En una uni\u00f3n atornillada, el torque es s\u00f3lo el m\u00e9todo. La tensi\u00f3n es el verdadero objetivo.<\/p>\n\n\n\n
Muchos problemas de sujetadores en sitios de construcci\u00f3n, ensamblajes de maquinaria, estructuras de acero, bridas y marcos de equipos no se deben \u00fanicamente a la elecci\u00f3n del tama\u00f1o incorrecto de perno. Surgen de no entender lo que sucede cuando se aprieta un perno. Un comprador puede especificar \u201cPerno M16 Grado 8.8, zincado\u201d y el instalador puede aplicar un valor de torsi\u00f3n de una tabla, pero la fuerza de sujeci\u00f3n final a\u00fan puede ser demasiado baja, demasiado alta o inconsistente de una junta a otra.<\/p>\n\n\n\n
Para ingenieros, contratistas y compradores industriales, comprender la relaci\u00f3n entre torsi\u00f3n y tensi\u00f3n de los sujetadores es esencial para un montaje seguro, una precarga estable, un menor riesgo de aflojamiento y menos fallas en el campo. Este art\u00edculo explica la relaci\u00f3n en t\u00e9rminos pr\u00e1cticos, centr\u00e1ndose en los atributos de los sujetadores, las diferencias de categor\u00edas, los escenarios de aplicaci\u00f3n, la l\u00f3gica de selecci\u00f3n, los errores de adquisici\u00f3n y las mejores pr\u00e1cticas de instalaci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n
El par es la fuerza de rotaci\u00f3n aplicada a un perno, tornillo o tuerca durante el apriete. La tensi\u00f3n, tambi\u00e9n llamada precarga o fuerza de sujeci\u00f3n, es la fuerza de estiramiento creada en el sujetador despu\u00e9s de apretarlo. Cuando el perno se estira, junta las piezas conectadas y crea una compresi\u00f3n en la junta.<\/p>\n\n\n\n
El punto importante es simple: a la articulaci\u00f3n no le importa cu\u00e1nto torque se aplic\u00f3; le importa si se logr\u00f3 la precarga correcta.<\/p>\n\n\n\n
Una relaci\u00f3n simplificada com\u00fan es:<\/p>\n\n\n\n
T = K \u00d7 D \u00d7 F<\/strong><\/p>\n\n\n\n donde:<\/p>\n\n\n\n t<\/strong> = par de apriete Esta f\u00f3rmula es \u00fatil para la estimaci\u00f3n, pero no debe tratarse como una garant\u00eda universal. El factor de la tuerca cambia con la lubricaci\u00f3n, el recubrimiento, la superficie de la arandela, el estado de la rosca, el material, el enchapado e incluso la calidad de manipulaci\u00f3n. En muchos ensamblajes reales, dos sujetadores de apariencia id\u00e9ntica apretados con el mismo torque pueden producir una precarga notablemente diferente.<\/p>\n\n\n\n Es por eso que los ingenieros deber\u00edan tratar el torque como un m\u00e9todo de control indirecto, no como una medici\u00f3n directa de la tensi\u00f3n del perno.<\/p>\n\n\n\n La mayor parte del par aplicado no se convierte en tensi\u00f3n \u00fatil para los pernos. Una gran parte se consume por la fricci\u00f3n debajo de la cabeza del perno o la superficie de apoyo de la tuerca, y otra parte se consume por la fricci\u00f3n de la rosca. S\u00f3lo una peque\u00f1a parte del par de entrada se convierte en precarga real.<\/p>\n\n\n\n Aqu\u00ed es donde comienzan muchos problemas de campo. Si la fricci\u00f3n es mayor de lo esperado, el instalador puede alcanzar el torque especificado antes de que se cree suficiente tensi\u00f3n en los pernos. Posteriormente, la articulaci\u00f3n puede aflojarse, tener fugas, deslizarse o vibrar. Si la fricci\u00f3n es menor de lo esperado, el mismo torque puede estirar demasiado el perno, da\u00f1ar las roscas, aplastar el material conectado o acercar demasiado el sujetador para ceder.