- FUNCIÓN DE LOS SUJETADORES ROSCADOS: PERNOS, ESPÁRRAGOS Y TUERCAS:
En la industria del automóvil se utilizan varios tipos y tamaños de sujetadores roscados (fijaciones) durante los procesos de fabricación de vehículos nuevos y durante los intervalos de servicio y mantenimiento (reparaciones).
Su función es crear una fuerza de sujeción a través de la unión de los componentes, sin aflojarse. Una unión está diseñada para mantener la fuerza de sujeción correcta dentro de los parámetros establecidos para las condiciones del entorno operativo de la instalación, es decir, (tipo de material, temperatura, carga, vibraciones, frecuencias).
Los sujetadores correctamente apretados hacen uso de las propiedades de elasticidad de sus materiales. Durante el proceso de apriete, el sujetador se estira (extiende) y, a continuación, intenta volver a su longitud original (se comprime). Este proceso crea una fuerza de compresión en los componentes de la unión.
- La polea está montada en el bloque del motor. (1)
- Con el par correcto aplicado. (3b)
- Crear la carga de sujeción correcta. (4b)
- La carga de la correa (2) se transfiere al bloque del motor y no solo al vástago del tornillo. (5b)
- Elimina cualquier efecto de cizallamiento. (6b)
- ELEMENTOS ROSCADOS, PERNOS, ESPÁRRAGOS, TUERCAS: ESTRÉS Y TENSIÓN.
La tensión en un perno es directamente proporcional a su deformación. La tensión-deformación de un perno incorporará un límite elástico (elasticidad) y un límite plástico (plasticidad). Durante el proceso de apriete, el sujetador se estirará (extenderá), dentro de su límite elástico, y se comprimirá durante el proceso de desapriete.
Si un perno se tensiona más allá de su carga de prueba (capacidad de carga máxima dentro de su límite de elasticidad), el rango elástico cambia a un rango de plasticidad conocido como deformación plástica, por lo que la deformación ya no es proporcional a la tensión. Una vez que se ha producido una deformación plástica, el perno no volverá a comprimirse por completo ni volverá a su longitud original después de soltarlo.
El punto en el que se produce la deformación plástica se conoce como (límite elástico). Además, el apriete dentro del límite de deformación plástica es cuando el perno comienza a fallar, lo que se conoce como punto máximo de resistencia a la tracción (UTS). Una vez que se alcanza el punto UTS, cualquier apriete adicional del perno provoca una mayor extensión (tensión), hasta que se rompa el perno. El punto en el que se rompe el perno se conoce como (punto de tracción).
Gráfico de tensión y deformación.
- PAR INSUFICIENTE INCORRECTO: (DEMASIADO BAJO).
- La polea está montada en el bloque del motor. (1)
- Con un par de torsión incorrecto (demasiado bajo). (3a)
- Crear una carga de sujeción baja (4a) entre el soporte de la polea y el bloque del motor.
- La carga de la correa (2) se transfiere directamente al vástago del perno. (5a)
- Crea un efecto de cizallamiento que hace que el perno falle. (6a) (consulte perno cizallado)
Carga de par incorrecta (Muy bajo). tornillo cizallado.
- PAR EXCESIVO INCORRECTO: (DEMASIADO ALTO).
- La polea está montada en el bloque del motor. (1)
- Si se aplica un par incorrecto (demasiado alto), el perno se estira, se extiende más allá de su límite de elasticidad y entra en el límite de plasticidad. (3a)
- Creación de una carga de sujeción incorrecta (4a) entre el soporte de la polea y el bloque del motor.
- La carga de la correa (2) se transfiere directamente al vástago del perno. (5a) la sección estirada y extendida es un punto débil que recibe cargas y varias frecuencias durante el funcionamiento del motor.
- Eventualmente, se crea un efecto de cizallamiento que hace que el perno falle. (6a)
- Un perno en buen estado y un perno que se ha apretado demasiado, ha superado el límite de elasticidad y ha entrado en el límite de plasticidad, ahora no volverá a su longitud original. (consulte el estado del sujetador).
Carga de par incorrecta (Muy alto). Estado del sujetador.
- CARGA DE SUJECIÓN INCORRECTA: - (FALLO DE ROSCA).
Si no se siguen las especificaciones de par prescritas por el fabricante del vehículo y no se sigue el proceso correcto de apriete angular, no se logrará la fuerza de sujeción correcta y se pueden dañar la rosca del bloque del motor. Algunas aplicaciones de bloques de motor de aluminio roscados son extremadamente sensibles al par incorrecto, las vibraciones, las frecuencias y el desgaste.
- La polea está montada en el bloque del motor. (1)
- Si la rosca falla (3a), se pierde el ajuste de par de los elementos de fijación, lo que provoca una carga de sujeción incorrecta (4a) entre el soporte de la polea y el bloque del motor.
- La carga de la correa (2) se transfiere directamente al vástago del perno(5a). La sección estirada y extendida es un punto débil que recibe cargas y frecuencias diferentes durante el funcionamiento del motor.
- Eventualmente, se crea un efecto de cizallamiento que hace que el perno falle. (6a)
- Fallo en la rosca del bloque del motor de aluminio, material de aluminio en la rosca del pernor (consulte Fallo en la rosca de aluminio).
Carga de sujeción incorrecta: (Fallo de rosca). (Fallo en la rosca de aluminio).
Al apretar una tuerca o un tornillo, aplicar el valor de par prescrito únicamente en Nm no garantiza que se alcance la fuerza de sujeción deseada; las pruebas han demostrado que pueden producirse diferencias en la sujeción.
Los manuales de instrucciones actuales recomiendan utilizar un ángulo de torsión y un valor de par prescrito (por ejemplo, 20 Nm + 45°).
- AJUSTES DEL ÁNGULO DE TORSIÓN:
El uso de un ángulo de torsión permite obtener un resultado más preciso. En algunos casos, el manual le indicará que primero aplique el par prescrito, espere un momento, luego aplique el par angular, espere nuevamente y, en tercer lugar, vuelva a aplicar el par angular si es necesario (y así sucesivamente).
Estos períodos de espera requeridos forman parte del proceso de apriete para permitir que la fijación (se asiente o descanse) y garantizar que se logre la cantidad correcta de fuerza de sujeción.
NOTA:
20 Nm + 45° + 45°, es diferente de 20 Nm + 90°. Entre los dos ajustes angulares de 45°, es necesario que el cierre se «asiente» o «descanse».
Herramienta de ajuste del ángulo de torsión. Dinamométrica.
Gates recomienda seguir las especificaciones de par del fabricante del vehículo y utilizar llaves dinamométricas calibradas y herramientas de ajuste del ángulo de torsión en todas las instalaciones de fijación críticas, a fin de garantizar que se apliquen las especificaciones de par correctas.