Uniones atornilladas

7/13/2019 Uniones atornilladas

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Los tornillos y su fuerza de tensin de apriete estarndimensionados de tal forma que el punto generado de unin cumplacon la funcin para la que est destinado y resista las fuerzasfuncionales que se produzcan.

El clculo de una unin atornillada parte de la base de la fuerzafuncional actuante desde fuera de la union, esta fuerza funcionalproduce fuerzas axiales, transversales, pares, flexiones y aprietes.

Una unin atornillada es una unindesmontable de dos o ms piezas a travsde uno o varios tornillos.


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Solamente en uniones simtricas sencillas y relativamente

rgidas se puede desarticular la fuerza funcional con el fin dedeterminar un mtodo de clculo prcticamente aplicable.

Los instrumentos medidores de desplazamientos sirven paramedir dimensiones, distancias entre puntos y algunas cantidadesderivadas como velocidad, rea, ngulos de giro, etc. Estosinstrumentos se clasifican en dos categoras principales: los que sebasan en longitudes conocidas o de referencia y los que sefundamentan en alguna relacin fsica fija.

La medicin de ngulos est estrechamente relacionada con la

medicin de desplazamientos y en realidad, se convierten a menudouna en otra en el proceso de medicin.


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A

1 2 3

POTENCIMETRO

CONTACTODESLIZANTE

ELEMENTORESISTENTE

La medicin de ngulos est estrechamente relacionada con la

medicin de desplazamientos y en realidad, se convierten amenudo una en otra en el proceso de medicin. La unidad comn esel grado, el cual corresponde a 1/360 de una rotacin completa. Enmatemticas se utiliza el radin, relacionado con el grado segn laexpresin 1 rad = 57.3.

Los desplazamientos puedenmedirse elctricamentemediante su efecto sobre la

resistencia, la inductancia o lacapacitancia de un elementosensor apropiado.


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El potencimetro es relativamente poco costoso, exacto y

flexible en sus aplicaciones. Consiste en una resistencia lineal fijasobre la cual se desliza un contacto giratorio unido con perno al ejeimpulsor. La resistencia o el voltaje medido entre las terminales 1 y2 (suponiendo constante el voltaje entre las terminales 1 y 3) esdirectamente proporcional al ngulo A. Para el movimiento en linea

recta, un mecanismo lo transforma en movimiento rotatorio.El sincro y los transformadores diferencial lineal variable

(LVTD) y en e son aparatos en los cuales el movimiento de entradacambia el acoplamiento inductivo entre las bobinas primaria ysecundaria.


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Evitan las limitaciones del potencimetro por desgaste,

rozamiento y resolucin pero requieren un suministro de corrientealterna y, usualmente un amplificador electrnico para la salida.

El sincro es un dispositivo rotatorio utilizado para transmitir adistancia movimientos giratorios para acciones de indicacin o decontrol. Es particularmente til cuando la rotacin es contnua ocubre un amplio intervalo. Los sincros se emplean por pares: untransmisor y un receptor. Para medir diferencias en posicinangular, los sincros transmisor de control y transformador decontrol generan una seal til en los sistemas de control,proporcional al error. Un diferencial sincro agregado al par, tiene la

misma funcin que un diferencial de engrane.


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La fuerza puede medirse mediante la deflexin de un elementoelstico, balanceandola contra una fuerza desconocida, por laaceleracin que produce en un objeto de masa conocida , por susefectos sobre las propiedades elctricas de un material o sobreotras propiedades de un material sensitivo al esfuerzo. La unidadcomn de fuerza es el Newton. El momento de torsin es el

producto de una fuerza por una distancia perpendicular al eje derotacin. Asi el momento de torsin tiende a producir movimientode rotacin y las unidades para expresarlo son Newton-metro. Elmomento de torsin puede medirse por la deflexin angular de unelemento elstico o, cuando se conoce el brazo de momento, por

cualquiera de los mtodos de medicin de fuerzas.


