Una llave de impacto (también conocida como impactador , pistola de impacto , llave de aire , pistola de aire , pistola de sonajero , pistola de torsión , pistola de viento ) es una herramienta eléctrica con llave de tubo diseñada para ofrecer una salida de torsión alta con un esfuerzo mínimo por parte del usuario, mediante el almacenamiento de energía. en una masa giratoria y luego la entrega repentinamente al eje de salida. Fue inventado por Robert H. Pott de Evansville, Indiana. [1]
El aire comprimido es la fuente de energía más común, aunque también se utiliza energía eléctrica o hidráulica , y los dispositivos eléctricos inalámbricos se están volviendo cada vez más populares desde mediados de la década de 2000. [2]
Las llaves de impacto se utilizan ampliamente en muchas industrias, como la reparación de automóviles , el mantenimiento de equipos pesados , el ensamblaje de productos, los grandes proyectos de construcción y cualquier otro caso en el que se necesite una salida de par elevada. Para el montaje del producto, se suele utilizar una herramienta de pulso, ya que presenta un apriete sin reacción y al mismo tiempo reduce los niveles de ruido que sufren los impactos habituales. Las herramientas de pulso utilizan aceite como medio para transferir la energía cinética del martillo al yunque. Esto proporciona un impulso más suave, una relación entre par y peso ligeramente menor y la posibilidad de diseñar un mecanismo de apagado que apague la herramienta cuando alcance el par correcto. Las herramientas de impulsos no se denominan "llaves de impacto" ya que el rendimiento y la tecnología no son los mismos. [¿ según quién? ]
Las llaves de impacto están disponibles en todos los tamaños de llave de vaso estándar, desde pequeñas herramientas con llave de 1 ⁄ 4 pulg. (6,4 mm) para montaje y desmontaje pequeños, hasta 3+ Cuadrados de 1 ⁄ 2 pulg. (89 mm) y más grandes para construcciones importantes.
En funcionamiento, el motor acelera una masa giratoria, almacena energía y luego, de repente, se conecta al eje de salida (el yunque ), creando un impacto de alto par . El mecanismo del martillo está diseñado de tal manera que después de aplicar el impacto, se permite que el martillo vuelva a girar libremente y no permanezca bloqueado. Con este diseño, la única fuerza de reacción aplicada al cuerpo de la herramienta es el motor que acelera el martillo y, por lo tanto, el operador siente muy poco torque, a pesar de que se entrega un torque máximo muy alto al casquillo. (Esto es similar a un martillo convencional, donde el usuario aplica una fuerza pequeña y constante para balancear el martillo, lo que genera un impulso muy grande cuando el martillo golpea un objeto). El diseño del martillo requiere un cierto par mínimo antes de que se permita el uso del martillo. girar por separado del yunque, lo que hace que la herramienta deje de martillar y, en su lugar, introduzca suavemente el sujetador si solo se necesita un torque bajo, instalando/quitando rápidamente el sujetador.
El aire comprimido es la fuente de energía más común para las llaves de impacto, [ cita requerida ] y proporciona un diseño de bajo costo con la mejor relación potencia-peso . Casi siempre se utiliza un motor de paletas normal , generalmente con cuatro a siete paletas, y varios sistemas de lubricación , el más común de los cuales usa aire engrasado , mientras que otros pueden incluir conductos de aceite especiales dirigidos a las piezas que lo necesitan y un aceite sellado separado. Sistema para el montaje del martillo. La mayoría de las llaves de impacto impulsan el martillo directamente desde el motor, lo que le brinda una acción rápida cuando el sujetador requiere solo un torque bajo. Otros diseños utilizan un sistema de reducción de engranajes antes del mecanismo de martillo, generalmente un conjunto de engranajes planetarios de una sola etapa , generalmente con un martillo más pesado, que proporciona una velocidad más constante y un par de "giro" más alto. Hay llaves de impacto eléctricas disponibles, ya sea alimentadas por la red eléctrica o para uso automotriz, alimentadas por CC de 12 voltios, 18 voltios o 24 voltios. Recientemente, las llaves de impacto eléctricas inalámbricas se han vuelto comunes, aunque si bien inicialmente su potencia de salida era significativamente menor que las llaves de impacto eléctricas con cable o neumáticas, la introducción de motores de CC sin escobillas y baterías de iones de litio ha hecho que las herramientas de impacto inalámbricas sean tan potentes o incluso más. que las llaves de impacto neumáticas o con cable de tamaños de accionamiento de 1 ⁄ 4 a 1 pulgada (6,4 a 25,4 mm), y los impactos inalámbricos rara vez se producen por encima de los tamaños de accionamiento de 1 pulgada (25 mm). Una llave de impacto de trinquete también es un tipo de llave de impacto con un mecanismo de bloqueo que se bloquea en su lugar cuando se gira la cantidad requerida de revoluciones. El mecanismo de bloqueo evita que la herramienta se gire con la mano. Un trinquete tiene un rango de 200 a 300 libras. Algunas herramientas industriales funcionan hidráulicamente, utilizan motores hidráulicos de alta velocidad y se utilizan en algunos talleres de reparación de equipos pesados, grandes obras de construcción y otras áreas donde se dispone de un suministro hidráulico adecuado. Las llaves de impacto hidráulicas tienen la ventaja de una alta relación potencia-peso.
