Arandela (hardware)

Placa delgada con un orificio, normalmente utilizada para distribuir la carga de un sujetador roscado

Arandelas variadas: planas, partidas, de estrella y aislantes

Una arandela es una placa delgada (normalmente en forma de disco, pero a veces cuadrada) con un orificio (normalmente en el medio) que normalmente se utiliza para distribuir la carga de un elemento de fijación roscado , como un perno o una tuerca . Otros usos son como espaciador, resorte ( arandela Belleville , arandela ondulada), almohadilla de desgaste, dispositivo indicador de precarga , dispositivo de bloqueo y para reducir la vibración ( arandela de goma ).

Las arandelas suelen ser de metal o plástico . Las uniones atornilladas de alta calidad requieren arandelas de acero endurecido para evitar la pérdida de precarga debido al efecto Brinell después de aplicar el par . Las arandelas también son importantes para evitar la corrosión galvánica , en particular al aislar los tornillos de acero de las superficies de aluminio. También se pueden utilizar en aplicaciones rotativas, como cojinete. Una arandela de empuje se utiliza cuando no se necesita un cojinete de elementos rodantes , ya sea desde una perspectiva de costo-rendimiento o debido a restricciones de espacio. Se pueden utilizar recubrimientos para reducir el desgaste y la fricción, ya sea endureciendo la superficie o proporcionando un lubricante sólido (es decir, una superficie autolubricante).

Se desconoce el origen de la palabra. El primer uso registrado de la palabra fue en 1346; sin embargo, la primera vez que se registró su definición fue en 1611. ^[1]

Las juntas de goma o fibra que se utilizan en grifos (o canillas, válvulas y otras conexiones de tuberías) como sello contra fugas de agua a veces se denominan coloquialmente arandelas ; pero, si bien pueden parecer similares, las arandelas y las juntas generalmente están diseñadas para diferentes funciones y se fabrican de manera diferente.

Tipos de lavadoras

La mayoría de las lavadoras se pueden clasificar en tres grandes tipos:

• Arandelas simples , que distribuyen la carga y evitan daños en la superficie que se está fijando, o proporcionan algún tipo de aislamiento, como eléctrico.
• Arandelas elásticas , que tienen flexibilidad axial y se utilizan para evitar que se fijen o aflojen debido a las vibraciones.
• Arandelas de bloqueo , que impiden la fijación o el aflojamiento impidiendo el giro al desenroscarse el dispositivo de fijación; las arandelas de bloqueo también suelen ser arandelas elásticas.

Arandelas planas

Arandelas de resorte y de seguridad

Las arandelas de seguridad, las contratuercas , las tuercas de seguridad y el líquido fijador de roscas son formas de evitar que la vibración afloje una unión atornillada .

Juntas

El término arandela se aplica a menudo a varios tipos de juntas, como las que se utilizan para sellar la válvula de control en los grifos .

Tipos especializados

La norma de arandela métrica DIN 125 se refiere a los subtipos A y B. La norma ISO 7089 las denomina Forma A y la norma ISO 7090 las denomina Forma B. Todas tienen el mismo tamaño general, pero la Forma B está biselada en un lado.

Materiales

Las arandelas se pueden fabricar a partir de una variedad de materiales que incluyen, entre otros: ^[22]

• Acero : acero al carbono , acero para resortes , acero inoxidable A2 (304) y acero inoxidable A4 (316/316L)
• Metales no ferrosos : cobre , latón , aluminio , titanio , hierro , bronce y zinc.
• Aleación : bronce de silicio , Inconel , Monel y Hastelloy
• Plástico – Termoplásticos y polímeros termoendurecibles como el polietileno , PTFE (teflón) ^[23]
• Nailon – Nailon 6 , Nailon 66 , Nylatron y Tecamid MDS ^[24]
• Especialidad: Fibras , cerámicas , caucho , fieltro , cuero , bimetales y mica.
• Fenólico : el material tiene un buen aislamiento eléctrico, es liviano, resistente, tiene una baja absorción de humedad, es resistente al calor y es resistente a los productos químicos y la corrosión. Las arandelas fenólicas son sustitutos de las arandelas metálicas planas en los casos en que se requiere aislamiento eléctrico. Las arandelas fenólicas se estampan a partir de láminas grandes de material fenólico. El término "arandela fenólica" a veces se usa para las arandelas estampadas a partir de materiales laminados como papel, lona y Mylar .

