Cómo evitar que los pernos se aflojen
¿Cuál es el motivo de que los pernos y tornillos se aflojen? Las razones pueden variar. Hablemos primero de los pernos.
El acero tiene cierta elasticidad, por lo que en una unión atornillada, el perno se estira un poco cuando la tuerca se aprieta. Este estiramiento crea tensión, lo que genera una fuerza opuesta. Es esta fuerza de sujeción la que une las dos secciones de la articulación. Un perno suelto hace que la fuerza de la abrazadera se debilite, y ahí es cuando se producen graves consecuencias.
Si ocurre durante la producción, están en juego costosos tiempos de inactividad. Después de la producción, cuando el rendimiento de su aplicación está en peligro o aún peor, la seguridad se convierte en una amenaza grave.
La pregunta es: ¿por qué se aflojan los pernos? ¿Por qué se sueltan los tornillos? Analicémoslo con más detalle.
Aflojamiento espontáneo
Es habitual que la vibración afloje los pernos de manera espontánea. Con la vibración, las juntas atornilladas hacen pequeños movimientos, por lo que las dos secciones de la articulación se mueven repetidamente. Estos movimientos «transversales», como se les denomina, también se mueven con el perno o la tuerca, lo que crea fricción entre las roscas del perno y de la junta que la mantienen unida. Este deslizamiento lateral es en realidad la causa de que el perno se afloje de las roscas de acoplamiento de la tuerca y comprometa la fuerza de sujeción. De hecho, para que una junta atornillada pierda su precarga solo hace falta una mínima rotación. Esto es lo que ocurre cuando pensamos en un perno que se ha aflojado por la vibración.
Cómo evitar que los pernos se aflojen por la vibración
Plantéese el uso de los siguientes dispositivos mecánicos. Si se pregunta cómo evitar que las tuercas se aflojen, la respuesta suele ser probar diferentes tipos.
Los métodos de cierre de pernos incluyen:
- Tuercas nyloc: Proporcionan una fricción adicional a la junta del perno. Cuando se aprieta el nyloc, el inserto en la parte superior de la tuerca aprieta las roscas del perno. La fuerza de compresión radial al girar contra la rosca crea una fricción adicional que evita que el perno se afloje.
- Contratuercas: Una tuerca de perfil bajo y utilizada como un tipo de contratuerca. Su nombre proviene del hecho de estar «atascada» contra una tuerca estándar, que bloquea las dos tuercas para evitar que se aflojen.
- Tuerca de brida Tienen una base tipo arandela para distribuir uniformemente la presión. Su cabeza grande genera más fricción entre la cabeza y la superficie de la pieza. Esto, a su vez, reduce la presión superficial sobre las áreas de soporte, reduciendo la deformación y aportando resistencia a la vibración.
- Arandelas de plástico: Si está usando tuercas, pernos y tornillos de plástico para aplicaciones más pequeñas, como dispositivos electrónicos, asegúrese de usar arandelas de plástico. Las aplicaciones electrónicas vibran y el plástico resiste las vibraciones.
- Arandelas de muelle: También conocidas como arandelas de cierre divididas. La forma del resorte está diseñada para ayudar a mantener la precarga. Los bordes afilados en los que existe la división se insertan a presión en la superficie de acoplamiento. Esto crea más fricción y reduce el riesgo de que el perno o la tuerca se aflojen. Nota: Utilícela solo con cargas pequeñas; las cargas grandes aplanan la arandela, inutilizándola. Para fijaciones de grado 2 o clase 5.8 de propiedad métrica o inferior.
Existen pegamentos especiales que se pueden aplicar a las roscas de las fijaciones, pero se convierten en un problema cuando hay que desmontar y extraer el perno. Además, al aumentar la fricción entre las roscas con el uso de pegamentos, también se reduce la precarga que se puede lograr a un nivel de tensión concreto.
Cómo evitar que los tornillos se aflojen
Además de los efectos de la vibración, los tornillos pueden aflojarse debido a la falta de fricción adecuada en su superficie de acoplamiento. Es habitual preguntarse cómo evitar que los tornillos se aflojen en la madera, pero es importante comprender primero por qué sucede. Los tornillos se desgastan y pierden su patrón de rosca opuesta. Por lo tanto, ya no hay suficiente fricción y los tornillos se siguen soltando.
El uso de tornillos más largos puede ayudar en estos casos, ya que tienen más roscas que tornillos cortos. Otra opción es utilizar tornillos con un diámetro más grueso.
Para evitar que los tornillos se aflojen debido a la vibración, puede y debe utilizar arandelas. Dependiendo de la aplicación, también puede plantearse la posibilidad de utilizar tornillos diseñados para soportar las vibraciones. Si el nylon se adapta a su aplicación, es un material excelente para resistir las vibraciones. Los ejemplos siguientes también son ligeros, proporcionan un aislamiento y resistencia a la corrosión excelentes, y son buenos sustitutos para los tornillos metálicos. En ocasiones, evitar que un tornillo se afloje depende del propio tornillo.
Tornillos resistentes a las vibraciones
| Tornillos con cabeza hexagonal | Tornillo de cabeza de vaso | Tornillo de nylon de cabeza ovalada | Tornillo de nylon de cabeza redonda |
Apriete los pernos sueltos
Puede suceder que los pernos no se hubieran apretado correctamente desde un principio, por lo que la junta carece de fuerza de sujeción. Esto puede provocar que las secciones se deslicen hacia un lado, lo que supone un esfuerzo de corte innecesario en el perno, que puede romperlo. Afortunadamente, su proceso de control de calidad comprobará la calidad del apriete una vez que se haya montado la aplicación y se corregirá cualquier problema.
Valore las temperaturas
La forma de evitar que un tornillo o un perno se afloje implica muchos factores, uno de los cuales es la expansión térmica diferencial. Tenga presente cuál es el material del perno y la junta. Si son diferentes, los cambios significativos de temperatura, ya se deban al entorno o a procesos industriales, pueden provocar que la fijación se expanda y contraiga rápidamente, lo que puede aflojar el tornillo o perno.
Asegúrese de evaluar las temperaturas que afectarán a la fijación, incluso las experimentadas durante el transporte. Entonces, elija un material de fijación que pueda soportarlo todo.
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