Todo sobre las arandelas elásticas: Tipos, diseño y aplicaciones

Arandelas elásticas Introducción En la industria de la tornillería, las arandelas elásticas se denominan comúnmente "almohadillas elásticas" o "pastillas elásticas". Se fabrican en acero inoxidable o acero al carbono (que es esencialmente hierro). Los tamaños más comunes de las arandelas elásticas son M3, M4, M5, M6, M8, M10, M12, M14 y M16. Estos tamaños son ampliamente [...]

Índice

Arandelas elásticas Introducción

En la industria de la tornillería, las arandelas elásticas suelen denominarse "almohadillas elásticas" o "pastillas elásticas". Se fabrican en acero inoxidable o acero al carbono (que es esencialmente hierro).

Los tamaños más utilizados para las arandelas elásticas son M3, M4, M5, M6, M8, M10, M12, M14 y M16. Estos tamaños son ampliamente utilizados en la industria. La norma nacional para arandelas elásticas es GB/T 94.1-87, que especifica la norma tipo de muelle arandelas de tamaños comprendidos entre 2 mm y 48 mm.

Material principal de las arandelas elásticas

Normalmente se fabrican en acero para muelles 65MN o en acero al carbono 70#, 3Cr13También pueden utilizarse materiales como el acero inoxidable SUS304 o SUS316, así como el bronce fosforoso.

Principales aplicaciones de las arandelas elásticas

Las arandelas elásticas se utilizan para evitar que las tuercas se aflojen y así se especifica en la norma nacional.

Las tuercas hexagonales ranuradas están diseñadas específicamente para utilizarse con pernos que tienen agujeros en el extremo, de forma que se pueda insertar una chaveta desde la ranura de la tuerca hasta el agujero del perno, evitando que la tuerca se afloje automáticamente. Este tipo de tuerca se utiliza principalmente en situaciones en las que hay vibraciones o cargas alternas.

En diseño y fabricación mecánica, existen varios métodos para evitar que las tuercas (o tornillos) se aflojen automáticamente:

  • Añadir arandelas elásticas (sencillo y fácil de hacer)
  • Utilizar tuercas hexagonales ranuradas con chavetas (añade pasos de procesamiento adicionales).
  • Añadir arandelas antiaflojamiento (añade pasos de procesamiento adicionales)
  • Inserción de un alambre de acero en la cabeza hexagonal de un tornillo hexagonal (añade pasos de procesamiento adicionales)

Las arandelas elásticas se utilizan habitualmente para evitar que se aflojen, por ejemplo, los pernos que conectan los motores a las bases de las máquinas suelen requerir arandelas elásticas porque si no hay arandela elásticaLa tuerca se aflojará debido a las vibraciones del motor.

Los elementos de fijación de los equipos sometidos a vibraciones suelen llevar instaladas arandelas elásticas, mientras que las bridas no suelen necesitarlas. El uso o no de arandelas elásticas en las bridas depende del fluido utilizado. Si existe riesgo de pulsaciones, si el fluido circula a gran velocidad o si se producen cambios frecuentes de diámetro, deben utilizarse arandelas elásticas.

Es importante tener en cuenta que esto puede no aplicarse en todos los casos, ya que algunas válvulas y bridas de tapa de presión de la caja de llenado pueden requerir arandelas elásticas. La selección rápida y sencilla de arandelas elásticas está disponible a través del sistema automatizado Fastener Expert.

Principales diferencias

Las arandelas elásticas pueden evitar el aflojamiento y aumentar la fuerza de precarga, mientras que las arandelas planas no tienen esta función. Las arandelas planas se utilizan para aumentar el área de contacto de la fijación y evitar la fricción entre los tornillos y las piezas de trabajo, protegiendo la superficie de la conexión y evitando arañazos cuando... apriete de pernos y nueces.

Sin embargo, para algunas conexiones importantes que dependen principalmente de la compresión para transmitir la fuerza de fricción, no pueden utilizarse arandelas elásticas, ya que reducen la rigidez de la conexión y pueden provocar accidentes.

En estos casos, se pueden utilizar arandelas planas o tornillos de brida para aumentar la superficie de contacto. Cuando hay vibraciones, pulsaciones o grandes fluctuaciones de temperatura en el medio, deben utilizarse arandelas elásticas.

Causas de la rotura de la arandela elástica

  • El "hinchamiento" de las arandelas elásticas no suele ser un problema de las arandelas en sí.
  • Un resorte arandela que experimenta hinchamiento ha sido necesariamente sometida a una fuerza radial hacia el exterior, que procede de la fuerza de apriete axial producida por el par de apriete.
  • El chaflán exterior de la superficie de apoyo de la tuerca produce una fuerza de hendidura radial, provocando el ensanchamiento de la abertura de la arandela elástica. Cuanto menor sea el diámetro del chaflán, mayor será la probabilidad de que se produzca hinchamiento.
  • Colocar una arandela plana entre la tuerca y la arandela elástica ayuda a ralentizar o evitar el hinchamiento, pero si la arandela plana es demasiado fina o blanda, puede que no evite el hinchamiento.
  • La causa de fragilización por hidrógeno La fractura de las arandelas de muelle se debe generalmente a un proceso de tratamiento térmico inadecuado o a la no realización de un tratamiento de eliminación de hidrógeno después del cincado.

