Gua de bolsillo de tcnicas de apriete

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Gua de bolsillo de tcnicas de apriete

Captulo Pgina

1. Por qu usar uniones roscadas?.............................. 4

2. La unin roscada.........................................................4

3. Fuerza de amarre .........................................................6

4. Efecto de la lubricacin ...............................................7

5. Clasificacin de calidad de los tornillos .....................8

6. Tipos de uniones .........................................................10

7. Par y ngulo ................................................................11

8. Mtodos de medicin .................................................12

9. El proceso de apriete..................................................14

10. Desviacin de la media...............................................15

11. Normas de medicin...................................................16

12. Certificacin ...............................................................16

13. Errores en el apriete...................................................17

14. Roscas daadas...........................................................17

15. Componentes faltantes de la unin...........................17

16. Relajacin....................................................................17

17. Par autofrenante.........................................................18

18. Herramientas de apriete ............................................18

Resumen ......................................................................25

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Gua de bolsillo de tcnicas de apriete

La presente gua ofrece una introduccin a la tcnica de aprie-te de uniones roscadas para montar componentes, las herra-mientas utilizadas y la influencia del tipo de herramienta en lacalidad de la unin.

1. Por qu usar uniones roscadas?

Existen diversos sistemas para unir piezas y componentes,por ejemplo, cola, remaches y soldadura. Sin embargo, elmtodo ms habitual consiste en usar un tornillo para mante-ner unidos a los miembros de la unin, ya sea mediante unatuerca o directamente en un orificio roscado en uno de loscomponentes. Las ventajas de este mtodo son la sencillez dediseo y montaje, la facilidad de desmontaje, la productivi-dad y, en ltimo trmino, el coste.

2. La unin roscada

Un tornillo est expuesto a carga de traccin, a torsin y aveces tambin a carga de cizallamiento.

La tensin en el tornillo cuando ste ha sido apretado a suvalor de diseo se conoce como pretensin.

La carga de traccin corresponde a la fuerza que mantieneunidos a los miembros de la junta. Una carga externa menorque la fuerza de amarre no cambiar la carga de traccin enel tornillo. Por otra parte, si la unin est expuesta a cargasexternas superiores a la pretensin en el perno, se separar yla carga de traccin en el tornillo aumentar, naturalmente,hasta que se rompa el tornillo.

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La torsin en el tornillo es el resultado del rozamiento entrelas roscas del tornillo y la tuerca.

Algunos tornillos tambin estn expuestos a las cargas decizallamiento que se producen cuando la fuerza externadesplaza a los miembros uno en relacin al otro y perpen-dicularmente a la fuerza de amarre. En una unin correcta-mente diseada, toda la fuerza de cizallamiento externadebera ser resistida por el rozamiento entre los componen-tes. Las uniones de este tipo se denominan juntas de roza-miento. Si la fuerza de amarre no es suficiente para crear elrozamiento necesario, el tornillo tambin quedar expuesto acarga de cizallamiento. Con frecuencia, las uniones estndiseadas para una combinacin de carga de traccin y decizallamiento.

El tornillo est compuesto por el vstago y la cabeza. Elvstago est roscado, ya sea parcialmente o en toda sulongitud, desde la punta a la cabeza. Los tornillos largos slosuelen estar roscados parcialmente. No hay necesidad de quela rosca sea ms larga de lo necesario para apretar la unin,ya que esto slo encarecera el precio del tornillo y reducirala resistencia a la traccin.

Las dimensiones de las roscas, su forma y paso, es decir, ladistancia entre hilos sucesivos, han sido estandarizadas. En laprctica, la industria slo emplea dos normas: la normaunificada UN, utilizada originalmente en los pases anglosa-jones, y la normal mtrica europea M.

Diseo bsico de tornillo.

Carga de cizalla-miento y carga de traccin

Carga de traccin

Carga de traccin

Fuerza de amarre

Carga decizallamiento

Carga de cizallamiento

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3. Fuerza de amarre

En general, es deseable que el tornillo sea el miembro msdbil de la unin. Un tornillo sobredimensionado hace que elproducto sea ms pesado e innecesariamente caro. Dado queun tornillo estndar suele ser relativamente barato, es preferi-ble que sea el primer elemento que se rompa. Adems, en lamayora de los casos las dimensiones del tornillo no son cr-ticas para la calidad de la unin. Lo que es decisivo es lafuerza de amarre, es decir, si es suficiente para soportar todala carga para la que est diseada la unin, y si permanecersuficientemente apretada para evitar que se afloje si estexpuesta a cargas de impulso.