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El enfoque general para la mejora de la calidad escompletamente aplicable a la mejora de la fiabilidad en cuanto serefiere al anlisis econmico y a las herramientas de calidad. Ladiferencia est en las herramientas tcnicas utilizadas para eldiagnstico y el remedio. Los proyectos de mejora puedenidentificarse mediante las tcnicas de prediccin de fiabilidad, de

revisin de diseos y procesos, de anlisis de modo de fallo, suefecto y criticidad y cualquier otra evaluacin de fiabilidad. Lasmejores acciones para la mejora de la fiabilidad que puedendesarrollar los diseadores son las que tienen lugar en la fase dediseo. Los ingenieros de la fiabilidad pueden ayudar definiendo las

reas que necesitan mejora y asistiendo en el desarrollo dealternativas.

n


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Las acciones siguientes indican algunos enfoques para la mejorade los diseos y los procesos:1. Revisar las necesidades de los usuarios para ver si la funcin deuna parte infiable es realmente necesaria para ellos. Si no lo es,eliminar esa parte del diseo. Alternativamente, ver si el indice de

fiabilidad refleja correctamente las necesidades reales de losusuarios. Por ejemplo, la disponibilidad (si los productos nuncafallan la disponibilidad es de 100%) Es a veces ms significativa quela fiabilidad. Si fuera as, un buen programa de mantenimientopodra mejorar la disponibilidad y, por tanto, aliviar el problema dela fiabilidad.


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2. Considerar el cambio o trueque de fiabilidad por otrosparmetros; por ejemplo, rendimiento funcional. Aqu, una vezms, puede resultar que las necesidades reales de losconsumidores queden mejor servidas con ese cambio.

3. Aplicar la redundancia para proporcionar ms de un medio

con que cumplir la tarea encomendada, de modo que tengan quefallar todos ellos para que falle el sistema.

Existen varios tipos de redundancia, siendo el ms utilizado, laredundancia en paralelo. El ejemplo ms familiar es el avinmultimotor, diseado de manera que an fallando uno de los

motores puede continuar el vuelo y aterrizar con seguridad.


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En condiciones de fallos independientes, la fiabilidad global para

la redundancia en paralelo se expresa con la frmula:

Rs = 1 - ( 1 - Ri )

donde: Rs = fiabilidad del sistemaRi = fiabilidad de cada elemento redundanten = cantidad de elementos redundantes idnticos

En la figura se muestran algunos ejemplos simples deredundancia en serie-paralelo y en paralelo-serie y calcula lafiabilidad del sistema frente a la que resultara en caso de no serredundante (con valores para R1 = 0.8 Y R2 = 0.9 )


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SIN REDUNDANCIAR1 R2

Rs = R1 R2 = (0.8)(0.9) = 0.72

REDUNDANCIASERIE-PARALELO

REDUNDANCIAPARALELO-SERIE

R1 R2

R1 R2

Rs = 1- ( 1 - R1 R2 ) = 1 - ( 1 - (0.8)(0.9)) = 0.922 2

R1 R2

R1 R2


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Atornillador

Husillo

Tornillo

Servomotor

Tarjeta deaccionamiento(medicin)

Control

Salida paramedicin sintransductorexterno Pantalla Consola

Parmetros

300 V

Mdulo decontrol

Enva seal de paro al

terminar el aprieteControla altransductor principal

Un 1% aprox. Dedispersin en latarjeta da un 3% dedispersin entretransductores paraque marque falla

*

*En transductores angulares el transductor redundante va integrado a la transmisin

Promedio de vida delos transductores

1,000,000 de ciclos

Motor

Transmisin

Transductorprincipal

Transductorredundante

Transductorexterno

(opcional)


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MARCO

FUERZA MOVIBLE

R1 R2

R3 R4

AJUSTE A CERO

e2

e1

R1 R2

R3R4


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El calibrador de deformacin es un elemento cuya resistenciaelctrica cambia con el esfuerzo aplicado. Combinado con unelemento de relacin fuerza-deformacin, movimiento-deformacin u otra relacin entrada-deformacin conocida, es untransductor para la entrada correspondiente. La relacin de lavariacin de la resistencia en el calibrador debido a una entrada

variable puede encontrarse por anlisis y calibracin. Lasmediciones de los cambios de resistencia pueden traducirse enuna medida de fuerza aplicada.


