Title

ANÁLISE DE FALHA EM PARAFUS DO PINO-REI

FAILURE ANALYSIS OF KING-PIN SCREWS

Authorship

Rodrigues, Daniel; Pizzio, Everton; Strohaecker, Telmo Roberto

Rodrigues, Daniel

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Pizzio, Everton

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Strohaecker, Telmo Roberto

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DOI

10.5151/2594-5327-0275

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Abstract

Este trabalho visa determinar as causas que levaram à ruptura os parafusos de um Pino-Rei utilizado no acoplamento do veículo trator ao semi-reboque de um caminhão. Para encontrar a origem da falha uma análise visual detalhada foi realizada sobre o pino e os parafusos. Além da inspeção visual, também foram desenvolvidas análises das superfícies de fratura em lupa de baixo aumento e em microscópio eletrônico de varredura, caracterização metalográfica, análise química e ensaios de microdureza. A análise nos parafusos mostrou marcas de praia nas superfícies das fraturas evidenciando a falha por fadiga. O parafuso escolhido para a caracterização metalográfica foi o que apresentou maior superfície de propagação de fadiga, pois se supõe que seja o primeiro no qual nucleou o processo. O fundo dos filetes apresenta raio de concordância adequado e não foram observadas descontinuidades tais como marcas de ferramenta. A fim de se avaliar as condições de serviço do conjunto de fixação (Pino-Rei / Parafusos) o trabalho teve continuidade com um estudo da pré-carga necessária para o bom desempenho da junta parafusada.

The present work aims to determine the causes of the failure of the screws of a king-Pin used on the coupling of the traction vehicle and the truck trailer of a truck. To determinate the failure origin, detailed visual analysis were performed in the pin and the screws. Besides the visual inspection, it was also developed fracture surfaces analysis in low magnification stereoscope and Scanning Electron Microscope (SEM), metallographic characterization, chemical analysis and microhardness tests. The screws presented beach marks on the fracture surfaces evidencing a fatigue failure. The metallographic characterization indicated the presence of cracks in the bottom of the screw threads after the one that failed. The screw chosen for metallographic characterization was the one that presented the largest fatigue crack propagation, because it was supposed that this was the first screw in which the fatigue process started. The bottom of the screw threads presented adjusted concordance radius and no discontinuities as tool marks were detected. To evaluate the work conditions of the fastening assembly (king-Pin / screws), this work was followed by a study of the necessary torque to achieve a good performance of the screw joint.

Keywords

Fadiga; Parafusos; Falha; Pino-rei.

Failure analysis; King-Pin; Screws.