Las llaves de impacto están disponibles en todos los tamaños y en varios estilos, según la aplicación. Las llaves con accionamiento de 1 ⁄ 4 pulgadas (6,4 mm) suelen estar disponibles tanto en línea (el usuario sostiene la herramienta como un destornillador , con la salida en el extremo) como con empuñadura de pistola (el usuario sostiene un mango que está en ángulo recto con la salida). ) se forma, y menos comúnmente en una unidad angular, que es similar a una herramienta en línea pero con un conjunto de engranajes cónicos para girar la salida 90°. Los impactos de 3 ⁄ 8 pulgadas (9,5 mm) suelen estar disponibles en forma de empuñadura de pistola y en una forma especial en línea conocida como llave de "mariposa", que tiene una paleta de aceleración grande y plana en el costado de la herramienta que se puede inclinar hacia una lado u otro para controlar la dirección de rotación, en lugar de usar un control de inversión separado, y tiene una forma que permite el acceso a áreas estrechas. Las llaves de impacto con accionamiento regular en línea y en ángulo de 3 ⁄ 8 pulgadas (9,5 mm) son poco comunes, pero están disponibles. Las unidades de accionamiento de 1 ⁄ 2 pulgadas (13 mm) prácticamente solo están disponibles en forma de empuñadura de pistola, siendo prácticamente imposible obtener cualquier tipo en línea, debido al mayor torque transmitido al usuario y al mayor peso de la herramienta que requiere un mango más grande. . Las llaves de impacto con accionamiento de 3 ⁄ 4 pulgadas (19 mm) nuevamente están disponibles esencialmente solo en forma de empuñadura de pistola. Las herramientas con accionamiento de 1 pulgada (25 mm) están disponibles tanto con empuñadura de pistola como con "mango en D" en línea, donde la parte posterior de la herramienta tiene un mango cerrado para que el usuario la sostenga. Ambas formas suelen incorporar también un mango lateral, lo que permite sujetar la herramienta con ambas manos a la vez. 1+Las llaves de 1 ⁄ 4 pulgadas (32 mm) y más grandes generalmente están disponibles en forma de "mango en T", con dos mangos grandes a cada lado del cuerpo de la herramienta, lo que permite aplicar el máximo torque al usuario y brinda el mejor control de la herramienta. Las llaves de impacto muy grandes (de hasta varios cientos de miles de libras-pie de torque) generalmente incorporan ojales en su diseño, lo que permite suspenderlas de una grúa, elevador u otro dispositivo, ya que su peso suele ser mayor de lo que una persona puede mover. Un diseño reciente combina una llave de impacto y un trinquete de aire , a menudo llamado "trinquete de aire sin reacción" por los fabricantes, incorporando un conjunto de impacto antes del conjunto de trinquete. Este diseño permite pares de salida muy altos con un esfuerzo mínimo para el operador y evita la lesión común de golpear con los nudillos alguna parte del equipo cuando el sujetador se aprieta y el par aumenta repentinamente. Hay diseños especiales disponibles para determinadas aplicaciones, como quitar las poleas del cigüeñal sin quitar el radiador de un vehículo.