El problema es que no hay ningn modo prctico de medir lafuerza de amarre en las situaciones de produccin normales.As pues, el valor de la fuerza de amarre se conoce general-mente como par de apriete.

Como la fuerza de amarre es una funcin lineal tanto delngulo de giro del tornillo como del paso de rosca, existeuna relacin directa entre la fuerza de amarre y el par de

Aparte de las diferencias bsicas de dimensio-nes, las normas UN y M tienen ngulos yprofundidades de rosca distintos. Ambas normasincluyen especificaciones separadas para roscasfinas. La norma de rosca fina UN, UNF, es muycomn en paralelo con el tipo normal UNC.

Paso =mm/rotacin

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apriete dentro del rango elstico de elongacin del tornillo.Sin embargo, slo se convierte en fuerza de amarre alrededordel 10 % del par aplicado. La fuerza de apriete restante seconsume en el rozamiento de la unin: 40 % del par paravencer el rozamiento en la rosca y 50 % en rozamiento deba-jo de la cabeza del tornillo.

4. Efecto de la lubricacin

Si un tornillo est lubricado, disminuye el rozamiento en lasroscas y debajo de la cabeza, cambiando la relacin entre parde apriete y fuerza de amarre. Si se aplica el mismo par queantes de la lubricacin, se transformar mucho ms par enfuerza de amarre. En el peor de los casos, esto podra darlugar a que la tensin en el tornillo sea mayor que la resisten-cia a la traccin y el tornillo se rompa.Por otra parte, si el tornillo no tiene nada de lubricante, lafuerza de amarre podra ser demasiado pequea para resistirlas fuerzas para las que est diseada la unin, con el riesgode que el tornillo se afloje.

Material del perno Material de la tuerca Seco Ligeramente aceitado

Sin tratar Sin tratar 0.18-0.35 0.14-0.26

Fosfatado Sin tratar 0.25-0.40 0.17-0.30

Zincado Sin tratar 0.11-0.36 0.11-0.20

Fosfatado Fosfatado 0.13-0.24 0.11-0.17

Zincado Zincado 0.18-0.42 0.13-0.22

Tabla 1. Rozamiento en roscas de diferentes materiales.

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5. Clasificacin de calidad de los tornillos

Cuando se aprieta un tornillo y comienza a aumentar la fuer-za de amarre, el material del tornillo se ve sometido a esfuer-zo. Tras un breve tiempo, cuando la rosca se asienta, el mate-rial se estira en proporcin a la fuerza. En principio, esta elon-gacin continuar hasta que la tensin en el tornillo sea igualque la resistencia a la traccin a la que se romper el tornillo.Sin embargo, mientras que la elongacin sea proporcional ala tensin, el tornillo recuperar su longitud original cuandodesaparezca la carga. Esto se conoce como zona elstica.

A una tensin dada, conocida como lmite elstico, se produ-cir deformacin del material del tornillo. Sin embargo, eltornillo no se romper inmediatamente. El par seguiraumentando, aunque a menor ritmo, durante la deformacinen la zona plstica.Cuando los requisitos de fuerza de amarre son muy precisos,esta zona suele especificarse deliberadamente para el proce-so de apriete. La rotura se produce pasada la zona plstica.

Tensin

Lmite elstico Rotura

Desplazamiento angular

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PERNOS CON ROSCA MPar de apriete Nm, de acuerdo con ISO 898/1

Las propiedades de los materiales de los tornillos estn estan-darizadas, es decir, el esfuerzo de traccin a los que pueden ser expuestos antes de que se alcance el lmite elstico y se pro-duzca la rotura. Todos los tornillos deberan estar marcados de acuerdo con su calidad. Se trata de una norma de clasificacin que emplea un sistema de dos dgitos. El primero se refiere ala resistencia a la traccin mnima en 100 N/mm2 y el segun-do indica la relacin entre el lmite elstico y la resistencia ala traccin mnima. Por ejemplo, una calidad 8.8 designa untornillo con una resistencia a la traccin mnima de 800N/mm2 y un lmite elstico de 0,8 x 800 = 640 N/mm2.