Resistencia a la corrosión

Se utilizan diversas técnicas para mejorar las propiedades de resistencia a la corrosión de determinados materiales de arandelas:

• Recubrimientos metálicos: los recubrimientos típicos que se utilizan para producir arandelas resistentes a la corrosión son el zinc, el cadmio y el níquel. El recubrimiento de zinc actúa como una capa superficial de sacrificio que cae víctima de los materiales corrosivos antes de que el material de la arandela pueda resultar dañado. El cadmio produce una superficie protectora de alta calidad, pero es tóxico, tanto biológicamente como ambientalmente. Los recubrimientos de níquel agregan protección contra la corrosión solo cuando el acabado es denso y no poroso.
• Galvanoplastia : este método implica recubrir la lavadora mediante deposición electrolítica utilizando metales como cromo o plata .
• Fosfatado: Se logra una superficie resistente pero abrasiva incorporando una capa de fosfato de zinc y aceite protector contra la corrosión.
• Coloración amarronada o azulada: la exposición de la arandela (normalmente de acero) a un compuesto químico o a una solución de sal alcalina provoca una reacción química oxidante que da lugar a una superficie coloreada resistente a la corrosión. La integridad del revestimiento se puede mejorar tratando el producto terminado con un aceite que desplace el agua.
• Recubrimiento químico: esta técnica utiliza una aleación de níquel y fósforo que se precipita sobre la superficie de la arandela, creando una superficie extremadamente resistente a la corrosión y la abrasión. ^[25]

Tipo y forma

Se colocan una arandela plana y una arandela elástica en un perno entre la tuerca (en el extremo roscado) y la cabeza del perno.

El Instituto Nacional Estadounidense de Estándares (ANSI) proporciona estándares para arandelas planas de uso general. El tipo A es una serie de arandelas de acero con tolerancias amplias, donde la precisión no es crítica. El tipo B es una serie de arandelas planas con tolerancias más estrictas donde los diámetros externos se clasifican como "estrechos", "regulares" o "anchos" para tamaños de pernos específicos. ^[26]

No debe confundirse "tipo" con "forma" (aunque a menudo se hace). La norma británica para arandelas metálicas de series métricas (BS4320), escrita en 1968, acuñó el término "forma". Las formas van de la A a la G y dictan el diámetro exterior y el espesor de las arandelas planas.

• Forma A: Diámetro normal, espesor normal.
• Forma B: Diámetro normal, espesor ligero.
• Forma C: Diámetro grande, espesor normal.
• Forma D: Gran diámetro, espesor ligero.
• Forma E: Diámetro normal, espesor normal
• Forma F: Diámetro grande, espesor normal.
• Forma G: diámetro mayor, mayor espesor.
  Los distribuidores utilizan con bastante libertad el término "forma" de arandela al comparar diferentes tipos de materiales de arandelas. En relación con la norma BS4320 en particular, las formas de arandela "A" a "D" inclusive se denominan arandelas de "metal brillante" y se suministran con acabado propio en varios metales, incluidos: aleaciones de acero, latón, cobre, etc. Mientras que las formas de arandela "E" a "G" inclusive de la norma BS4320 se denominan arandelas de acero dulce "negras" (sin revestimiento), que normalmente se especifican con una condición de suministro de revestimiento protector complementario.

Tamaños estándar de arandelas planas métricas

En la siguiente tabla se enumeran las arandelas de tamaños métricos estándar equivalentes a BS4320 Formulario A. Las medidas de la tabla se refieren a las dimensiones de las arandelas como se describe en el dibujo. Las especificaciones para arandelas planas métricas estándar se conocían como DIN 125 (retirada) y se reemplazaron por ISO 7089. Las normas DIN (Deutsches Institut für Normung - Instituto Alemán de Normalización) se emiten para una variedad de componentes, incluidos los sujetadores industriales como arandelas planas métricas DIN 125. Las normas DIN siguen siendo comunes en Alemania, Europa y en todo el mundo, aunque se está llevando a cabo la transición a las normas ISO. Las normas DIN continúan utilizándose para piezas que no tienen equivalentes ISO o para las que no hay necesidad de estandarización. ^[27]

Véase también

• Protector de brocas
• Clavija
• Estándar de subprocesos unificados

Notas

1. Bowmans Fastener Technical Fastener de 1999, en las páginas 32 y 33, se incluye la recomendación de la SAE de 1969 de que no se utilicen arandelas de seguridad en ninguna aplicación crítica. Las motocicletas BMW experimentaron una serie de roturas de arandelas de seguridad y, luego, BMW prohibió su uso en juntas universales debido al daño causado por la pérdida del espaciador y el aflojamiento de la tuerca. ^{[ cita requerida ]}