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El calibrador puede estar aislado o no; si lo est se asegura a lasuperficie de un miembro elstico y mide la deformacin delmiembro. puesto que el calibrador es muy sensible a latemperatura, las lecturas deben compensarse. Para este propsitose conectan cuatro calibradores en el circuito de un puente deWheastone, de tal forma que los efectos de la temperatura se

cancelen entre s. En la figura se muestra un cuarto elemento : uncalibrador no aislado. ntese que, a medida que la fuerza aplicadaaumenta, se incrementa la tensin en dos de los elementos,mientras disminuye en los otros dos. Los calibradores sujetos acambios de esfuerzo del mismo signo se conectan en brazos

opuestos del puente. el ajuste a cero permite balancear el puentea la salida cero para cualquier entrada que se desee. los pares determinales e1 y e2 pueden usarse para intercambiar la excitacinde entrada y la salida de la seal.


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Un elemento importante en la medicin es la presentacin

de los valores medidos en forma que pueda interpretarlosfacilmente un operario. Existen dos tipos bsicos depresentacin: el analgico y el digital. el tipo analgico serefiere a una lectura obtenida a partir del movimiento de unaaguja indicadora sobre una escala o del registro o trazado de

una pluma sobre un papal de grficas. El tipo digital es lalectura indicada o expresada por un nmero impreso, por unaserie de agujeros sobre una tarjeta perforada o por unasucesin de pulsos sobre cinta magntica, en discos o enpantallas digitales.

En la transmisin digital de datos se envan patrones deseales binarias ( dos niveles ) en forma preacordada pararepresentar los datos


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Las uniones atornilladas representan uno de los procedimientos

de mas usuales en el ensamble o montaje de piezas. Las partesque son ensambladas por medio de tornillos y tuercas, requierende atencin especial para evitar fallas en el ensamble dentro deun tiempo normal de vida.

Las uniones atornilladas de un ensamble no se deben soltar

solas; en cambio deben ser secillas de desmontar para facilitarreparaciones o su mantenimiento.

Para poder asegurar el funcionamiento de una unin atornillada,el fabricante debe garantizar la alta calidad de los elementos dela unin, de los componentes a unirse y del atornillamiento.


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Las uniones atornilladas deben asegurar fuerzas de trabajo estticas y

dinmicas, mientras cumplen con las funciones a las cuales estndestinadas. En el caso ideal, las piezas unidas deben comportarse como sifueran una sola pieza, o sea que no deben moverse entre s nidesprenderse la unin. Para esto se requiere una fuerza de tensinadecuada en la unin, la cual debe formarse al apretar sus tornillos. Al

girarlos despus de haber asentado con su cabeza en la pieza de trabajo( punto de umbral ), los tornillos se alargan en forma elstica,formndose as una sola fuerza de pretensin como si fuera un resorte.Al mismo tiempo las piezas tensadas se comprimen en forma elstica,formndose una fuerza de apriete en la unin. Los estiramientos de laspiezas suelen ser reversibles, o sea que al soltar el tornillo, las piezas detrabajo vuelven a tomar su forma original. Al presentarse una fuerzadebajo de la cabeza del tornillo, el tornillo es alargado an ms, aliviandola presin en las partes por el mismo tanto y disminuyendo la fuerza deapriete en la linea de unin.


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Debe cumplirse con la funcin de la unin an con la fuerza deapriete residual que queda despus de su disminucin por la fuerzade trabajo.

En uniones con funcin de hermetizacin, esta hermeticidad debeestar asegurada y en fuerzas transversales al eje de los tornillos sedebe mantener la posicin por friccin. Con una mayor fuerza depretensin se alcanza una mayor fuerza de apriete y con ella unamayor seguridad en la funcin de la unin.

Otra razn en pro de altas fuerzas de pretensin se encuentra en elllamado comportamiento de asentamiento de las uniones atornilladas,

donde tenemos que distinguir entre uniones durasy blandas. Unaunin dura es una unin entre componentes metlicos que descansandirectamente uno sobre otro. El tornillo es relativamente corto. Enestas uniones se requiere slo de un pequeo ngulo de giro (de15 a90 a partir del punto umbral).