Se utilizan varios métodos para fijar el casquillo o accesorio al yunque, como un pasador con resorte que encaja en un orificio correspondiente del casquillo, evitando que se retire el casquillo hasta que se use un objeto para presionar el pasador, un anillo de cerdo que sostiene el casquillo por fricción o encajando en las hendiduras maquinadas en el casquillo, y un orificio pasante, donde se inserta un pasador completamente a través del casquillo y el yunque, bloqueando el casquillo. Los anillos de cerdo se utilizan en la mayoría de las herramientas más pequeñas, y el orificio pasante se usa solo en llaves de impacto más grandes, generalmente de 3 ⁄ 4 pulgadas (19 mm) o más. Los retenedores de pasadores solían ser más comunes, pero parecen estar siendo reemplazados por anillos de cerdo en la mayoría de las herramientas, [ cita necesaria ] a pesar de la falta de un bloqueo positivo. La unidad hexagonal hembra de 1 ⁄ 4 pulgadas (6,4 mm) se está volviendo cada vez más popular para las llaves de impacto pequeñas, [ cita necesaria ] especialmente las versiones eléctricas inalámbricas, lo que les permite adaptarse a puntas de destornillador estándar en lugar de enchufes. Se pueden comprar accesorios adaptadores que permiten que las herramientas con accionamiento hexagonal se acoplen a dados con accionamiento cuadrado y viceversa.
Muchos usuarios optan por equipar sus llaves de impacto neumáticas con una manguera de aire corta en lugar de conectar un conector de aire directamente a la herramienta. Una manguera de este tipo ayuda enormemente a colocar la llave en áreas estrechas, al no tener el conjunto de acoplador completo sobresaliendo por la parte posterior de la herramienta, además de facilitar al usuario la colocación de la herramienta. Un beneficio adicional es la gran reducción del desgaste del acoplador, al aislarlo de la vibración de la herramienta. Un tramo corto de manguera también evita que el conector de aire se rompa en la base de la herramienta si el usuario pierde el agarre y se permite que la herramienta gire. [ cita necesaria ]
Como la salida de una llave de impacto, al martillar, es una fuerza de impacto muy corta , el par efectivo real es difícil de medir, ya que se utilizan varias clasificaciones diferentes. Como la herramienta entrega una cantidad fija de energía con cada golpe, en lugar de un par fijo, el par de salida real cambia con la duración del pulso de salida. Si la salida es elástica o capaz de absorber energía, el impulso simplemente será absorbido y prácticamente nunca se aplicará torsión, y de manera algo contraria a la intuición, si el objeto es muy elástico, la llave puede girar hacia atrás a medida que se transfiere la energía. devuelto al yunque, mientras no esté conectado al martillo y pueda girar libremente. [ cita necesaria ] Una llave que es capaz de liberar una tuerca oxidada en un perno muy grande puede ser incapaz de girar un tornillo pequeño montado en un resorte. El "par máximo" es el número que dan con más frecuencia los fabricantes, que es el par máximo instantáneo entregado si el yunque se bloquea en un objeto perfectamente sólido. El "par de trabajo" es un número más realista para atornillar continuamente un sujetador muy rígido y generalmente se mide accionando un dispositivo de prueba de tensión de torque Skidmore-Wihelm durante 5 a 10 segundos. El " par de torsión para romper tuercas " se cita a menudo en las especificaciones de las herramientas de impacto, siendo la definición habitual que la llave puede aflojar una tuerca apretada con la cantidad especificada de par en un período de tiempo específico. Controlar con precisión el par de salida de una llave de impacto es muy difícil, e incluso un operador experimentado tendrá dificultades para asegurarse de que un sujetador no esté demasiado apretado o demasiado apretado usando una llave de impacto. Hay disponibles extensiones de casquillo especiales, comúnmente comercializadas como barras de torsión o extensiones de torsión que aprovechan la incapacidad de una llave de impacto para trabajar contra un resorte, para limitar con precisión el par de salida. Diseñados con acero para resortes , actúan como grandes resortes de torsión , se flexionan según su capacidad de torsión y evitan que se aplique más torsión al sujetador. Algunas llaves de impacto diseñadas para el ensamblaje de productos tienen un sistema de control de torque incorporado, como un resorte de torsión incorporado y un mecanismo que apaga la herramienta cuando se excede el torque dado. Cuando se requiere un torque muy preciso, solo se usa una llave de impacto para ajustar el sujetador, y se usa una llave dinamométrica para el ajuste final. Debido a la falta de estándares consistentes al medir las salidas de torsión, se cree que algunos fabricantes inflan sus clasificaciones o utilizan mediciones que tienen poca relación con el rendimiento de la herramienta en el uso real. [ cita necesaria ] Muchas llaves de impacto neumáticas incorporan un regulador de flujo en su diseño, ya sea como un control separado o como parte de la válvula de inversión, lo que permite limitar aproximadamente el torque en una o ambas direcciones, mientras que las herramientas eléctricas pueden usar un gatillo de velocidad variable para el mismo efecto.
