En el corazón de lo que hace que los sujetadores sean confiables y resistentes es el concepto de torque. El torque no es solo una medida de fuerza de giro; Es la clave para garantizar que los componentes y la maquinaria mantenidos unidos por estas partes pequeñas pero poderosas se mantengan.
A continuación, echaremos un vistazo a la ciencia detrás de calcular el par de sujetadores. Con suerte, puede proporcionar una idea de cómo lograr un mejor rendimiento, seguridad y confiabilidad en las aplicaciones de fijación.
Torque de comprensión
El par es la fuerza de rotación utilizada para girar una tuerca, perno o tornillo como parte de una junta atornillada.Verá el par medido por Newton Meders (NM) en unidades métricas y libras por pie (lb/ft) en unidades de pulgada.
La relación entre el par y la tensión
El par está estrechamente relacionado con otra medición: tensión o tensión. De hecho, uno rara vez se discute sin referencia al otro.
La relación entre el par y la tensión es simple:A medida que aumenta el par, la tensión en la articulación aumenta.Cuanta más fuerza use para convertir un sujetador, más apretado será la articulación atornillada.
¿Por qué es importante el par de sujetadores?
El par es una medida crítica en el mundo del sujetador. Es importante prestar atención y acertar a su aplicación. ¿Por qué?
Un perno subortado será más suelto de lo necesario y no podrá proporcionar tanta fuerza de sujeción como sea necesario. Un perno sobrevalorado puede deformarse (despojos de rosca, cabezas apartadas, etc., o romperse. Esa última parte es importante recordar, ya que muchos creen que más estricto es mejor. Ese no es siempre el caso.
Factores que afectan el cálculo del par
El factor más importante que afecta la relación entre el par y la tensión y, por lo tanto, la cantidad apropiada de torque, es la fricción. Hay varios factores que pueden afectar la cantidad de fricción en una articulación atornillada, que incluyen:
Hilos gruesos versus finos -Los hilos finos tienen más fricción que los hilos gruesos.
Clase de ajuste de hilo -Los sistemas de hilos con un ajuste más estricto tienen más fricción que aquellos con un ajuste más suelto. Por ejemplo, 3A/3B es un ajuste más estricto que 2A/2B y, por lo tanto, más fricción para 3A/3B.
Material y grado -El tipo de material utilizado y lo difícil que es, afectará la fricción.
Recubrimientos -Diferentes recubrimientos de sujetadores tendrán un gran impacto en la fricción.
Condiciones de la superficie de rodamiento -La cantidad de superficie, y lo áspero que es, afecta la fricción.
Lubricación -Diferentes lubricantes también tendrán un gran impacto en la fricción.
Cómo calcular el par de sujetadores
Hay un par de formas de calcular el par de sujetadores: con una fórmula matemática y una prueba física.
Fórmula de par de sujetadores
La ecuación t=KDP se usa para estimar los cálculos de par de sujetadores, donde:
T=Torque en Newton-Meters (NM)
K=Coeficiente de fricción
D=diámetro del sujetador en milímetros (mm)
P=La tensión deseada en Kilonewtons (KN)
Prueba de tensión de par
Para calcular el par de sujetadores, puede ejecutar una prueba de tensión de torque. Una prueba de tensión de par es la medición del par de entrada requerido para que una unión atornillada logre una tensión especificada.
Una configuración de prueba típica se muestra en la foto a continuación. Consiste en un perno de prueba, lavadora de prueba y tuerca de prueba ajustada en un accesorio de prueba llamado Skidmore. El accesorio de prueba contiene una celda de carga que puede medir la cantidad de tensión en la junta.
La tuerca se gira lentamente hasta alcanzar una cantidad preestablecida de tensión. A medida que la junta se aprieta, esta acción estira el perno, creando una carga de abrazadera en la junta (en este caso, el Skidmore). Se mide la cantidad de par necesaria para rotar la tuerca a la tensión deseada.
Especificaciones de sujetador relacionadas
Hay dos especificaciones de la industria que son buenas de tener en cuenta cuando se trata de un par de sujetadores: USCAR 11-2 e ISO 16047.
USCAR 11-2"Proporciona un método de prueba para determinar la relación de tensión de torque de un acabado de sujetador aplicado a un tornillo sustituto con el fin de medir la característica de fricción del acabado del sujetador". Es un estándar desarrollado y mantenido por el Consejo de los Estados Unidos para la Investigación Automotriz (USCAR): una combinación de empleados de Chrysler, Ford y General Motors.
ISO 16047"Especifica las condiciones para realizar pruebas de torque/fuerza de abrazadera en sujetadores roscados y partes relacionadas".