Calculadora de Tamanho de Rebite: Encontre as Dimensões Perfeitas do Rebite

Calculadora de tamanho de rebites

Uma calculadora de tamanho de rebites é uma ferramenta que recomenda o diâmetro, o comprimento e o tipo de material de um rebite com base no tamanho do furo, na espessura do material e na faixa de fixação da junta. Um rebite é um pino metálico curto que une duas ou mais camadas de material formando uma cabeça em cada extremidade: uma feita na fábrica e outra formada durante a instalação. Escolher o tamanho errado pode deixar a junta fraca ou impedir completamente o encaixe do rebite.

Como o diâmetro do rebite é calculado

O rebite precisa passar pelo furo pré-perfurado, portanto seu diâmetro nunca pode ser maior que o do furo. Na prática, o furo é perfurado cerca de 0,1 mm a 0,3 mm maior que o corpo do rebite, para permitir que ele deslize facilmente.

A calculadora usa um conjunto de diâmetros métricos padrão de rebites: 2,4, 3,2, 4,0, 4,8 e 6,4 milímetros. Ela escolhe o maior desses que ainda caiba no furo.

Fórmula:

$\text{Diâmetro do rebite} = \text{maior tamanho padrão} \leq \text{Diâmetro do furo}$

Por exemplo, um furo de 4,2 mm comporta um rebite de 4,0 mm (o tamanho seguinte, 4,8 mm, é grande demais). Um furo menor que 2,4 mm não comporta nenhum rebite padrão, portanto a calculadora exibe um erro em vez de fazer uma estimativa.

Verificação da resistência ao cisalhamento

Um rebite fino em um material espesso pode sofrer cisalhamento sob carga. Como regra prática, o diâmetro do rebite deve ser pelo menos três vezes a espessura da camada mais espessa a ser unida:

$\text{Diâmetro mínimo para resistência ao cisalhamento} = 3 \times \text{Espessura do material}$

Se o furo for pequeno demais para permitir um rebite que atenda a essa regra, a calculadora ainda retorna o maior rebite que caiba no furo, mas acrescenta um aviso de que a junta pode ser mais fraca que o ideal. Para corrigir isso, é preciso fazer um furo maior e usar um rebite maior, ou distribuir mais rebites ao longo da junta para dividir a carga.

Como o comprimento do rebite é calculado

O comprimento do rebite depende da faixa de fixação: a espessura total de todas as camadas a serem unidas. O rebite também precisa ter um comprimento adicional além da faixa de fixação para que sua extremidade possa formar uma cabeça; esse comprimento é chamado de sobra da haste. Essa sobra equivale a 1,5 vezes o próprio diâmetro do rebite.

Fórmula:

$\text{Comprimento mínimo} = \text{Faixa de fixação} + 1.5 \times \text{Diâmetro do rebite}$

A calculadora arredonda esse valor para cima, até o próximo comprimento padrão: 6, 8, 10, 12, 16, 20 ou 25 milímetros. Se o comprimento necessário for maior que 25 mm, nenhum rebite padrão será adequado e a calculadora retornará um erro em vez de fazer uma estimativa.

Tipo e código do rebite

O material recomendado para o rebite corresponde ao material que será unido: chapa de alumínio recebe rebite de alumínio, aço recebe rebite de aço, aço inoxidável recebe rebite de aço inoxidável, plástico recebe rebite de plástico e materiais mistos recebem rebite multimaterial. Isso evita a corrosão galvânica, que ocorre quando dois metais diferentes entram em contato na presença de umidade e o metal menos nobre sofre corrosão mais rapidamente.

A calculadora também gera um código curto do rebite para pedido ou documentação:

$\text{Código do rebite} = \text{Código do material} + \text{Diâmetro}\times10 + \text{"-"} + \text{Comprimento}$

Os códigos dos materiais são AL (alumínio), ST (aço), SS (aço inoxidável), PL (plástico) e MM (multimaterial). Um rebite de aço de 4,0 mm, com 8 mm de comprimento, recebe o código ST40-8.

Exemplo prático

Considere uma chapa de alumínio de 1,5 mm com um furo de 3,2 mm e uma faixa de fixação de 3,0 mm.

1. Diâmetro: o maior tamanho padrão igual ou inferior a 3,2 mm é o próprio 3,2 mm.
2. Comprimento: comprimento mínimo = 3,0 + 1,5 × 3,2 = 7,8 mm, arredondado para cima até o tamanho padrão 8 mm.
3. Verificação do cisalhamento: a regra prática exige um diâmetro de pelo menos 3 × 1,5 = 4,5 mm, mas apenas 3,2 mm cabe no furo; por isso, a calculadora sinaliza um aviso sobre a resistência ao cisalhamento.
4. Resultado: um rebite de alumínio de 3,2 mm, com 8 mm de comprimento e código AL32-8, com um aviso para considerar um furo e um rebite maiores.

