muitas vezes desprezada devido ao seu pequeno tamanho; entretanto, a segurança e a eficiência da operação de uma aeronave depende de uma correta seleção e, uso adequado do material de aviação, assim como o conhecimento e a utilização dos processos adequados a esse material.

A maioria dos itens são identificados por números de especificação ou nome do fabricante. Peças com fios de rosca e rebites são usualmente identificados pelas letras AN (Air Force - Navy), NAS (National Aircraft Standard), ou MS (Military Standard) seguidas de números.

Os prendedores de desconexão rápida são usualmente identificados por nomes dados pelo fabricante e pela designação dos tamanhos.

Prendedores rosqueados

Os vários tipos de dispositivos de fixação, ou de fechamento, permitem uma rápida desmontagem e recolocação de partes de aeronaves, que devem ser separadas e conectadas em intervalos freqüentes.

Rebitando ou soldando estas partes, cada vez que forem manuseadas, a junção enfraquecerá, tornando-se deficiente. Algumas juntas, muitas vezes, requerem uma resistência à tensão e rigidez superiores a que um rebite pode oferecer.

Entende-se por parafusos, dispositivos de fixação, que permitem segurança e rigidez na união de peças. Existem dois tipos de parafusos: os utilizados em mecânica (bolts), geralmente quando se necessita grande firmeza; e os de ros- ca soberba (screws), quando a firmeza não é um fator importante. Ambos têm algumas semelhanças são usados para prender e possuem em uma de suas extremidades uma cabeça; e, na outra, fios de rosca. Também há diferenças distintas: a ponta com fios de roscas de um parafuso para mecânica é sempre rombuda (faces paralelas), enquanto que o de rosca soberba pode ter a ponta com rosca rombuda ou pontuda.

O parafuso para mecânica (bolt), geralmente tem uma porca atarrachada para completar o conjunto, enquanto que o de rosca soberba pode ser introduzido em um orifício próprio para ele; ou, diretamente no material a ser fixado.

Um parafuso para mecânica tem a parte rosqueada relativamente curta, com relação ao comprimento; enquanto isso, o de rosca soberba tem a parte rosqueada relativamente longa, e não tem a parte lisa (gola), claramente definida.

Um conjunto, parafuso/porca é geralmente apertado pela porca; e a cabeça do parafuso poderá ser ou não utilizada para fixar o conjunto. Um parafuso de rosca soberba é sempre apertado pela cabeça.

Quando um dispositivo de fixação tiver que ser substituído, deverá sê-lo por uma duplicata do original, sempre que possível. Se não houver uma duplicata, muito cuidado deverá ser tomado na seleção do substituto.

Classificação dos fios de rosca

Para os parafusos para aeronaves (bolts); ou os de rosca soberba (screws); e porcas, são fabricados em um dos seguintes tipos de fios de rosca: NC (American National Coarse), série de filetes grossos destinados ao uso em metais; NF (American National Fine), séries de filetes finos destinado ao uso geral em aeronaves e motores; UNC (American Standard Unified Coarse) ou UNF (American Standard Unified Fine).

A diferença entre os tipos de rosca da série American National (NC e NF) e os do tipo American Standard Unified (UNC e UNF) pode ser notada, por exemplo, no parafuso de uma polegada (1") de diâmetro do tipo NF, que será especificado como 1-14NF, indicando possuir 14 fios de rosca em cada polegada da parte ros-

queada, enquanto que, o parafuso de uma polegada (1") de diâmetro do tipo UNF será especificado como 1-12UNF, indicando possuir 12 fios de rosca em cada polegada da parte rosqueada.

Em ambos, é considerado o número de vezes que o fio de rosca completa uma volta no espaço de uma polegada, da parte rosqueada de um parafuso de determinado diâmetro.

Por exemplo, a especificação 4-28 indica que um parafuso de 1/4" de diâmetro tem 28 fios de rosca em cada polegada da parte rosqueada.