<\/p>\n\n\n\n Por ejemplo, un perno seco zincado, un perno lubricado, un perno galvanizado en caliente y un perno recubierto PTFE pueden tener un comportamiento de fricci\u00f3n diferente. Si se utiliza el mismo valor de torsi\u00f3n sin verificar el estado, la tensi\u00f3n resultante puede variar significativamente.<\/p>\n\n\n\n Para compradores que revisan pernos industriales<\/a>, el requisito de torsi\u00f3n no debe separarse del grado del material, tipo de rosca, acabado, uso de la arandela y condici\u00f3n del ensamblaje.<\/p>\n\n\n\n El grado del sujetador determina cu\u00e1nta carga el perno puede soportar con seguridad antes de ceder o fallar. Los grados acero al carbono como 8.8, 10.9 y 12.9 se seleccionan com\u00fanmente para maquinaria, estructuras de acero y aplicaciones de alta carga. Los grados acero inoxidable, como A2-70 y A4-80, brindan resistencia a la corrosi\u00f3n pero tienen propiedades mec\u00e1nicas diferentes en comparaci\u00f3n con acero aleado.<\/p>\n\n\n\n Al seleccionar sujetadores de alta resistencia<\/a>, los compradores no solo deben solicitar un valor de torque. Deben confirmar el rango de precarga previsto, la carga de prueba, el acoplamiento de la rosca, el tratamiento de la superficie y si la uni\u00f3n es est\u00e1tica, vibratoria, estructural o cr\u00edtica para la seguridad.<\/p>\n\n\n\n Un enlace interno \u00fatil para los compradores que comparan calidades es c\u00f3mo elegir el grado de perno correcto<\/a>, porque la planificaci\u00f3n del par debe comenzar con la capacidad de pendiente.<\/p>\n\n\n\n Las roscas transfieren la fuerza de apriete al estiramiento del perno. Las roscas da\u00f1adas, el mal ajuste de las mismas, las rebabas, la contaminaci\u00f3n, el \u00f3xido o la acumulaci\u00f3n de recubrimiento pueden aumentar la fricci\u00f3n y reducir la precarga.<\/p>\n\n\n\n Los pernos de rosca completa y parcial pueden comportarse de manera diferente dependiendo de la longitud del agarre y el dise\u00f1o de la junta. Las roscas finas pueden proporcionar un mejor ajuste y una mayor resistencia al aflojamiento en algunas aplicaciones, mientras que las roscas gruesas suelen ser m\u00e1s f\u00e1ciles de ensamblar y m\u00e1s tolerantes a las condiciones dif\u00edciles del sitio.<\/p>\n\n\n\n Para ensamblajes cr\u00edticos, los compradores deben confirmar el est\u00e1ndar de rosca, el paso, la tolerancia y si las tuercas coinciden con el recubrimiento del perno.<\/p>\n\n\n\n El recubrimiento tiene un efecto directo sobre la fricci\u00f3n. El revestimiento de zinc, el galvanizado en caliente, el \u00f3xido negro, el fosfato, el revestimiento de zinc-aluminio y el revestimiento PTFE\/Teflon pueden cambiar la relaci\u00f3n par-tensi\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n Sujetadores revestidos Teflon<\/a> A menudo se consideran cuando se requiere baja fricci\u00f3n, resistencia qu\u00edmica o un montaje m\u00e1s sencillo. Sin embargo, una menor fricci\u00f3n tambi\u00e9n significa que el mismo par puede generar una tensi\u00f3n mayor de la esperada. Esto es beneficioso s\u00f3lo cuando se ha seleccionado el valor de torsi\u00f3n para esa condici\u00f3n de recubrimiento y lubricaci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n La misma regla se aplica a la lubricaci\u00f3n en campo. Agregar aceite, compuesto antiagarrotamiento, grasa o lubricante para roscas sin cambiar el valor de torsi\u00f3n puede cambiar dr\u00e1sticamente la precarga. Los instaladores nunca deben asumir que una tabla de torque en seco se aplica a sujetadores lubricados.