Rosca Nm Calidad de perno

3.6 4.6 4.8 5.8 8.8 10.9 12.9

M1.6 0.05 0,065 0,086 0.11 0.17 0.24 0.29

M2 0.10 0.13 0.17 0.22 0.35 0.49 0.58M2.2 0.13 0.17 0.23 0.29 0.46 0.64 0.77M2.5 0.20 0.26 0.35 0.44 0.70 0.98 1.20M3 0.35 0.46 0.61 0.77 1.20 1.70 2.10M3.5 0.55 0.73 0.97 1.20 1.90 2.70 3.30M4 0.81 1.10 1.40 1.80 2.90 4.00 4.90M5 0.60 2.20 2.95 3.60 5.70 8.10 9.70M6 2.80 3.70 4.90 6.10 9.80 14.0 17.0M8 8.90 10.50 15.0 24.0 33.0 40.0M10 17.0 21.0 29.0 47.0 65.0 79.0M12 30.0 36.0 51.0 81.0 114.0 136.0M14 48 58 80 128 181 217M16 74 88 123 197 277 333M18 103 121 172 275 386 463M20 144 170 240 385 541 649M22 194 230 324 518 728 874M24 249 295 416 665 935 1120M27 360 435 600 961 1350 1620M30 492 590 819 1310 1840 2210M36 855 1030 1420 2280 3210 3850M42 1360 2270 3640 5110 6140M45 1690 2820 4510 6340 7610M48 2040 3400 5450 7660 9190

Tabla 2. Diferentes clases de tornillos.

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6. Tipos de uniones

Las uniones roscadas no varan slo en su tamao, sino tam-bin en el tipo, que hace que cambien sus caractersticas.Desde el punto de vista del apriete, la cualidad ms importan-te de una unin es la rigidez. Se puede definir como elincremento de par, es decir, el ngulo de apriete necesariopara alcanzar el par recomendado de acuerdo con la dimen-sin y la calidad del tornillo en cuestin, medido desde elnivel de asentamiento el punto en el cual se unen los com-ponentes y la cabeza del tornillo.

El incremento de par puede variar considerablemente para elmismo dimetro de tornillo. Un tornillo corto para unir com-ponentes metlicos planos alcanza el par nominal en slo unafraccin de vuelta. Este tipo de unin se define como juntargida. En el caso de una unin con un tornillo largo quedeba comprimir componentes blandos, como empaquetaduraso arandelas elsticas, es necesario un ngulo mucho mayor,posiblemente varias vueltas del tornillo o de la tuerca, paraalcanzar el par nominal. Este tipo de unin se conoce comojunta elstica.

Lgicamente, los dos tipos de uniones se comportan demanera diferente en el proceso de apriete.

Ejemplo de designacinde los tornillos.

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7. Par y ngulo

Como se ha dicho antes, el par de apriete es, por motivosprcticos, el criterio que se emplea normalmente para especi-ficar la pretensin en el tornillo. El par, o el momento defuerza, se puede medir o bien dinmicamente, mientras seaprieta el tornillo, o estticamente, comprobando el par conuna llave dinamomtrica despus del apriete.

Las especificaciones de par varan considerablemente enfuncin de los requisitos de calidad de la unin. No se puedepermitir que falle una junta de seguridad en un automvil,por ejemplo en la suspensin. Por tanto, estas uniones estnsujetas a unos requisitos de tolerancia muy rigurosos. Porotra parte, una tuerca utilizada para fijar la longitud deltornillo de ajuste de un banco de trabajo no se consideracrtica desde el punto de vista de la fuerza de amarre, por loque no es necesario especificar ningn requisito de par.

El control de calidad mejorar sensiblemente si se aade elngulo de apriete a los parmetros medidos. En la zona els-tica del tornillo, esto puede servir para verificarque estn presentes todos los miembros de unaunin. Por ejemplo, que no falta una arandela.Igualmente, se puede verificar la calidad de launin midiendo el ngulo, antes del nivel deasentamiento, as como en el apriete final.

En procesos de apriete sofisticados, tambin sepuede usar el ngulo para definir el lmiteelstico y permitir el apriete en la zona plsticadel tornillo.

60C

30C

El par se define como lafuerza x la longitud depalanca.

ngulo de rotacin del tornillo.

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8. Mtodos de medicin

Conociendo las especificaciones de una unin roscada, lapregunta lgica es: cmo sabemos que se ha apretadocorrectamente?

El par se mide de dos formas diferentes: medicin esttica omedicin dinmica.

La medicin esttica significa que el par se comprueba des-pus de finalizar el proceso de apriete. Se realiza por logeneral a mano con una llave dinamomtrica que tiene, obien una escala de par cargada por muelle, o un instrumentoactivado por un transductor de par.

Un mtodo muy comn para comprobar el par de aprieteconsiste en usar una llave de clic, que es una llave dinamo-mtrica equipada con un embrague que se puede preajustar aun par especfico. Si el par es mayor que el valor preajusta-do, el embrague se soltar con un clic. Si el par es menor, esposible apretar al par final hasta que la llave haga clic. Elsobreapriete no se puede detectar con la llave de clic.

