Evitar el aflojamiento con arandelas elásticas - ¿Funcionan? | MáquinaMFG

Evitar el aflojamiento con arandelas elásticas: ¿funcionan?

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Principio de bloqueo de la arandela elástica

El principio en el que se basa la función antiaflojamiento de un resorte es que, una vez comprimida, genera una fuerza elástica constante que mantiene bajo tensión la conexión roscada entre la tuerca y el perno y crea un par de resistencia, evitando así que la tuerca se afloje.

Además, la arandela elástica bordes afilados en la abertura se presionan contra la superficie del perno y la pieza conectada, inhibiendo cualquier rotación relativa entre el perno y la pieza conectada.

arandela elástica

¿Y el efecto antiaflojamiento de la arandela elástica?

Arandelas elásticas se utilizan con frecuencia en componentes portantes y no portantes de diversos productos mecánicos debido a su bajo coste y facilidad de instalación. Son especialmente adecuados para piezas que requieren un montaje y desmontaje frecuentes.

Sin embargo, la capacidad antiaflojamiento de arandelas elásticas es limitado. En países desarrollados como Europa y América, su uso está disminuyendo, sobre todo en conexiones de carga cruciales, debido a la exigencia de una alta fiabilidad.

En algunas industrias militares, el uso de arandelas elásticas se ha sustituido por acero inoxidable. Se ha informado de que la Academia China de Tecnología Espacial ha prohibido el uso de arandelas elásticas de acero por motivos de seguridad, incluido el riesgo de fragilización por hidrógeno y fatiga.

Arandela elástica caja de bloqueo

La conexión entre la transmisión final del eje y la carcasa del eje utiliza pernos M16 x 100 de grado 10.9 con un par de apriete de (280+20) N-m, apretados con una máquina de apriete eléctrica de alta precisión. La variación del par de apriete con el ángulo de giro durante el proceso de apriete del perno se midió con y sin arandela elástica.

La comparación de las curvas de par-ángulo mostró que siempre había un par de preapriete de aproximadamente 10 N-m cuando se utilizaba una arandela elástica, mientras que sin la arandela el par del perno permanecía en 0 N-m antes de aumentar significativamente. Esto sugiere que la arandela elástica puede aplanarse completamente con un par de preapriete del perno de unos 10 N-m. La confirmación de esta deducción se obtuvo mediante la inspección con una llave dinamométrica digital, que mostró que el par de apriete del perno no había alcanzado los 20 N-m y que la arandela elástica se había aplanado completamente.

Estos resultados indican que la arandela elástica sólo proporciona una fuerza elástica de 10 N-m, insignificante en comparación con el par de apriete previo del perno de 280 N-m. Además, una fuerza tan pequeña no es suficiente para incrustar las esquinas afiladas de la muesca en la superficie del perno y la pieza conectada. Además, una fuerza tan pequeña no es suficiente para incrustar las esquinas afiladas de la muesca de la arandela elástica en la superficie del perno y la pieza conectada. Tras el desmontaje, no se observaron marcas incrustadas evidentes en las superficies del perno y la pieza conectada.

Como resultado, el efecto antiaflojamiento de la arandela elástica sobre el perno puede despreciarse.

Añadir una arandela entre el perno y la pieza conectada puede introducir otro riesgo potencial para la seguridad si la arandela tiene problemas de calidad. Cuando el par de apriete del perno es elevado (superior a 200 N-m), utilizar una arandela elástica como mecanismo de bloqueo no es eficaz e incluso puede ser perjudicial. Bajo la influencia de impactos, vibraciones y cargas variables, la precarga puede desaparecer repentinamente, provocando que la conexión se afloje.

La NASA también ha reconocido las limitaciones de las arandelas elásticas abiertas. En el capítulo sobre contratuercas de la norma de la NASA, se afirma que "La arandela elástica helicoidal típica... sirve de muelle mientras se aprieta el perno. Sin embargo, la arandela suele estar plana cuando el perno está totalmente apretado, momento en el que equivale a una arandela plana sólida, y su capacidad de bloqueo es inexistente. En resumen, este tipo de arandela de seguridad es inútil para bloquear".

Véanse extractos del texto original en la siguiente figura. Sin embargo, algunos profesionales tienen una opinión diferente. ¿Cuál es su punto de vista al respecto?

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