El mecanismo de percusión de una llave de impacto debe permitir que el martillo gire libremente, impacte el yunque, luego se suelte y gire libremente nuevamente. Se utilizan muchos diseños para realizar esta tarea, todos con algunos inconvenientes. Dependiendo del diseño, el martillo puede impulsar el yunque una o dos veces por revolución (donde una revolución es la diferencia entre el martillo y el yunque), y algunos diseños dan golpes más rápidos y más débiles dos veces por revolución, o más lentos y más potentes. sólo una vez por revolución.
Un diseño de martillo común llamado mecanismo de bola y leva tiene el martillo capaz de deslizarse y girar sobre un eje, con un resorte que lo sostiene en la posición hacia abajo. Entre el martillo y el eje impulsor hay una bola de acero en una rampa, de modo que si el eje de entrada gira delante del martillo con suficiente torque, el resorte se comprime y el martillo se desliza hacia atrás. En la parte inferior del martillo y en la parte superior del yunque hay dientes de perro, diseñados para impactos fuertes. Cuando se utiliza la herramienta, el martillo gira hasta que sus dientes de perro entran en contacto con los dientes del yunque, lo que impide que el martillo gire. El eje de entrada continúa girando, lo que hace que la rampa levante la bola de acero, elevando el conjunto del martillo hasta que los dientes de garra ya no se enganchan con el yunque y el martillo queda libre para girar nuevamente. Luego, el martillo salta hacia el fondo de la rampa de bolas y es acelerado por el eje de entrada, hasta que los dientes de perro vuelven a hacer contacto con el yunque, generando el impacto. Luego se repite el proceso, dando golpes cada vez que los dientes se juntan, casi siempre dos veces por revolución, aunque se han producido herramientas de impacto con tres dientes de impacto. Si la salida tiene poca carga, como cuando se gira una tuerca suelta en un perno, el torque nunca será lo suficientemente alto como para hacer que la bola comprima el resorte, y la entrada impulsará suavemente la salida de la misma manera que una taladro o destornillador eléctrico. El mecanismo de impacto de bola y leva se ve más comúnmente en herramientas de impacto eléctricas, ya que permite que la fuente de energía gire continuamente incluso durante el impacto, lo que evita que el motor se cale. Este diseño tiene la ventaja de su tamaño pequeño y simplicidad, pero se desperdicia energía al mover todo el martillo hacia adelante y hacia atrás, y al dar múltiples golpes por revolución, el martillo tiene menos tiempo para acelerar, lo que hace que este diseño sea menos eficiente que el embrague de pasador o los mecanismos de contrapeso. visto en herramientas de impacto neumáticas. Este diseño se ve a menudo después de una reducción de marcha, que reduce la velocidad y aumenta el par del motor que impulsa el mecanismo de impacto, y compensa la falta de tiempo de aceleración entregando más par a una velocidad más baja.