As roscas são também especificadas em classes de acabamento, que indicam a tolerância permitida pelo fabricante, com referência a sua instalação nos furos do material a ser preso ou fixado.

Classe 1 - "Loose fit" - ajuste com folga ou encaixe deslizante - usado onde o espaço entre as partes conjugadas é essencial para uma rápida montagem, podendo ser girado com os dedos;

Classe 2 - "Free fit" - ajuste livre - destinado a partes que são unidas com parafusos e porcas, tipo comerciais onde um pequeno jogo tem uma relativa margem de tolerância;

Classe 3 - "Medium fit" - ajuste médio - destinado a partes onde é desejado um valor mínimo de folga ou de jogo entre as partes rosqueadas. Esse tipo de ajuste é geralmente empregado na construção aeronáutica.

Classe 4 - "Close fit" - forte ajuste ou ajuste sob pressão - destinado a requisitos especiais. Os parafusos de ajuste sob pressão são instalados com ferramentas ou máquinas.

Os parafusos e as porcas são também produzidos com a rosca-esquerda.

O parafuso de rosca-direita é o que tem o seu aperto no sentido dos ponteiros de um relógio, o de rosca-esquerda quando tem que ser girado no sentido inverso para conseguir o aperto.

As roscas, direita e esquerda são, designadas respectivamente por RH e LH.

Os parafusos empregados em aviação são fabricados em aço resistente à corrosão, com banho de cádmio ou de zinco; de aço resis- tente a corrosão, sem banho, ou ainda de liga de alumínio anodizado.

A maioria dos parafusos, utilizados em estruturas de aeronaves, tanto pode ser do tipo padrão como AN, NAS com encaixe na cabeça para ferramentas, de tolerância mínima, ou do tipo MS.

Em certos casos, os fabricantes de aeronaves fazem parafusos de diferentes dimensões ou maior resistência do que o tipo padrão.

Do mesmo modo, os parafusos são fabricados para aplicações especiais, e é de extrema importância utilizar parafusos iguais como substituto.

Os parafusos especiais são normalmente identificados por uma letra "S" estampada na cabeça.

Os parafusos AN são encontrados em três estilos de cabeça: hexagonal, Clevis e com olhal (Figura 6-1).

caixe para ferramentas

Os parafusos NAS são encontrados com a cabeça hexagonal, com encaixe na cabeça para ferramentas e com a cabeça escariada. Os parafusos MS têm a cabeça hexagonal ou com en-

Figura 6-1 Identificação de parafusos de aeronaves.

Parafusos de uso geral

Os parafusos de cabeça hexagonal (AN- 3 até AN-20), são usados em estruturas, e em aplicações gerais, que envolvam cargas de tensão e de cizalhamento.

Os parafusos de ligas de aço, menores do que o nº 10-32; e os de liga de alumínio, menores do que 1/4" de diâmetro, nunca devem ser usados em peças estruturais.

Os parafusos e as porcas de liga de alumínio não são usados quando tiverem que ser removidos, repetidamente, para serviços de manutenção e inspeção. As porcas de liga de alumínio podem ser usadas com os parafusos de aço banhados de cádmio, que sofram cargas de cizalhamento, em aeronaves terrestres; mas, não poderão ser usadas em aeronaves marítimas, devido a possibilidade de corrosão entre metais diferentes.

O parafuso AN-73 é semelhante ao cabeça hexagonal padrão, porém, possue uma depressão na cabeça e um furo para passagem de arame de freno. O AN-3 e o AN-73 são intercambiáveis para todas as aplicações práticas, do ponto de vista de tensão e resistência ao cizalhamento.

Parafusos de tolerância mínima

Esse tipo de parafuso é fabricado com mais cuidado do que o de uso geral. Os parafusos de tolerância mínima podem ser de cabeça hexagonal (AN-173 até AN-186) ou ser de cabeça chanfrada a 100º (NAS-80 até NAS-86).

