FÍSICA DEL APRIETE

En el ensamble por uniones roscadas sin importar el método que se utilice, la finalidad es obtener una fuerza de sujeción que mantenga los componentes ensamblados. El tornillo actúa como un resorte a la tensión que genera dicha fuerza y que está en equilibrio con las partes que ensambla, comprimiéndolas.

La rigidez de la unión atornillada viene determinada por la fuerza que los tornillos ejercen en dirección axial sobre las piezas que une. Ésta fuerza viene caracterizada por la tensión que se genera en el eje roscado (perno, tornillo) al apretarlo.

La fuerza óptima para cada unión viene determinada por la función que ésta debe cumplir, por lo que el dimensionamiento, la dureza y la resistencia de los tornillos dependerá de la misma.

Aunque la magnitud que debería controlarse es la tensión axial del tornillo, es difícil y muy costoso medirlo. Por ello, existen varios métodos de apriete controlado, dependiendo de la criticidad de la medida, de la capacidad de inversión y del tiempo disponible para la operación.

¿Quieres saber cuáles son esos métodos? ¡Sigue leyendo! 

TÉCNICAS DE APRIETE CONTROLADO

CONTROL DE PAR

Se trata del método más empleado, cuyo control se realiza a través del par aplicado.

VENTAJAS

• Es un método de fácil aplicación, rápido y de coste razonable
• Debido a la longitud del tornillo no afecta al par, la estandarización es sencilla

INCONVENIENTES

• La dispersión de la tensión axial aplicada es grande y no se consigue la óptima eficiencia del tornillo

ÁNGULO DE ROTACIÓN

En este método el par se controla a través del ángulo. El tornillo se aprieta a un ángulo concreto desde un par de referencia inicial.

VENTAJAS

• Se consigue llegar al punto de deformación plástico del tornillo, por lo que la dispersión de la tensión es pequeña y la eficiencia del apriete buena.

INCONVENIENTES:

• Debido a que se sobrepasa el límite elástico, existen limitaciones para aplicar cargas adicionales o realizar reaprietes.
• Es difícil calcular el ángulo necesario.

GRADIENTE DE PAR

Aquí se usa la propiedad de que, cuando se excede el límite elástico, la deformación crece rápidamente. El par y ángulos de apriete se detectan con sensores eléctricos, el límite elástico se calcula por ordenador, y el apriete se realiza en las cercanías de este.

VENTAJAS

• Dispersión tensión axial reducida
• Alta eficiencia de apriete

INCONVENIENTES

• El equipo es muy costoso.
• No es viable en trabajo de campo

MEDICIÓN DE ELONGACIÓN

Se mide la elongación del tornillo generada por el apriete.Este método se puede llevar a cabo por micrómetro o por ultrasonidos.

VENTAJAS

• La dispersión es muy baja, por lo que la precisión del apriete en el límite elástico es posible.
• La eficiencia del apriete es elevada
• Se pueden realizar cargas adicionales o reaprietes

INCONVENIENTES

• El coste tanto de equipos como en tiempos es elevado
• Poco viable en operaciones de apriete elevadas

POR CARGA

Consiste en estirar el tornillo a la tensión definida. En este método, es la carga aplicada la que controla el apriete.

VENTAJAS

• La tensión axial se controla directamente
• No se genera tensión de torsión en el tornillo

INCONVENIENTES

• Tanto el equipo de carga como como los tornillos son especiales
• Alto coste tanto de los tornillos como del equipo.

POR CALENTAMIENTO

En este método se caliente el tornillo para elongarlo. El apriete se controla por temperatura.

VENTAJAS

• No se requiere ni espacio ni fuerza para el apriete
• No hay relación entre temperatura y tensión axial

INCONVENIENTES

• Difícil control del establecimiento de temperatura
• Requiere medidas de prevención por manipulación de piezas calientes.