Otro diseño común utiliza un martillo fijado directamente al eje de entrada, con un par de pasadores que actúan como embragues . Cuando el martillo gira más allá del yunque, una rampa de bolas empuja los pasadores hacia afuera contra un resorte, extendiéndolos hasta donde golpearán el yunque y generarán el impacto, luego los soltarán y regresarán al martillo, generalmente haciendo que las bolas "se caigan". " al otro lado de la rampa en el momento en que golpea el martillo. Dado que la rampa sólo necesita tener un pico alrededor del eje, y el acoplamiento del martillo con el yunque no se basa en una cantidad de dientes entre ellos, este diseño permite que el martillo acelere durante una revolución completa antes de hacer contacto con el yunque, dándole más tiempo para acelerar y generar un impacto más fuerte. Las desventajas son que los pasadores deslizantes deben soportar impactos muy fuertes y, a menudo, provocan el fallo prematuro de la herramienta.
Otro diseño más utiliza un peso oscilante dentro del martillo y una única y larga protuberancia en el costado del eje del yunque. Cuando el martillo gira, el peso oscilante primero hace contacto con el yunque en el lado opuesto al que se usa para impulsar el yunque, empujando el peso a la posición para el impacto. A medida que el martillo gira más, el peso golpea el costado del yunque, transfiriendo la energía del martillo y la suya propia a la salida, luego se balancea hacia el otro lado. Este diseño también tiene la ventaja de martillar solo una vez por revolución, así como su simplicidad, pero tiene la desventaja de hacer que la herramienta vibre ya que el peso oscilante actúa como una excéntrica y puede ser menos tolerante al hacer funcionar la herramienta con baja potencia de entrada. . Para ayudar a combatir la vibración y el accionamiento desigual, a veces dos de estos martillos se colocan alineados entre sí, con desplazamientos de 180°, y ambos golpean al mismo tiempo.
Un nuevo diseño (a partir de 2016) encierra el mecanismo de golpe en fluido hidráulico para reducir la cantidad de contacto de metal con metal, lo que reduce en gran medida el ruido y la vibración. [3]
Los casquillos y las extensiones para llaves de impacto están hechos de metal de alta resistencia, ya que cualquier efecto de resorte reducirá en gran medida el torque disponible en el sujetador. Aun así, el uso de múltiples extensiones, juntas universales , etc. debilitará los impactos y el operador deberá minimizar su uso. El uso de vasos o accesorios sin impacto con una llave de impacto a menudo resultará en doblar, fracturar o dañar de otro modo el accesorio, ya que la mayoría no son capaces de soportar el alto torque repentino de una herramienta de impacto y puede resultar en que se rompa la cabeza del cierre. Los enchufes y accesorios sin impacto están hechos de un metal más duro y quebradizo. Siempre se deben usar gafas de seguridad cuando se trabaja con herramientas de impacto, ya que los impactos fuertes pueden generar metralla a alta velocidad si falla un casquillo, accesorio o sujetador.
Las marcas de llaves de impacto neumáticas que se utilizan comúnmente en aplicaciones de talleres y construcción incluyen Ingersoll Rand , Snap-On , MAC Tools , Matco y Chicago Tire . Las llaves de impacto inalámbricas que se utilizan comúnmente son fabricadas por Milwaukee , DeWalt , Makita y Bosch . Para aplicaciones especializadas, como paradas en boxes en deportes de motor, donde se debe aplicar una gran cantidad de torque a una tuerca de rueda en un corto período de tiempo. Las llaves de impacto Ingersoll Rand modificadas fueron algo común en las competiciones de NASCAR hasta el inicio de la temporada 2022 , [4] cuando se introdujeron las ruedas con bloqueo central y las antiguas llaves Ingersoll Rand fueron reemplazadas por llaves de impacto Paoli, que se utilizan ampliamente en la Fórmula Uno , Indycar. , y el Campeonato Mundial de Resistencia . [5]
Una llave de impacto generalmente ofrece más torque y acepta puntas de herramienta más grandes que un destornillador de impacto . Esto hace que la llave de impacto sea más adecuada para pernos y tuercas grandes en entornos mecánicos pesados (como, por ejemplo, tuercas ), mientras que el destornillador de impacto, con su menor torque y su broca más pequeña, es más adecuado para atornillar tornillos más pequeños, como por ejemplo en trabajos de construcción . .