Eles são usados em aplicações onde uma ajustagem forte é requerida (o parafuso somente será movido de sua posição quando for aplicada uma pancada com um martelo de 12 a 14 onças).

Parafusos com encaixe na cabeça para adaptação de chave

Estes parafusos (MS-20004 até MS- 20024 ou NAS-495), são fabricados de um aço de alta resistência, e são adequados para o uso em locais onde são exigidos esforços de tensão e cizalhamento.

Quando forem usados em partes de aço, os furos para os parafusos devem ser escariados para assentar o grande raio do ângulo formado entre o corpo e a cabeça. Quando usados em partes de liga de alumínio, uma arruela especial, tratada à quente deve ser usada para permitir um adequado ponto de apoio para a cabeça. O encaixe na cabeça é para inserir uma chave para a instalação e remoção do parafuso. Porcas especiais de alta resistência são utilizadas nestes parafusos. Parafusos com encaixe na cabeça, só podem ser substituídos por outros exatamente iguais. Os de cabeça hexagonal AN, não possuem a requerida resistência.

Identificação e códigos

Os parafusos são fabricados em uma grande variedade de formatos, não existindo, portanto, um método direto de classificação. Os parafusos podem ser identificados pelo formato da cabeça, método de fixação, material usado na fabricação ou emprego determinado.

Os parafusos de aviação do tipo AN podem ser identificados pelo código marcado nas cabeças. A marca geralmente indica o fabricante, o material de que é feito, se é um tipo AN padrão ou um parafuso para fim especial.

Um parafuso AN padrão é marcado na cabeça, com riscos em relevo, ou um asterisco; o de aço resistente a corrosão é indicado por um simples risco; e o de liga de alumínio AN é marcado com dois riscos opostos. Informações adicionais, como o diâmetro do parafuso, comprimento ou aperto adequado, são obtidos pelo número de parte (Part number).

Por exemplo, um parafuso cujo número de parte seja AN3DD5A, as letras "AN", indicam ser um parafuso padrão Air Force-Navy; o "3" indica o diâmetro em dezesseis avos da polegada (3/16"); o "D", indica que o material é liga de alumínio 2024. A letra "C", no lugar de "D", indicaria aço resistente à corrosão e, a ausência das letras, indicaria aço com banho de cádmio. O "5" indica o comprimento em oitavos da polegada (5/8"); e o "A", indica não possuir furo para contrapino.

Os parafusos NAS, de tolerância mínima, são marcados com um triângulo riscado ou rebaixado.

As marcas do tipo de material dos parafusos NAS são as mesmas para os AN, exceto quando elas são riscadas ou rebaixadas.

Os parafusos que receberam inspeção magnética (Magnaflux) ou por meios fluorescentes (Zyglo), são identificados por uma tinta colorida ou uma marca tipo distintivo na cabeça.

Parafusos para fins especiais

São os fabricados para uma particular aplicação, por exemplo: parafuso Clevis, parafuso de Olhal, Jobolts e Lockbolts.

Parafusos Clevis

A cabeça de um parafuso Clevis é redonda e possue ranhuras, para receber uma chave de fenda comum ou para receber uma chave em cruz.

Este tipo de parafuso é usado somente onde ocorrem cargas de cizalhamento e nunca de tensão. Ele é muitas vezes colocado como um pino mecânico em um sistema de controle.

Parafusos de Olhal

Este tipo de parafuso especial é usado onde cargas de tensão são aplicadas.

O Olhal tem por finalidade permitir a fixação de peças, como o garfo de um esticador, um pino Clevis ou um terminal de cabo. A parte com rosca pode ou não ter o orifício para contrapino.