Um segundo caso não gera aviso. Uma chapa de aço de 1,0 mm com um furo de 4,2 mm e uma faixa de fixação de 2,0 mm resulta em um diâmetro de 4,0 mm (o maior tamanho padrão igual ou inferior a 4,2 mm), um comprimento de 2,0 + 1,5 × 4,0 = 8,0 mm (já um tamanho padrão) e um diâmetro que supera o mínimo de cisalhamento de 3 × 1,0 = 3,0 mm. O resultado é um rebite de aço de 4,0 mm, com 8 mm de comprimento e código ST40-8, sem aviso.

Rebites cegos e rebites maciços

Um rebite cego, frequentemente chamado de rebite pop, pode ser instalado por apenas um lado do material. Ele tem um corpo tubular e um pino central, chamado mandril, que se rompe depois de ser puxado, formando uma cabeça no lado oposto, que o instalador não consegue ver. Um rebite maciço exige acesso aos dois lados: uma extremidade já tem o formato de uma cabeça, e a outra é achatada com martelo ou prensa durante a instalação. Em geral, os rebites maciços suportam mais carga para o mesmo tamanho, mas demoram mais para instalar.

Usos comuns

A rebitagem une chapas metálicas sem o calor e a deformação que a soldagem pode causar. Rebitam-se amplamente revestimentos e estruturas de aeronaves, pois os rebites resistem bem a vibrações repetidas. Carrocerias, coberturas e revestimentos metálicos, escadas e outros trabalhos caseiros em metal usam os mesmos fixadores em menor escala. Cascos de barcos e acessórios de convés costumam usar rebites de alumínio ou de aço inoxidável, porque resistem melhor à corrosão em condições úmidas que o aço comum.

Parafusos, soldagem, adesivos e parafusos autoperfurantes são alternativas comuns. Os parafusos permitem desmontar a junta posteriormente; a soldagem produz uma junta contínua e muito resistente, mas exige equipamento especializado; os adesivos distribuem a carga uniformemente, mas podem perder resistência com o calor; os parafusos autoperfurantes dispensam a etapa separada de fazer o furo em alguns materiais.

Dúvidas frequentes

O que significa o código do rebite? Ele combina o material (AL, ST, SS, PL ou MM), o diâmetro em décimos de milímetro e o comprimento em milímetros. AL32-8 é um rebite de alumínio com 3,2 mm de diâmetro e 8 mm de comprimento.

Por que a calculadora me avisou sobre a resistência ao cisalhamento, embora tenha fornecido um resultado? O furo limitou o rebite a um diâmetro menor que três vezes a espessura do material. A calculadora ainda retorna o maior rebite que cabe no furo, pois esse é o único que entrará fisicamente, mas o aviso significa que a junta pode não suportar tanta carga quanto deveria.

Posso usar rebites de alumínio em aço ou rebites de aço em alumínio? Mecanicamente, isso funciona, mas os dois metais podem sofrer corrosão no ponto de contato, especialmente ao ar livre ou perto de água salgada. Rebites de aço inoxidável são uma opção mais segura para unir metais diferentes.

Por que a calculadora exibe um erro em vez de um tamanho? Duas situações produzem um erro: um furo menor que 2,4 mm, pois nenhum rebite padrão é tão fino, e uma faixa de fixação tão grande que a soma da faixa com a sobra da haste ultrapasse 25 mm, o maior comprimento padrão. Um rebite mais largo precisa de uma sobra maior, portanto fica sem comprimento primeiro: um rebite de 6,4 mm precisa de 9,6 mm de sobra, então deixa de caber quando a faixa de fixação ultrapassa 15,4 mm.

O que é a faixa de fixação? A faixa de fixação é a espessura combinada de todas as camadas pelas quais o rebite passa. Ela determina quanto do comprimento do rebite fica dentro do material antes da sobra da haste usada para formar a cabeça.

Quanto mais comprido que a faixa de fixação deve ser um rebite? Cerca de 1,5 vezes o próprio diâmetro, arredondado para cima até o comprimento padrão mais próximo. Um rebite de 4,0 mm precisa de aproximadamente 6 mm de comprimento adicional além da faixa de fixação para formar corretamente a cabeça.

Referências

1. Higgins, Raymond A. (2001). Materials for Engineers and Technicians. Newnes. ISBN 978-0750652506.
2. Messler, Robert W. (2004). Joining of Materials and Structures: From Pragmatic Process to Enabling Technology. Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0750677578.
3. ASME B18.1.1: Small Solid Rivets. American Society of Mechanical Engineers.
4. ISO 14.588: Blind rivets — Terminology and definitions. International Organization for Standardization.