La fatiga de los pernos y la vibración a menudo se malinterpretan al realizar compras. Muchos compradores ven un perno flojo e inmediatamente piden una calidad más fuerte. A veces eso ayuda. A menudo no es así.

En conjuntos de alta vibración, el verdadero problema suele ser la pérdida de precarga. Una vez que disminuye la fuerza de sujeción, la articulación comienza a moverse. Ese movimiento crea fricción, desgaste de los hilos, concentración de tensiones y, finalmente, grietas por fatiga.

Esto es común en equipos de minería, camiones, sistemas ferroviarios, bombas, compresores, conjuntos de energía eólica, maquinaria agrícola y líneas de producción de servicio pesado.

El objetivo no es sólo impedir que la tuerca gire. El objetivo es mantener la articulación sujeta.

Por qué los pernos fallan bajo vibración

Un perno está diseñado para estirarse ligeramente cuando se aprieta. Ese estiramiento crea precarga. La precarga mantiene unidas las piezas conectadas.

Si la vibración hace que las superficies de la articulación resbalen, se asienten o se desgasten, la precarga disminuye. Después de eso, el perno comienza a experimentar una carga más fluctuante. Aquí es donde comienza la falla por fatiga.

Signos comunes de fatiga de pernos relacionada con la vibración

Para juntas de alta carga, los compradores deben revisar las adecuadas. sujetadores de alta resistencia antes de seleccionar solo por talla.

Comience con la condición conjunta

Antes de elegir un sujetador antiaflojamiento, comprenda el montaje. Una base de bomba vibratoria, un soporte de suspensión de camión, un bastidor de transportador y una estructura de turbina eólica no necesitan la misma solución.

Preguntas clave que los compradores deben hacer

Una buena solución antiaflojamiento comienza con las condiciones de funcionamiento, no con la página del catálogo.

Elija el grado y el material de perno correctos

Un grado de perno más alto proporciona una mayor resistencia a la tracción, pero también requiere un mejor control de la instalación, el recubrimiento y las piezas coincidentes.

Los pernos de clase 8.8, 10.9 y 12.9 son comunes en aplicaciones industriales. La clase 10.9 puede ser adecuada para muchas juntas de vibración de servicio pesado. La clase 12.9 puede resultar útil en conjuntos compactos de alta resistencia, pero no debe seleccionarse a la ligera.

Para condiciones húmedas o corrosivas, compare acero inoxidable sujetadores con acero aleado recubierto antes de la aprobación final.

Seleccione el método antiaflojamiento adecuado

Ningún método por sí solo resuelve todos los problemas de vibración. La elección correcta depende de la temperatura, la carga, el mantenimiento, el recubrimiento, las herramientas de instalación y el costo.

Opciones comunes antiaflojamiento

Las arandelas elásticas todavía se utilizan ampliamente, pero no son una solución completa para vibraciones severas. En muchas uniones críticas, no mantienen la precarga de manera suficientemente confiable.

Controle la precarga antes de culpar al sujetador

Muchos problemas de fatiga de pernos son problemas de instalación.

El par es sólo la fuerza de giro aplicada por la herramienta. La precarga es la fuerza de sujeción dentro de la articulación. Los dos están relacionados, pero la fricción cambia el resultado.

Factores que afectan la precarga

Si un valor de torsión supone roscas secas pero se aplica aceite, la precarga puede volverse demasiado alta. Si se espera lubricación pero la junta se ensambla en seco, es posible que la precarga sea demasiado baja.

Ambas condiciones pueden conducir a una falla por fatiga.

Materia de revestimiento y corrosión

La vibración y la corrosión a menudo trabajan juntas. El óxido puede dañar las roscas. Las picaduras pueden convertirse en un buen punto de partida. Los daños en el revestimiento también pueden cambiar el comportamiento de apriete.

Para ambientes exteriores o hostiles, los compradores pueden considerar escamas de zinc, revestimiento tipo Dacromet, galvanizado en caliente, acero inoxidable u otros acabados específicos del proyecto. Revisión sujetadores recubiertos cuando la resistencia a la corrosión es parte del requisito.

Preguntas sobre recubrimiento para confirmar

1. ¿El recubrimiento afectará el ajuste de la rosca?
2. ¿Cambia el comportamiento del par?
3. ¿Es adecuado para pernos de alta resistencia?
4. ¿Se requiere una prueba de niebla salina?
5. ¿Están las tuercas y arandelas revestidas a juego?
6. ¿Es preocupante la fragilización del hidrógeno?

RFQ Lista de verificación para sujetadores resistentes a vibraciones

Un RFQ útil debería incluir:

1. Tipo de producto y estándar.
2. Tamaño, longitud, paso de rosca y longitud de rosca
3. Material y clase de resistencia
4. Acabado o revestimiento superficial
5. Requisito del método antiaflojamiento
6. Requisito de par o precarga
7. Detalles de tuerca y arandela a juego
8. Nivel de vibración y condición de carga.
9. Exposición a la temperatura y la corrosión.
10. Certificados, pruebas e informes de inspección requeridos

Para ensamblajes completos, los compradores pueden revisar el completo productos de fijación rango.

Consejo final

La fatiga de los pernos bajo vibración rara vez se resuelve con un solo cambio. El perno, la tuerca, la arandela, el revestimiento, la precarga, el método de bloqueo y el proceso de instalación deben funcionar juntos.

Un perno más fuerte puede ayudar, pero sólo si se controla la articulación. Un tuerca de seguridad puede ayudar, pero sólo si la precarga es correcta. Un recubrimiento puede proteger contra la corrosión, pero sólo si se comprende el ajuste de la rosca y el comportamiento del torque.

Para aplicaciones de vibración exigentes, defina primero la junta. Luego seleccione el sistema de fijación.