"Jobolts"

"JOBOLT" é a marca registrada de um rebite com rosca interna e composto de três partes: um parafuso de liga de aço, uma porca de aço com rosca e uma luva expansível de aço inoxidável. As partes são pré-montadas na fábrica. é instalado, o para Quando o JOBOLT fuso é girado, enquanto a porca é mantida. Isto causa a expansão da luva sobre a porca, formando uma cabeça que irá empurrar uma chapa de encontro à outra. Quando a rotação do parafuso se completa, uma porção dele se quebra.

A alta resistência ao cizalhamento à tensão, tornam o JOBOLT adequado ao uso em casos de grandes esforços, onde os outros tipos de prendedores são impraticáveis.

JOBOLTS são muitas vezes utilizados em partes permanentes da estrutura de aeronaves mais antigas.

Eles são usados em áreas que não são sujeitas à constantes substituições ou serviços. Como ele é formado por três partes, não deverá ser utilizado em locais, caso uma parte se solte, ou seja sugada pela entrada de ar do motor.

Outras vantagens do uso do JOBOLT são sua excelente resistência à vibração, pouco peso e rápida instalação por apenas uma pessoa.

Atualmente os JOBOLTS são encontrados em quatro diâmetros: Séries 200, 260, 312 e 375, com aproximadamente 3/16", 1/4", 5/16" e 3/8" de diâmetro respectivamente. Os JOBOLTS são encontrados com três diferentes tipos de cabeça: F (flush), P (hexagonal) e FA (millable).

Parafusos de retenção (Lokbolts)

Estes combinam as características de um parafuso e de um rebite de grande resistência, mas possuem vantagens sobre ambos.

O parafuso de retenção é geralmente usado na junção de asas, ferragens do trem de pouso, ferragens de células de combustível, longarinas, vigas, união do revestimento e outras uniões importantes da estrutura. Ele é mais rapidamente e facilmente instalado do que um rebite ou parafuso convencionais e elimina o uso de arruelas-freno, contrapinos e porcas especiais.

Do mesmo modo que um rebite, o parafuso de retenção (lockbolt), requer uma ferramenta pneumática para sua instalação. Quando instalado, ele permanecerá rígido e permanentemente fixo no local.

Figura 6-2 Parafusos de retenção (Lokbolts)

Tipo Convencional (Pull)

Os três tipos de parafusos de retenção lockbolts mais usados são: o convencional (pull), o curto (stump) e cego (blind), mostrados na figura 6-2.

São usados principalmente em estruturas primárias e secundárias de aeronaves. Eles são instalados muito rapidamente e têm aproximadamente a metade do peso dos parafusos e porcas AN equivalentes. Uma ferramenta pneumática especial ("pull gun") é necessária para instalar este tipo de lockbolt. A instalação pode ser executada por apenas uma pessoa por não ser necessário o uso de barra encontradora.

Tipo Curto (Stump)

Embora o tipo curto não tenha a haste tão comprida quanto o convencional, ele é considerado semelhante na utilização. Eles são usados principalmente quando o espaço não permite a instalação do tipo convencional.

Uma rebitadora pneumática padrão (com um martelete para estampar o colar na ranhura do pino) e uma barra encontradora são as ferramentas necessárias para a instalação de um lockbolt do tipo curto (stump).

Tipo Cego (Blind)

São fornecidos como unidades completas, ou seja, conjuntos montados. Eles têm excepcional resistência, e a característica de forçar a união das chapas.

Os parafusos de retenção cegos são usados onde somente um lado do trabalho é acessível e, geralmente, onde for difícil a cravação de um rebite convencional.

Este tipo de prendedor é instalado da mesma maneira que o tipo convencional.

Características Comuns

Os três tipos de parafusos de retenção lockbolt, têm em comum, as ranhuras de travamento no pino e o colar de travamento, o qual é estampado dentro das ranhuras de trava do pino, travando-o sob tensão.

Os pinos dos tipos convencional e cego são compridos para a instalação por tração.

A extensão da haste é provida de ranhuras com a finalidade de permitir a tração e uma ranhura maior para a ruptura sob tensão da parte excedente da haste.

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