Las pruebas exhaustivas y la experiencia práctica a largo plazo han confirmado el análisis anterior.

Clasificación de las arandelas elásticas

Arandela elástica dentada interior, arandela elástica dentada exterior

Hay muchos dientes elásticos afilados en la circunferencia, que perforan la superficie de apoyo y evitan que el tornillo se afloje. La arandela elástica dentada interna se utiliza bajo el tamaño de cabeza más pequeño del tornillo; la arandela elástica dentada externa se utiliza sobre todo bajo la cabeza del tornillo y la tuerca.

La arandela elástica dentada tiene un volumen menor que la arandela elástica ordinaria, y el elemento de fijación está sometido a una fuerza uniforme, lo que puede evitar el aflojamiento de forma fiable, pero no es adecuada para desmontajes frecuentes.

Arandela elástica ondulada

Norma nacional: GB/T 7246-1987

Las arandelas elásticas onduladas se dividen en los tipos WG, WL y WN.

Arandela elástica ondulada tipo WG

La arandela elástica ondulada tipo WG es una arandela elástica de tipo abierto, que normalmente puede instalarse en un espacio reducido, como por ejemplo para aplicar precarga a los rodamientos, reducir el ruido de funcionamiento de los rodamientos, mejorar la precisión de funcionamiento y la estabilidad de los rodamientos. Además, se utiliza ampliamente en electrónica y electrodomésticos, con materiales como acero al carbono, acero inoxidable y aleación de cobre.

Arandela elástica ondulada tipo WL

La arandela elástica ondulada tipo WL es una arandela elástica de junta solapada, que normalmente puede instalarse en un espacio reducido, como aplicar precarga a los rodamientos, reducir el ruido de funcionamiento de los rodamientos, mejorar la precisión de funcionamiento y la estabilidad de los rodamientos. Además, se utiliza ampliamente en electrónica y electrodomésticos, con materiales como acero al carbono, acero inoxidable y aleación de cobre.

Arandela elástica ondulada tipo WN

La arandela elástica ondulada tipo WN es una arandela elástica superpuesta de pico ondulado multicapa. En comparación con el tipo WL, esta serie se compone de múltiples capas de material, por lo que la curva de valor K bajo la misma carrera de compresión es más plana que la del tipo WL, lo que resulta adecuado para situaciones en las que la elasticidad es mayor y toda la carrera de trabajo requiere una liberación uniforme de la elasticidad. Los materiales utilizados incluyen acero al carbono, acero inoxidable y aleación de cobre.

Arandela elástica del disco

La arandela elástica de disco, también conocida como arandela elástica Belleville, fue inventada por el francés Belleville. La arandela elástica de disco DIN6796 (serie HDS) está diseñada para arandelas antiaflojamiento para uniones de pernos y tornillos.

Está diseñada y fabricada de acuerdo con la norma DIN 6796 y se utiliza para conectar pernos y tornillos de resistencia media o alta. La gran carga de soporte y la recuperación elástica hacen que la serie HDS sea muy eficaz. La tensión del perno puede soportar la relajación causada por el desgaste de las piezas vulnerables, la fluencia, la relajación, la expansión térmica, la contracción o el apriete de las piezas de sellado.

La serie HDS aumenta varias veces el efecto elástico de los pernos y puede sustituir eficazmente a las arandelas elásticas ordinarias, pero no es adecuada para su uso como arandela de bloqueo o combinación de arandelas planas.

Como la serie HDS es un muelle de disco que puede emparejarse o solaparse, el emparejamiento puede aumentar la deformación del grupo de muelles de disco, y el solapamiento puede aumentar la fuerza del muelle del grupo de muelles de disco.

El método de instalación ideal es apretarlo lo más plano posible. Cuanto más se acerque al estado plano, más rápido aumentará el par de apriete. Se puede obtener una tensión adecuada de los tornillos sin necesidad de una llave dinamométrica.

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Shane
Autor

Shane

Fundador de MachineMFG

Como fundador de MachineMFG, he dedicado más de una década de mi carrera a la industria metalúrgica. Mi amplia experiencia me ha permitido convertirme en un experto en los campos de la fabricación de chapa metálica, mecanizado, ingeniería mecánica y máquinas herramienta para metales. Estoy constantemente pensando, leyendo y escribiendo sobre estos temas, esforzándome constantemente por mantenerme a la vanguardia de mi campo. Deje que mis conocimientos y experiencia sean un activo para su empresa.

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