Vistas: 286 Autor: ANEBON Hora de publicación: 2024-12-10 Origen: Sitio
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● ¿Por qué los pernos se vuelven más apretados a medida que se aprietan?
● Análisis de las causas de aflojamiento de los tornillos.
● Tres métodos comunes contra el aflojamiento
El aflojamiento de los pernos es un problema común que puede provocar vibraciones en el equipo, daños a los componentes e incluso lesiones. La técnica para apretar de forma segura una tuerca pequeña siempre ha sido un tema importante en el diseño mecánico.
Si bien estamos familiarizados con varios tipos de tuercas, como las tuercas excéntricas japonesas, las tuercas Tang y las tuercas autoblocantes chinas, hoy no nos centraremos en estos sujetadores destacados. En su lugar, analicemos las causas del aflojamiento de los pernos y tres métodos eficaces para prevenirlo.
En términos generales, analizamos la fractura de pernos desde los siguientes cuatro aspectos:
La calidad del perno.
El par de apriete previo del perno.
La fuerza del perno
La resistencia a la fatiga del perno.
La mayoría de las fracturas de pernos se producen debido a que están flojos, lo que provoca daños. Las condiciones que causan que los pernos se aflojen y rompan son similares a aquellas que resultan en fracturas por fatiga. En última instancia, podemos atribuir la mayoría de los problemas a la resistencia a la fatiga del material. De hecho, a menudo se subestima la resistencia a la fatiga de los pernos; durante el uso, esta fuerza normalmente no se utiliza por completo.
1. La rotura del perno no se debe a la resistencia a la tracción del perno.
Considere un perno de alta resistencia M20×80 de grado 8,8. Este perno pesa sólo 0,2 kg, pero tiene una capacidad de carga mínima de tracción de 20 toneladas, lo que supone 100.000 veces su propio peso. Normalmente, utilizamos este perno para sujetar componentes que pesan alrededor de 20 kg, utilizando solo una milésima parte de su capacidad máxima. Incluso teniendo en cuenta otras fuerzas que pueden actuar sobre el equipo, es poco probable que excedan mil veces el peso del Componente de mecanizado CNC . Por lo tanto, la resistencia a la tracción del sujetador roscado es más que adecuada y es improbable que falle debido a una resistencia insuficiente del perno.
2. La fractura del perno no se debe a la resistencia a la fatiga del perno.
Los sujetadores roscados sólo pueden aflojarse cien veces en una prueba de vibración transversal, pero deben vibrarse repetidamente un millón de veces en una prueba de resistencia a la fatiga. En otras palabras, el sujetador roscado se afloja cuando utiliza diez milésimas de su resistencia a la fatiga. Sólo utilizamos una diezmilésima parte de su capacidad máxima, por lo que el aflojamiento de la fijación roscada no se debe a la resistencia a la fatiga del perno.
3. La verdadera causa del daño a los sujetadores roscados es la holgura.
Después de aflojar los sujetadores roscados, se genera una enorme energía cinética mv2. Esta enorme energía cinética actúa directamente sobre los sujetadores y el equipo, causando daños a los sujetadores. Una vez dañados los sujetadores, el Equipo no puede funcionar en condiciones normales, lo que provoca aún más daños al Equipo.
Cuando los sujetadores se someten a una fuerza axial, las roscas se dañan y los pernos se separan.
Cuando los sujetadores se someten a una fuerza radial, los pernos se cortan y los orificios de los pernos se convierten en óvalos.
4. Elegir un método antiaflojamiento del hilo con excelente efecto antiaflojamiento es la solución fundamental al problema.
Consideremos el martillo hidráulico como ejemplo. El martillo hidráulico GT80 pesa 1,663 toneladas y cuenta con siete juegos de pernos de placa lateral M42 de grado 10,9. Cada perno tiene una resistencia a la tracción de 110 toneladas y la fuerza de preapriete generalmente se calcula como la mitad de la resistencia a la tracción, lo que da como resultado una fuerza de preapriete que oscila entre trescientas y cuatrocientas toneladas. Sin embargo, los tornillos aún pueden romperse. Para solucionar este problema, vamos a cambiar a pernos M48 porque el problema del aflojamiento de los pernos sigue sin resolverse.
Cuando un perno se rompe, la suposición más común es que la resistencia es insuficiente. En consecuencia, muchas personas optan por aumentar el diámetro y el grado de resistencia de los pernos. Este enfoque puede mejorar la fuerza de preapriete y aumentar la fricción, mejorando así el efecto antiaflojamiento. Sin embargo, este método a menudo se considera no profesional debido a sus altos costos de inversión y es posible que los beneficios no justifiquen el gasto.