Para medir el par esttico, el valor se debe leer instantnea-mente cuando el tornillo comienza a girar.

Para SPC, control estadstico del proceso, se pueden progra-mar comprobadores de par electrnicos que almacenan unnmero de lecturas para su anlisis, ya sea manualmente omediante conexin a un ordenador.

Por otra parte, la medicin dinmica significa que el par semide continuamente durante todo el ciclo de apriete. Sueleser el mtodo preferido en los procesos de produccin dondese emplean herramientas neumticas o elctricas. La ventajasobre el mtodo esttico es que la medicin dinmica ofreceuna indicacin del rendimiento de la herramienta sin influen-cia de la relajacin ni de las variaciones de rozamiento enreposo.

Llave dinamomtrica(medicin esttica).

Adems, esto tambin elimina la necesidad de comprobacio-nes posteriores.

La medicin dinmica se realiza o bien directamente midien-do con un transductor integrado o un transductor en lneaseparado, o indirectamente midiendo la intensidad en el casode algunos sofisticados atornilladores y aprietatuercas elctri-cos. En ambos casos, la medicin del par slo es posiblecuando las herramientas tienen transmisin de par directa, esdecir, no una frecuencia de apriete discontinua como en elcaso de las llaves de impacto y los aprietatuercas de impulso.

El transductor de par en lnea se monta entre el eje de accio-namiento de la herramienta y la boca o la punta de atornillar. Se trata bsicamente de una barra de accionamiento conresistencias instaladas, conocida como puente deWheatstone, que detecta la deformacin elsticadel cuerpo como resultado del par aplicado yproduce una seal elctrica que se puedeprocesar en un instrumento de medicin.

Tambin estn disponibles transductores enlnea con un codificador de ngulo integradopara verificar el ngulo de apriete.

Como la carcasa, con su conector para el cable de seal,tiene que estar sujeta para evitar que gire, el transductor enlnea no resulta prctico para verificacin continua en la pro-duccin en serie. Sin embargo, para la instalacin y ajuste depar de las herramientas, as como para comprobar la calidaden la cadena de montaje, el transductor en lnea es el instru-mento que se emplea normalmente para leer los valores depar aplicados.

En el caso de lneas de montaje, donde es necesaria una veri-ficacin del 100 % del par, o cuando el propio proceso deapriete se controla por las lecturas de par, el transductorsuele estar integrado en la herramienta de apriete. En lasherramientas engranadas hay varias posiciones donde eltransductor se puede instalar, aunque por motivos de dimen-siones es conveniente colocarlo lo ms cerca posible delmotor, donde las fuerzas son ms bajas. En vez de poner losdeformmetros en el eje, como con el modelo en lnea, eltransductor de par integrado puede utilizar las fuerzas dereaccin en el tren de potencia de la herramienta.

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Medicin dinmicadel par.

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Tambin se pueden incorporar codificadores de ngulo en laherramienta para registrar las caractersticas de la unindurante el apriete o para un control de apriete avanzado.

9. El proceso de apriete

El proceso de apriete tambin tiene gran influencia en la cali-dad de la unin roscada. Una junta apretada a mano se com-porta de forma completamente diferente de otra utilizandouna herramienta neumtica.

Igualmente, los distintos tipos de herramientas tienen unainfluencia decisiva en el resultado. Las herramientas deaccionamiento directo, como atornilladores y aprietatuercas,tienen una capacidad mxima que se decide por la salida depotencia del motor y la relacin de multiplicacin. Puedenser del tipo de ahogo, donde el par final se determina por elpar producido cuando la herramienta ya no tiene ms capaci-dad para vencer la resistencia al giro del tornillo. Hoy en da,estn equipadas normalmente con un dispositivo que detieneel apriete a un par predeterminado.

Tambin hay otros tipos de herramientas de apriete en la pro-duccin industrial, por ejemplo, llaves de impacto y aprieta-tuercas de impulso, donde la potencia del motor se convierteen salida de par cargando y descargando intermitentementela energa durante el proceso. Esto significa que se puedendisear herramientas muy potentes con un peso y tamaolimitados, y prcticamente sin par de reaccin para el opera-rio. Sin embargo, desde el punto de vista de la verificacindel par, estos tipos no se prestan a la medicin dinmica, porlo que no se analizan en este contexto.

Aprietatuercasangular contransductorintegrado.

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10. Desviacin de la mediaEl motivo fundamental de usar una herramienta neumtica oelctrica para apretar una unin roscada es acortar el tiempo deproceso dentro de la capacidad del operario y los requisitos decalidad. Se deduce pues que es sumamente importante una altavelocidad de rotacin de la herramienta.