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Una unin blanda se compone de un tornillo largo de granestiramiento, o de una unin con una junta entre las piezasmetlicas. Para apretar este tipo de uniones se requiere de unmayor ngulo de giro ( mayor a 180 ). la mayora de las unionesatornilladas tienen valores entre 90 y 180 y son unionessemiduras.

Desde que se aprieta una unin atornillada se presentan losprimeros acontecimientos de asentamiento, cuando al aumentar lapretensin se nivelan asperezas de superficies en las roscas y lineasde unin, sin embargo, este asentamiento en su mayor parte secompensa en el mismo apriete. Despus de terminado el apriete, sepresenta el postasentamiento. Las altas presiones de lassuperficies en las roscas y en las superficies de apoyo de la cabezay/o en la junta ocasionan que el material se vaya deslizando, o seaque en esos lugares se presentan pequeas deformaciones noreversibles que le restan carga al tornillo disminuyendo as eltorque y la fuerza de apriete en la unin atornillada.


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Mientras que en las uniones duras, el asentamiento llega a su fasebastante pronto, en la uniones blandas puede tardar mucho parallegar a su fase de asentamiento. Sin embargo, la fuerza restantede apriete debe ser todava suficiente para sostener la funcin de launin, sean las que fueren las condiciones de trabajo. Esto significaque desde que se aprieta se debe generar una fuerza de apriete lo

ms alta posible para compensar el asentamiento. Por otro ladodebe mantenerse la fuerza de apriete dentro de ciertos lmites paramantener las condiciones fsicas tiles de los materiales, evitandoque estos fluyan debajo de la cabeza del tornillo y el aplastamientode las juntas que se deben a muy alta presin de las superficies.

Una vez hecho el contacto entre la cabeza del tornillo y la pieza detrabajo y apareciendo los primeros signos de asentamiento, lafuerza de pretensin aumenta en forma lineal, o sea que aumentaparalelo al ngulo de giro.


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Determinando el ngulo de giro siempre genera el mismo aumentode pretensin. El aumento de la fuerza de pretensin en estoscasos depende de los siguientes factores: a) la elasticidad(capacidad de ceder) de las partes atornilladas o a ensamblar; b)tamao del tornillo; c) calidad del material y d) la friccin. Alapretar se tiene que vencer la resistencia de friccin quedando solo

parte de la fuerza para estirar el tornillo. Es aplicable para casitodas las uniones atornilladas que aproximadamente el 40% deltorque se pierde en vencer la resistencia de friccin de la rosca,otro 50% para la friccin de la cabeza sobre la superficie detrabajo, quedando solo el 10% para conseguir la fuerza de apriete

de la unin.


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Para las uniones atornilladas se requiere de una fuerza de apriete alta yexacta. Sin embargo, no hay relacin directa entre torques y pretensin,o sea la fuerza de apriete al apretar los tornillos. Las mayoresvariaciones de la fuerza de apriete al aplicar el torque resultan de las

variaciones en la relacin de friccin, hasta bajo condiciones normales defriccin, las variaciones de fuerza de apriete puedenencontrarse entreel +/-20% al +/- 25%.

La gran influencia de pequeas variaciones de friccin resalta siconsideramos que alrededor del 90% del torque aplicado se pierde

venciendo la friccin, razn por la cual debemos mantener esa friccin loms uniforme posible, para lo cual es de suma importancia el estadofsico de los tornillos y cuerdas. Algunas soluciones a dicho problemason: utilizar tornillos lubricados, colocando arandelas entre lassuperficies de unin o utilizando tornillos con arandela integrada.


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Debe tomarse en cuenta que tambin las variaciones de torque puedencausar mayores variaciones en la fuerza de apriete. La presicin deltorque dado e indicado de un torqumetro vara segn el tipo.Los atornilladores neumticos de golpe tienen variaciones de +/- 43% a+/- 60% sobre el valor medio. Los torqumetros de calado que seajustan a travs de aire comprimido son muy sensibles contravariacinnes de presin del aire y fugas de tubera, su presicin pararepetir es de +/- 8% hasta +/- 20%. Por eso estos dos tipos no sonrecomendables de usarse en atornillamientos de presicin. Losatornilladores neumticos y elctricos con acoplamiento interruptor quecortan el suministro de energa mecnicamente al llegar al torquenominal, son ms precisos, su capacidad de repeticin es del orden de

+/-5% hasta +/-10%. Los torqumetros ms exactos son los que midenpor medio de sensores integrados y donde un mecansmo electrnicoseparado corta la energa. Alcanzan precisiones de hasta menos del3%, de modo que las variaciones del torque ya no tienen importanciaalguna en comparacin con las variaciones mucho mayores de la friccin.