En resumen, el perno es: 'No se romperá si no está flojo, y se romperá si está flojo'.
La conexión roscada se diseña basándose en la condición de autobloqueo: ψ ≤ ρv. La fricción generada entre las superficies roscadas permite que el perno permanezca autoblocante y lo mantiene apretado, evitando que la conexión se afloje bajo cargas estáticas. Sin embargo, bajo condiciones tales como impacto, vibración, cargas fluctuantes o cambios significativos de temperatura, la fuerza de fricción (F) en el par roscado puede disminuir o desaparecer repentinamente.
Si esta situación ocurre repetidamente, el perno de conexión puede aflojarse gradualmente. Cuando un sujetador roscado se afloja, genera energía cinética (mv⊃2;). En el caso de elementos de fijación sometidos a fuerzas axiales, esto puede provocar daños en la rosca y que el perno se salga. Por el contrario, para sujetadores sometidos a fuerzas radiales, el perno puede cortarse y dañar el orificio del perno.
El principio detrás del antiaflojamiento de los pernos es limitar el movimiento relativo entre los pares roscados o dificultar que se produzca ese movimiento.
Hay tres métodos comunes para prevenir el aflojamiento de los pernos: antiaflojamiento por fricción, antiaflojamiento mecánico y antiaflojamiento permanente. Tanto los métodos antiaflojamiento mecánicos como los por fricción son removibles, mientras que los métodos antiaflojamiento permanentes se consideran no removibles.
1. Antiaflojamiento por fricción
(1) Arandela elástica antiaflojamiento
El principio detrás de evitar que una arandela elástica se afloje es que una vez que la arandela elástica se aplana, genera una fuerza elástica continua. Esta fuerza asegura que la conexión roscada entre la tuerca y el perno mantenga la fricción, creando un par de resistencia que ayuda a mantener la tuerca segura. Además, los bordes afilados de la abertura de la arandela de resorte se incrustan en las superficies tanto del perno como del conector. Pieza de aluminio fundido a presión , evitando cualquier rotación relativa entre el perno y el componente conectado.
(2) Antiaflojamiento de la tuerca superior (tuerca doble)
(3) Tuerca autoblocante para evitar que se afloje
Un extremo de la tuerca se convierte en un cierre no circular o un cierre radial después de la hendidura. Cuando se aprieta la tuerca, el cierre se expande y la fuerza elástica del cierre se utiliza para apretar las roscas del tornillo.
(4) Tuerca elástica antiaflojamiento
Se incrusta fibra o nailon en la parte roscada para aumentar la fricción. El anillo elástico también evita fugas de líquido.
2. Antiaflojamiento mecánico
(1) Antiaflojamiento de tuercas ranuradas y pasadores de chaveta
(2) Arandelas de parada
Después de apretar la tuerca, doble las arandelas de tope simples o dobles contra los lados de la tuerca y la pieza conectada para evitar que se aflojen.
(3) Cable serie antiaflojamiento
Utilice alambre de acero con bajo contenido de carbono para penetrar los orificios de cada cabeza de tornillo, conectar los tornillos en serie y frenar entre sí.
3. Antiaflojamiento permanente
Los métodos antiaflojamiento permanentes comunes incluyen soldadura por puntos, remachado y unión. Estos métodos suelen dañar los sujetadores roscados durante el desmontaje, lo que los hace inadecuados para su reutilización.
También existen otras técnicas anti-aflojamiento, como aplicar adhesivo líquido entre las roscas del tornillo, usar anillos de nailon en el extremo de la tuerca y emplear remachado y punzonado para evitar que se afloje. Los métodos que permiten el desmontaje, como las técnicas mecánicas y antiaflojamiento por fricción, se denominan métodos removibles antiaflojamiento. Por el contrario, los métodos antiaflojamiento permanentes se conocen como métodos antiaflojamiento no removibles.
(1) Método de perforación para evitar que se afloje
Después de apretar la tuerca, perfore el extremo del hilo para romperlo.
(2) Adhesión para evitar el aflojamiento - líquido antiaflojamiento de tuercas
Aplique el líquido antiaflojamiento de tuercas a la parte de apriete del perno y luego atornille la tuerca. Después del autocurado, el efecto antiaflojamiento es bueno.
Finalmente, echemos un vistazo al proceso de fabricación de pernos.
Si desea saber más o realizar alguna consulta, no dude en contactarnos info@anebon.com.
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