La mayora de las herramientas de montaje son accionadas porun motor que produce una elevada velocidad durante la aproxi-macin del tornillo, cuando la resistencia es baja, y reduce lavelocidad a medida que el par incrementa. En las juntas rgidasse produce un freno casi inmediato desde la velocidad en vacohasta la velocidad de ahogo o de corte. Sin embargo, debido ala inercia de todas las piezas giratorias, queda mucha energadinmica acumulada en la herramienta, la boca o la punta, y elpropio tornillo. Esta energa se tiene que descargar de algnmodo y la mayor parte de ella se transmite a la unin en formade par aadido, conocido como sobreinercia.

No habra problemas si la unin fuese siempre igual. Pero si seutiliza la misma herramienta para apretar una junta elstica,que requiere mucho ms tiempo y energa para generar el par,los efectos dinmicos son slo marginales. El resultado es unadiferencia de par entre la junta rgida y la junta elstica, quepuede ser considerable. Esta diferencia se conoce comodesviacin de la media. En las herramientas equipadas conalgn tipo de dispositivo de desconexin, la calidad del embra-gue tambin es decisiva para la desviacin de la media de laherramienta. Como la secuencia de apriete es generalmentemuy corta, el tiempo necesario para que el embrague reaccioneal impulso de par tendr una influencia igual de importantetanto en el par final como en el efecto dinmico, es decir, elretardo de desconexin produce una sobreinercia de par muchoms alta en la junta rgida que en la elstica.

Definicin de desviacin de la media y sobreinercia.

Par

Sobreinercia

ObjetivoDesviacin de la media

Rgida

Elstica

Nivel deasentamiento

Objetivo

ngulo de giro del tornillo

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11. Normas de medicinLas variaciones en el par de apriete, que dependen de la rigidez dela junta, han hecho necesario establecer normas de medicin comu-nes. El propsito de estas normas es definir la capacidad de una herramienta para cumplir ciertas especificaciones de calidad y poder comparar los distintos tipos y marcas con las especificaciones.

La norma comn que se emplea hoy en da es la ISO 5393 Herramientas rotativas para uniones roscadas Rendimiento ymtodo de prueba. La norma y los principios de evaluacin de losresultados se analizan en la Gua de bolsillo del anlisis estadsti-co de los resultados de apriete.

12. CertificacinLa norma ISO 5393 representa una plataforma comn para que losfabricantes y usuarios evalen el rendimiento de las herramientasde montaje. Basados en esta norma de medicin, muchos fabrican-tes de automviles tienen sus propios programas de calidad. Estosprogramas implican la categorizacin y la clasificacin de calidadde las herramientas disponibles en el mercado. Generalmente, paraque una herramienta sea aceptada para su uso en las plantas demontaje a nivel mundial, se debe verificar su rendimiento cuandoest nueva y despus de cierto tiempo de servicio.

El programa de certificacin de mayor alcance es el de la com-paa Ford. En principio, se basa en una clasificacin de todas las uniones roscadas que tiene un automvil y en los requisitos de parde las correspondientes clases de herramienta. Las herramientas seprueban de acuerdo con esos requisitos, desde el par mximo almnimo en cada clase de acuerdo con el procedimiento ISO 5393.Para su aprobacin, una herramienta debe cumplir los requisitos deprecisin tanto cuando es nueva como despus de 250.000 ciclos.Para obtener la certificacin de herramienta preferida, tiene quecumplir estos requisitos despus de 500.000 ciclos sin que se hayatenido que realizar ninguna reparacin de importancia y dentro dela misma especificacin de tolerancia.

Otros fabricantes de automviles tienen programas similares. Lamayora de ellos utilizan la norma ISO 5393 como mtodo deprueba, aunque pueden variar los requisitos.

El fabricante de automviles es quien elabora generalmente laspruebas de rendimiento de las herramientas, aunque el usuariopuede autorizar al fabricante de la herramienta para que realice laspruebas prcticas.

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13. Errores en el aprieteEl objetivo de verificar el par de apriete es asegurar que se haalcanzado la fuerza de amarre apropiada. Sin embargo, el parde apriete solo no es una garanta del 100% de que la fuerzade amarre sea suficiente para la carga para la que ha sido dise-ada la unin. Se pueden producir diversos errores que darancomo resultado una pretensin inadecuada en el tornillo apesar del par de apriete correcto.

14. Roscas daadasLas roscas daadas o insuficientemente talladas producirnmayor resistencia al giro del tornillo, por lo que el par prede-terminado se alcanzar antes de que se obtenga la fuerza deamarre correcta.

