La cantidad de tensión en vacío en la unión atornillada ( precarga ) afecta en gran medida la confiabilidad de la unión. Existen múltiples técnicas para el control de la precarga para garantizar que la tensión en el perno sea cercana a la especificada en el diseño (algunas variaciones estadísticas entre pernos son inevitables):
- El apriete controlado por par es un método simple y muy popular: el sujetador se aprieta hasta que se alcanza el límite de par. Si bien para muchas aplicaciones es suficiente con verificar solo el par (el llamado control de par , que generalmente se aplica mediante el uso de una llave dinamométrica o un destornillador dinamométrico ), en realidad implica una "apuesta estadística", en la que no se puede determinar la instalación correcta de un sujetador en particular. Una parte importante del par se debe a la fricción, por lo que las diferencias en la fricción pueden causar grandes variaciones de la precarga con el mismo ajuste de par;
- El apriete controlado por ángulo (también conocido como método de giro de la tuerca ) es una técnica en la que la unión del perno se gira hasta un ángulo que garantiza que la tensión supere el límite de fluencia de las piezas. Si bien el método produce una precarga repetible, la rosca puede fallar después de varios aprietes y encontrar el ángulo adecuado requiere experimentación;
- El control de tensión por par de torsión y ángulo (también conocido como control de tensión por par de torsión y ángulo ) es un método para asegurar la unión atornillada cuando la tensión inicial es crítica para la confiabilidad y la seguridad. La técnica se basa en el monitoreo simultáneo tanto del par de torsión aplicado durante el apriete como del ángulo de rotación, generalmente utilizando una llave dinamométrica y angular . El proceso básico de control de par de torsión y ángulo es simple: aplique par de torsión al sujetador hasta que se alcance un límite preestablecido, luego finalice la instalación girando la pieza un ángulo adicional. Las llaves dinamométricas y angulares modernas recopilan una "firma" del proceso de apriete (historial de momentos de torsión y ángulos de rotación correspondientes); la curva resultante de momento vs. ángulo (también conocida como curva M-alfa ) debe compararse con los límites del proceso de ensamblaje establecidos en la fase de ingeniería.
- ajuste controlado por rendimiento ;
- El método de estiramiento del perno utiliza un ariete hidráulico que estira el perno tirando de la sección roscada del perno que sobresale a través de la tuerca. La tuerca se gira hasta su posición con un par de torsión muy pequeño aplicado. Una vez que se elimina la fuerza de estiramiento externa, se establece la precarga;
- El apriete por calor se basa en estirar el perno calentándolo. Una vez que el perno se expande, la tuerca se asegura utilizando el método de girar la tuerca. Al enfriarse, se logra una precarga deseada a medida que el perno se contrae. Este método lento y exótico se utiliza cuando los pernos son muy grandes;
- Los métodos de indicación de tensión utilizan pernos y tuercas especialmente diseñados que tienen características incorporadas que indican la tensión (por ejemplo, protuberancias que se aplanan cuando la precarga alcanza el valor calculado).
Referencias
Fuentes
- Shoberg, Ralph S. (1998). "Control de tensión de ángulo de torsión". Manual de pernos y uniones atornilladas . Taylor & Francis. ISBN 978-0-8247-9977-9. Consultado el 4 de noviembre de 2023 .
- Bickford, John H. (24 de agosto de 2007). Introducción al diseño y comportamiento de uniones atornilladas, cuarta edición . Boca Raton, Fla.: CRC Press. ISBN 978-0-8493-8176-8.
- Campbell, FC (2012). Fatiga y fractura: comprensión de los conceptos básicos. Ingeniería e ingeniería civil. ASM International. ISBN 978-1-61503-976-0. Consultado el 5 de noviembre de 2023 .
- Kulak, Geoffrey L.; Struik, John HA; Fisher, John W. (2001). Guía de criterios de diseño para uniones atornilladas y remachadas (PDF) . AISC . ISBN 1-56424-075-4.