<\/p>\n\n\n\n Las lavadoras no son s\u00f3lo accesorios. Influyen en la distribuci\u00f3n de la carga, la protecci\u00f3n de la superficie, la estabilidad de la fricci\u00f3n y la resistencia al incrustamiento. En materiales blandos, orificios de gran tama\u00f1o, orificios ranurados, acero pintado o superficies irregulares, la arandela puede afectar la cantidad de precarga que queda despu\u00e9s de apretar.<\/p>\n\n\n\n Para ensamblajes que utilizan arandelas planas, arandelas el\u00e1sticas o arandelas de seguridad<\/a>, el material de la arandela, la dureza, el revestimiento y el estado de la superficie deben coincidir con el perno y la tuerca. Una arandela blanda debajo de un perno de alta resistencia puede deformarse y reducir la carga de la abrazadera. Un revestimiento de arandela que no coincide tambi\u00e9n puede cambiar la fricci\u00f3n y afectar los resultados del torque.<\/p>\n\n\n\n pernos hexagonales se utilizan ampliamente en estructuras de acero, construcci\u00f3n, bases de maquinaria, soportes y equipos en general. Para ensamblajes normales no cr\u00edticos, los procedimientos de torque est\u00e1ndar pueden ser suficientes. Para juntas estructurales, el torque debe seguir las especificaciones del proyecto, las reglas de inspecci\u00f3n y los m\u00e9todos de apriete aprobados.<\/p>\n\n\n\n Los pernos estructurales a menudo requieren una instalaci\u00f3n m\u00e1s controlada porque el deslizamiento de las juntas, la p\u00e9rdida de precarga o un apriete inadecuado pueden afectar la seguridad. En estos casos, el control de torsi\u00f3n \u00fanicamente puede estar respaldado por m\u00e9todos de giro de tuerca, indicadores de tensi\u00f3n directos, llaves calibradas o pruebas espec\u00edficas del proyecto.<\/p>\n\n\n\n Los tornillos de cabeza hueca son comunes en maquinaria, moldes, marcos de equipos y ensamblajes compactos donde el espacio es limitado. A menudo tienen una geometr\u00eda de cabeza m\u00e1s peque\u00f1a y de mayor resistencia en comparaci\u00f3n con el pernos hexagonales. Debido a que se utilizan con frecuencia en ensamblajes de precisi\u00f3n, apretar demasiado puede da\u00f1ar los orificios roscados, especialmente en aluminio, hierro fundido o componentes delgados.<\/p>\n\n\n\n Para estos productos, la longitud de la rosca y la resistencia del material base son tan importantes como la calidad del perno.<\/p>\n\n\n\n
k<\/strong> = factor de tuerca o coeficiente de torsi\u00f3n
re<\/strong> = di\u00e1metro nominal del perno
f<\/strong> = precarga o carga de sujeci\u00f3n deseada<\/p>\n\n\n\n2. Por qu\u00e9 el par no es igual a la precarga<\/h2>\n\n\n\n
3. Atributos de los sujetadores que afectan los resultados de torsi\u00f3n-tensi\u00f3n<\/h2>\n\n\n\n
Material y clase de resistencia<\/h3>\n\n\n\n
Condici\u00f3n y tolerancia del hilo.<\/h3>\n\n\n\n
Recubrimiento y lubricaci\u00f3n de superficies.<\/h3>\n\n\n\n
Arandela y superficie de apoyo<\/h3>\n\n\n\n
4. Comparaci\u00f3n de categor\u00edas: \u00bfQu\u00e9 sujetadores necesitan m\u00e1s control de torsi\u00f3n?<\/h2>\n\n\n\n
pernos hexagonales y pernos estructurales<\/h3>\n\n\n\n
Tornillos de cabeza hueca<\/h3>\n\n\n\n
acero inoxidable sujetadores<\/h3>\n\n\n\n