Las roscas daadas se pueden detectar verificando el ngulode apriete.

15. Componentes faltantes de la unin

Un problema habitual en la produccin industrial es que eloperario olvide una arandela o una junta al apretar una unin.Aparte de tener otros objetivos, los componentes que faltancambiarn el ngulo aplicado y por consiguiente la fuerza deamarre.

16. RelajacinTodas las uniones se asientan despus del apriete. Esto signifi-ca que, tras un breve tiempo, menos de 30 milisegundos, lafuerza de amarre en la unin es menor que cuando ces elapriete. Para las uniones que incluyen componentes elsticos,como juntas, esta relajacin puede ser considerable, y una pos-terior prueba puede evidenciar que el par es slo una fraccinde la especificacin. La relajacin se supera generalmenteapretando en dos etapas. Una herramienta de impulso o unallave de impacto tambin podran ser una solucin prctica, yaque la frecuencia de impacto permite la relajacin de la uninentre impulsos o impactos.

Rosca daada.

Falta la arandela.

Relajacin.

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17. Par autofrenanteAlgunas uniones, como las diseadas para precargar roda-mientos axiales donde, con el tiempo, el desgaste podrareducir la pretensin necesaria para mantener el rozamientoentre el perno y la tuerca, llevan instalado un elemento elsti-co en la rosca que evita que se afloje la unin. Naturalmente,este elemento de rozamiento tambin incrementa la resisten-cia al giro durante el apriete y la aproximacin. Una herra-mienta con control del par podra desconectar demasiadopronto, ya que el dispositivo de control no puede identificarla diferencia entre par autofrenante y par de apriete. La solu-cin consiste en usar o bien un dispositivo que identifiquemecnicamente cuando empieza a formarse el par, o anali-zando electrnicamente el proceso de apriete.

18. Herramientas de aprieteHerramientas de impacto

Las llaves de impacto se basan en el mismo principio quecuando se golpea una llave con un martillo para apretar unperno o un tornillo, incrementando el par impacto trasimpacto. En el caso de una llave de impacto neumtica, elmartillo es la masa combinada del rotor y del mecanismo deimpacto que suministra su energa cintica, una o dos vecespor revolucin, al yunque y a la boca, que representan la

llave en esta comparacin.

La ventaja de las llaves de impacto es que tienen unacapacidad muy elevada en relacin con su peso y tama-

o. Como el par de reaccin no es mayor que el necesariopara acelerar el martillo, la fuerza de reaccin que se trans-

Par

Par objetivo

Compensacindel parautofrenante

Parautofrenante

ngulo/tiempo

Principio de las herra-mientas de impacto

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Par

Tiempo

Principio de las herra-mientas de impulso

Principio de formacindel par con herramientasde impulso.

mite al operario es muy pequea, lo cual hace que la llave deimpacto sea muy flexible y fcil de usar.

Las desventajas son el nivel sonoro relativamente alto y ladificultad de medir el par aplicado, lo cual lleva aparejadolgicamente cierta limitacin para conseguir un control depar exacto.

Por consiguiente, la llave de impacto es la herramienta idealpara aflojar pernos oxidados y atascados durante las tareas demantenimiento en plantas qumicas, refineras y otras indus-trias pesadas. Tambin resulta adecuada para una variedad deaplicaciones que no precisan un gran nivel de precisin.

Herramientas de impulso

La herramienta de impulso tiene todas las ventajas de la llavede impacto, es decir, una alta velocidad y potencia, en unamquina ligera y manejable, sin fuerzas de reaccin, peroninguna de las desventajas, excepto la dificultad de la verifi-cacin dinmica del par aplicado.

En las herramientas de impulso, el par no se genera por gol-pes de metal con metal, sino a travs de un colchn hidruli-co. El resultado es un bajo nivel de ruido, un mnimo devibracin y, sobre todo, una buena precisin de apriete. Estose consigue controlando la presin hidrulica en el mecanis-mo de impulsos, que limita el par aplicado una vez que se haalcanzado el valor preajustado.

Por su sencillez de manejo, velocidad, bajo nivel de ruido yvibracin, y precisin de par, las herramientas de impulsohan tenido muy buena acogida en el sector de produccin,incluida la industria del motor. La limitacin reside en lasaplicaciones que precisan documentacin de los valores depar aplicado.

Par

Tiempo

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Atornilladores y aprietatuercas neumticos

Las herramientas neumticas de accionamiento directo paraapretar tornillos y tuercas incluyen desde los atornilladoresms pequeos, para tamaos de tornillo de hasta M6 (1/4),hasta aprietatuercas de alto par para varios miles de Nm. Elpar se genera transformando la potencia de un motor neum-tico de alta velocidad en una salida de baja velocidad y altopar, mediante engranajes. Se emplean normalmente engrana-jes planetarios.

