Em qualquer utilização, por mais simples que seja, é necessário fazer a união de peças entre si. Para isso, em mecânica, há a exigência de elementos de fixação. Portanto, os elementos de fixação têm como objetivo principal unir duas ou mais peças de forma fixa ou móvel em projetos mecânicos. Esses fixadores possuem aplicações e funções diferenciadas, alguns visam à fixação permanente enquanto outros permitem até a rotação de peças com segurança.

De forma geral, os elementos de fixação mais comuns em mecânica são: rebites, pinos, cavilhas, parafusos, porcas, arruelas, chavetas, entre outros. Pensando numa divisão bem simples em relação ao tipo de fixação, encontra-se a fixação móvel e a fixação permanente.

A fixação móvel permite que os elementos de fixação sejam colocados ou retirados do conjunto sem causar nenhum dano às peças. Como exemplo tem-se os parafusos, as porcas e arruelas. Já a fixação permanente não permite essa flexibilidade; uma vez instalados, os elementos de fixação não podem ser reutilizados, pois, ao serem retirados, perdem a utilização. É o caso de rebites e soldas.

De qualquer forma, tanto os elementos de fixação móvel quanto permanente exigem um manuseio feito com muita habilidade, pois são considerados os componentes mais frágeis da máquina. Ou seja, isso requer um projeto adequado ao conjunto mecânico destinado, pois de nada adianta utilizar elementos de fixação fracos em peças robustas. Além disso, é preciso considerar as tensões exercidas pelas peças para que não haja rupturas. 

Principais tipos de elementos de fixação
•Rebite: Formado por um corpo cilíndrico e uma cabeça, é fabricado em aço, alumínio, cobre ou latão. É usado para a fixação permanente de duas ou mais peças.
•Parafuso: Formado por um corpo cilíndrico e uma cabeça, a qual pode ter várias formas. São utilizados na união não permanente das peças. Os parafusos se diferenciam pela forma de rosca, da cabeça, da haste e do tipo de acionamento. As roscas encontradas nos parafusos permitem a união e a desmontagem das peças. Os filetes das roscas apresentam diversos perfis uniformes, que dão nome às roscas. O tipo de acionamento está relacionado ao o tipo de cabeça do parafuso. O corpo do parafuso pode ser cilíndrico ou cônico, totalmente roscado ou apenas parcialmente. Essas diferenças, determinadas pelas funções dos parafusos, permitem classificá-los em quatro categorias: parafusos passantes, parafusos não passantes, parafusos de pressão, parafusos prisioneiros.
•Pino: Utilizado para disponibilizar movimento de rotação em uma das peças, além de alinhar e fixar os elementos. Os pinos são usados em junções resistentes a vibrações.
•Cavilha: Elemento que une peças que não são articuladas entre si e, assim como os pinos, também serve para alinhar e fixar os elementos das máquinas.
•Contrapino ou cupilha: Este elemento de fixação é uma haste, ou arame, com forma semelhante a um  meio-cilindro, porém dobrado de modo a formar uma cabeça e duas pernas desiguais.
•Porca: Formada por um furo roscado, que serve para atarraxar o parafuso. A porca pode ter formato de prisma, de cilindro etc.
•Arruela: Disco metálico com um furo no centro. Esse furo permite que o corpo do parafuso passe por dentro da arruela.

Coeficiente de atrito
O coeficiente de atrito é uma medida adimensional que expressa a oposição apresentada pelas superfícies de dois corpos em contato ao deslizar um em relação ao outro. Geralmente é representado pela letra grega μ (mi). Em análise dimensional, uma grandeza adimensional ou número adimensional é um número desprovido de qualquer unidade física que o defina - portanto, é um número puro. O valor do coeficiente de atrito é característico de cada par de materiais, e não uma propriedade intrínseca do material. Depende de muitos fatores tais como o acabamento das superfícies em contato, a velocidade relativa entre as superfícies, a temperatura, etc…
Geralmente distinguem-se dois valores:
•Coeficiente de atrito estático (μe): É medido quando ambas as superfícies estão em repouso (sem se mover).
•Coeficiente de atrito dinâmico (μd): É medido quandouma ou ambas as superfícies estão em movimento (podem mover-se apenas uma ou as duas). O coeficiente de atrito dinâmico (μd) é sempre menorque o coeficiente de atrito estático (μe).

Podemos dizer que as forças de atrito são inevitáveis no nosso cotidiano. Caso não conseguíssemos vencê-las, elas fariam com que todos os objetos que estivessem em movimento, em todas as direções, parassem. Mas, por outro lado, se não houvesse atrito, os carros não poderiam andar e nós não poderíamos sequer segurar um lápis para escrever. Podemos afirmar que, sem o atrito, um prego seria inútil. Assim, podemos também afirmar que atrito são forças de contato entre duas superfícies. Na figura a seguir (Fig.1), temos um livro em repouso sobre uma mesa. Atuando sobre ele há somente a força gravitacional (Fg) que está equilibrada com a força normal (FN). Caso exerçamos sobre ele uma força F, tentando movê-lo para a esquerda, em resposta surge uma força de atrito fs para a direita, que equilibra a força que aplicamos. Chamamos essa força de força de atrito estático (fs). O livro permanece imóvel.

Mas à medida que aumentamos a intensidade da força aplicada sobre o livro, de modo que ele comece a se movimentar, sofrendo uma aceleração para a esquerda, a força de atrito que se opõe ao movimento nessa nova situação é chamada de força de atrito cinético (fc) (Fig.2)

Assim, podemos dizer que a intensidade da força de atrito cinético (fc), que atua sobre corpos em movimento, é menor do que a intensidade máxima da força de atrito estático(fs), que atua sobre objetos em repouso. Podemos, então, determinar tanto o módulo da força de atrito estático quanto o módulo da força de atrito cinético. As forças de atrito dependem da força normal e do coeficiente de atrito. Dessa forma, temos (Fig.3):

Não podemos nos esquecer de que os coeficientes µs e µc são adimensionais, ou seja, não possuem unidade de medida. Nas indústrias automotivas, o processo de aperto dos parafusos (por ex: cabeçote + bloco do motor) são controlados por uma força tensora, que pode ser calculada pela seguinte fórmula:
 MA = Fv. d. k 
Onde: 
MA = Torque (total de aperto) ... Nm Fv = Força Tensora ... kN
d = Diâmetro nominal do elemento de fixação ... mm K = Coeficiente ou fator de torque ... (adimensional)

Considerando os diversos revestimentos e materiais normalmente utilizados, os valores de fator de torque (k) normalmente utilizados são mostrados na tabela da figura 4:
Uma faixa genérica do Fator de Torque desejado, pode estar compreendido entre: 0,08 a 0,18.

Os elementos de fixação (metálicos) podem receber vários recobrimentos químicos, para incrementar proteção anticorrosiva e mecânica, conforme exigências estabelecidas, e principalmente aqueles destinados as indústrias automotivas e outras da mesma importância. Dentre estes recobrimentos podemos citar:
•Zincagem eletrolítica passivada – Zn/Ni, Zn/Fe e, Zn/Co
•Cádmio (Cadmiação) - Com tendências de ser substituído para Zn/Ni (Indústria aeroespacial e Petrolífera). •Camadas organometálicas – zinc flakes
•Fosfatos de zinco/ de manganês / e semi-amorfo

* A PARTE FINAL DESSE ARTIGO SERÁ PUBLICADA NA PRÓXIMA EDIÇÃO (RP 116)