Referencias

1. "The Straight Dope: ¿Cuál es el propósito de las arandelas (esas cosas redondas de metal)?". www.straightdope.com . 28 de junio de 2005.
2. Paul Green (2007). The Mechanical Engineering Drawing Desk Reference: Creación y comprensión de dibujos técnicos según las normas ISO. Lulu.com / CreateSpace. Washers, pág. 205. ISBN 9781847531155.
3. Nikolas Davies; Erkki Jokiniemi (2008). Diccionario de arquitectura y construcción de edificios. Architectural Press. Flat Washer, pág. 153. ISBN 9780750685023.
4. "Fastener Design Manual" (PDF) . NASA . 1990. págs. 9–10. Archivado desde el original (PDF) el 15 de mayo de 2010.
5. Bucher, Ward (1996). Diccionario de conservación de edificios . Preservation Press. pág. 576.
6. John Holloway (2010). Guía ilustrada de producción teatral. Focal Press. pág. 202. ISBN 9780240812045.
7. Catálogo McMaster-Carr (115.ª ed.), McMaster-Carr, pág. 1217 , consultado el 26 de noviembre de 2010 .
8. Smith, Carroll (1990), Manual de tuercas, tornillos, sujetadores y plomería de Carroll Smith, MotorBooks/MBI Publishing Company, pág. 116, ISBN 0-87938-406-9.
9. Catálogo McMaster-Carr (115.ª ed.), McMaster-Carr, págs. 3217–3218 , consultado el 25 de noviembre de 2010 .
10. "Arandelas de resorte helicoidales". www.boltscience.com . Consultado el 14 de febrero de 2017 .
11. IS 3063 : 1994 Elementos de fijación - Arandelas de seguridad con resorte de sección rectangular de una sola bobina - Especificación
12. Bickford. John H. "Introducción al diseño y comportamiento de uniones atornilladas", 3.ª edición, 1995, pág. 561, ISBN 978-0824792978 
13. "Especificaciones para arandelas de seguridad con dientes internos ASME B18.21.1-1999" (PDF) .
14. "Especificaciones para arandelas de seguridad con dientes externos ASME B18.21.1-1999" (PDF) .
15. "Especificaciones para arandelas de seguridad con dientes internos y externos ASME B18.21.1-1999" (PDF) .
16. "Especificaciones para arandelas de seguridad con dientes externos avellanados ASME B18.21.1-1999" (PDF) .
17. "Métodos mejorados de unión y puesta a tierra para equipos eléctricos y electrónicos" (PDF) .
18. "¿Qué pasa con las lavadoras?", Assembly Magazine, consultado el 10 de mayo de 2016.
19. ”[1]”, Sherex, recuperado el 25 de enero de 2019.
20. Fox, Brad; VanderWeyde, Peter (2008). Corrosión de las embarcaciones de aleación: cómo prevenirla. Ripple Industries Pty Ltd. pág. 16. ISBN 9780646492834.
21. "Luz fluorescente". Popular Science . 186 (6). Bonnier Corporation: 117–118. Junio ​​de 1965. ISSN  0161-7370.
22. "Estampados y arandelas | Accutrex" www.accutrex.com . Consultado el 11 de febrero de 2016 .
23. Arandelas de teflón PTFE, New Process, consultado el 10 de mayo de 2016
24. "Separadores y arandelas de nailon: New Process Fibre". New Process Fibre Company, Inc. Consultado el 11 de febrero de 2016 .
25. "Información sobre lavadoras | IHS Engineering360" www.globalspec.com . Consultado el 11 de febrero de 2016 .
26. "Arandelas estándar - Boker's, Inc". www.bokers.com .
27. "Arandelas planas métricas DIN 125" (PDF) . Aspen Fasteners .

Lectura adicional

• Parmley, Robert. (2000). "Sección 11: Arandelas". Libro ilustrado de componentes mecánicos. Nueva York: McGraw Hill. ISBN 0070486174 Dibujos, diseños y análisis de diversos usos de las arandelas. 

Enlaces externos

• (http://www.fastenerdata.co.uk/flat-washers Dimensiones de las arandelas Global
• Dimensiones de arandelas planas ASME (Tipo A y Tipo B)
• Dimensiones típicas de arandelas planas de EE. UU. Diámetro interior y exterior de arandelas USS, SAE, Fender y NAS (mm)
• Arandelas planas tipo B según la norma nacional estadounidense (ANSI)
• Arandelas planas SAE Arandelas lisas tipo A
• Dimensiones combinadas de arandelas planas USS y SAE
• Tabla de espesores de arandelas planas Espesores de calibre de acero, no métricos
• Arandelas de seguridad divididas: verdad y mito Hill Country Engineering
• Uso de lavadoras Diseño de máquinas - Uso de lavadoras