Atornilladores

El trmino atornillador define las herramientas que se uti-lizan para los tornillos ms pequeos, donde el par necesarioes suficientemente bajo para permitir que el par de reaccinque se genera durante el apriete sea absorbido por el operariosimplemente sujetando la herramienta. En la prctica, estolimita la gama a una capacidad de entre 4 y 12 Nm (M5-M6), dependiendo del tipo de herramienta, el tipo de unin yla posicin de trabajo.

El atornillador ms simple es el de tipo de ahogo, donde elpar aplicado se determina por la capacidad de apriete delmotor desde que engrana hasta que se detiene. El ajuste delpar se realiza regulando la presin del aire que acciona laherramienta. Este tipo de herramienta se emplea con fre-cuencia en aplicaciones con requisitos de par variables, comotornillos de rosca-chapa, donde el operario detiene el procesode apriete por control ocular.

Sin embargo, los atornilladores estn equipados generalmen-te con un embrague mecnico que acta por el par. Elembrague puede ser de tipo deslizante o de desconexin. Enel caso del embrague deslizante, un acoplamiento cargadopor muelle se libera cuando se alcanza el par preajustado,pero se vuelve a acoplar mientras el gatillo est activado. Es una solucin relativamente econmica y ofrece ciertaposibilidad de aadir par o compensar la relajacin, aunqueson bastante ruidosos y el control de par no es demasiadobueno. Los atornilladores de desconexin tienen una buena precisin.

Atornillador LUM

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Aprietatuercas

En el caso de un par de apriete superior al de la gama normalde atornilladores, el par de reaccin es tan alto que el opera-rio no puede absorber la fuerza con una empuadura normalrecta o de pistola. Es necesario algn tipo de barra de reac-cin. Un tipo comn de herramienta en el rango comprendi-do entre M6 y M14, es decir, un par de apriete de 10 a 150Nm, es el aprietatuercas angular. Aqu, la propia herramientaest diseada para actuar como palanca y permitir que eloperario soporte las fuerzas de reaccin.

Los aprietatuercas de pistola, rectos y angulares para un parde apriete ms elevado deben estar equipados con una barrade reaccin fija o un brazo articulado que absorba las altasfuerzas producidas.

Los aprietatuercas de accionamiento directo estn disponi-bles como herramientas de ahogo o de desconexin. Tienenuna precisin muy buena y se prestan muy bien para verifi-cacin continua del par y ngulo de apriete. Con transducto-res de par y codificadores de ngulo integrados, se puedecontrolar el proceso de apriete y guardar los datos electr-nicamente.

Un tipo especial de aprietatuercas de pistola es el de doblemotor, para pares de hasta 1.500 Nm. Un motor realiza laaproximacin a travs de un engranaje de alta velocidad, y elsegundo motor, de baja velocidad, aprieta al par final. Losmodelos de este tipo ofrecen un apriete rpido y una altacapacidad de par en una herramienta muy pequea y mane-jable, con una excelente precisin debido a la reducidavelocidad final.

Aprietatuercas angular LTV

Assembly station

Assembly Repair

Signal lightand alarm

Entrysignal

Clock Alert signal

OK signal

RE-Controller

RE-tool

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Seales neumticas

Un fallo muy comn en la produccin en cadena es que eloperario se olvide de apretar un tornillo en una serie de ope-raciones. Esto se puede evitar contando los aprietes finaliza-dos y mediante una alarma o control de lnea, para que elerror no pase inadvertido. Este sistema se denomina salidade seal. Para las herramientas neumticas, el dispositivoconsta de un sensor que registra las variaciones de presin deaire en el sistema de vlvula de la herramienta tras la desco-nexin. Casi todas las herramientas neumticas se puedenconectar a una unidad RE-control.

Atornilladores y aprietatuercas elctricos

En las cadenas de montaje que no disponen de aire compri-mido, o cuando se deben evitar las impurezas del aire deescape, son muy habituales los atornilladores elctricos, ali-

mentados principalmente por un motor DC debaja tensin a travs de un transformador. Losatornilladores y aprietatuercas elctricos tam-bin tienen preferencia en el montaje de auto-mviles y en industrias con requisitos simila-res en cuanto a control de juntas de seguridad

y registros de calidad. Son sistemas muy sofisticados,con posibilidad de controlar continuamente el proceso deapriete mediante control de corriente.

RE-Controller conprincipio de seal de airedel motor neumtico.

Herramienta elctrica conunidad de control.

Estacin de montaje

Montaje Reparacin

Luz de seal y alarma

Reloj Seal de alerta

Seal OK

RE-Controller

Herramienta con salida de seal

Entrada deseal

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Aprietatuercas mltiples

Cuando hay ms de un tornillo en una unin, se pueden apre-tar con un aprietatuercas mltiple. La idea del aprietatuercasmltiple no es necesariamente incrementar la produccin.Tambin es la herramienta ideal cuando los tornillos de unaunin se tienen que apretar simultneamente o en secuencia,y generalmente para reducir al mnimo la influencia del ope-rario en el resultado de apriete. El montaje de motores es unejemplo tpico de aplicacin de aprietatuercas mltiples,muchas veces en combinacin con avanzados sistemas decontrol electrnicos.Los motores de los aprietatuercas mltiples pueden ser neu-mticos o elctricos, normalmente de tipo recto. El par dereaccin de cada husillo es absorbido por los otros tornillosde la unin.

Herramientas de batera

Los atornilladores de batera son muy habituales entre traba-jadores manuales, carpinteros y aficionados al bricolaje,donde la movilidad es esencial. En los ltimos aos, tambinhan cambiado los mtodos de trabajo en las cadenas de mon-taje de automviles, con un mayor uso de herramientas debatera. Las ventajas son la libertad de movimiento a lo largode la cadena de montaje, y la posibilidad de trabajar en cabi-nas cerradas sin interferencias de mangueras de aire ni riesgode cables elctricos atascados.Las versiones industriales de las herramientas de bateraestn representadas por atornilladores angulares y de pistola,as como atornilladores de impulso.

Mltiple con unidad decontrol.

Atornillador angular de batera

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Herramienta Aplicacin recomendadaLlaves de impacto Aflojar y apretar pernos de grandes dimensiones

en trabajos de mantenimiento. Altos pares con requisitos de precisin moderados.

Herramientas de impulso Montaje de tornillos de maquinaria donde la velocidad y la manejabilidad sean importantes. Precisin media.

Atornilladores pequeos Montaje de tornillos pequeos con un par bajo y precisin media a alta.

Aprietatuercas angulares Montaje de tornillos de maquinaria y tuercas conunos requisitos de precisin altos. Pernos con accesibilidad limitada.

Aprietatuercas con transductor Montaje de tornillos de maquinaria donde, durante el proceso de apriete, se deba verificar el par y/o el ngulo a efectos de control decalidad y certificacin.

Herramientas neumticas con Aplicaciones donde sea esencial contar los salida RE tornillos correctamente apretados en una unin,

para controlar la calidad del producto.

Aprietatuercas elctricos Operaciones de montaje donde, durante el control de proceso de apriete, sea necesario un alto nivel de precisin.

Ejes fijos Aplicaciones donde se utilicen brazos articuladas para soportar el par de reaccin con aprietatuer-cas mltiples y sistemas automticos. Herramientas neumticas o elctricas de acuerdocon el control del proceso requerido.

Herramientas de batera Para la mxima movilidad y cuando la manguera de aire o el cable elctrico puedan limitar el acceso o plantear riesgos.

Gua de recomendaciones

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Resumen

En esta gua se revisan las ventajas de las uniones roscadaspara unir componentes, sus caractersticas y la influencia quetiene la utilizacin de los diferentes tipos de herramientas enla calidad de la unin. Se analizan los distintos tipos deherramientas de apriete y sus aplicaciones. Se explica laverificacin del proceso de apriete y se describen los mto-dos de control de calidad de las uniones en la produccin encadena.

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Ttulo Designacin

Distribucin del Aire Comprimido 9833 1266 01

Motores Neumticos 9833 9067 01

Taladrado con mquinas manuales 9833 8554 01

Amolado 9833 8641 01

Herramientas de Percusin 9833 1003 01

Herramientas de Impulso 9833 1225 01

Tcnicas de Remachado 9833 1124 01

Atornillado 9833 1007 01

Tcnicas de Anlisis Estadstico 9833 8637 01

El Arte de la Ergonoma 9833 8587 01

Tcnica de Apriete 9833 8648 01

Vibraciones en las amoladoras 9833 9017 01

Produccin a Prueba de Errores 9833 1437 05

Evaluacin de la Exposicin a las Vibraciones

de las Herramientas Manuales 9833 1508 05

Verificacin y Calibracin 9833 1720 01

Guas de bolsillo Atlas Copco

PGTightning 9833 8648 05.qxd 08-10-23 10.46 Sida 26

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