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La influencia del operador siempre aparece si el torqumetro se tiene

que detener con la mano o donde el operador tiene que interrumpir laaccin de apretar al recibir una seal, por ejemplo ptica o acstica.Aqu influye la rapidez de reaccin del operador que puede causardiferencias hasta de un +/-10%.

Aunque el fin realmente buscado en uniones atornilladas es lograr una

pretensin alta y pareja, no es fcil comprobar ese dato. Por eso en lafabricacin en serie tenemos que trabajar slo con el torque y elngulo de giro.

Una unin atornillada correcta es una unin con la fuerza de aprietetal como se program. Sin embargo, lo nico que podemos medir son el

torque y el ngulo de giro, datos que nos sirven como base para decidirsi la unin atornillada est bin (existen otras tcnicas de verificacincomo son: controlando el estiraje del tornillo o por medio deultrasonido, pero an estan en desarrollo, actualmente su utilizacinresulta en un costo muy elevado).


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Con los datos ngulo y apriete utilizando el nexo entre el torque y

la fuerza de apriete, an tratandose de una relacin noconstante, pero si todas las influencias varan un poco es posibleobtener una informacin indirecta y limitada sobre el monto de lafuerza de apriete (+/-30%). En una buena unin atornillada, lacurva de torque ngulo de giro hasta donde descansa la cabeza ensu superficie de apoyo sube en forma lineal. Al apretar eltornillo hasta entrar a su rea plstica, la curva desciende.Entonces el resultado, o sea el punto de interrupcin de energa,queda dentro de una ventana de especificaciones (ventanaverde), variable que depende del mtodo de mando.


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Par deapriete

( Nm )

ngulo

( Grados )

Zona elstica Zona plstica

Zona de utilizacinpara aprietescontrolados por

torque ( monitoreode ngulo )

Zona deestiramientomnimo conservando

y controlando elngulo ( monitoreode torque )

Puntodeunin

Lmite delrecorrido

Punto

deruptura

Zona de relajamiento


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Es la accin de un cuerpo sobre otro, la cual provocaraceleracin del segundo cuerpo, a menos que este reciba unaaccin igual y opuesta que contrarreste el efecto del primercuerpo.

Las fuerzas por las que las diferentes partculas de un cuerpo actanentre s se conocen como fuerzas internas. Todas las demas fuerzas se

llaman fuerzas externas. Si un cuerpo se apoya en otros cuerpos,mientras se sujeta a la accin de fuerzas, se producirn deformacionesy fuerzas en los puntos de apoyo o contacto, y estas fuerzas internas sedistribuirn en todo el cuerpo hasta que exista el equilibrio, y se diceque ese cuerpo se encuentra en un estado de tensin, de compresin ode corte.


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Las fuerzas ejercidas por el cuerpo sobre los apoyos se conocen comoreacciones; estas tienen igual magnitud y direcciones opuestas a las delas fuerzas con las que los apoyos actan sobre el cuerpo y que seconocen como fuerzas de apoyo. Las fuerzas de apoyo son fuerzasexternas aplicadas al cuerpo.

Al considerar una seccin definida del cuerpo, se encontrar que todaslas fuerzas internas actan en pares, y estas dos fuerzas son iguales yopuestas. Las fuerzas externas actan una a una.

La resultante de varias fuerzas que actan en un punto es una fuerzaque producir el mismo efecto que todas las fuerzas dadas actuando en

conjunto.


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Es la propiedad de la materia que provoca unaresistencia a cualquier cambio de movimiento deun cuerpo.

Si un cuerpo est en reposo, las fuerzas que actan externamente a ldeben formar un sistma de equilibrio. Esta ley se cumplir en cualquierparte del cuerpo, en cuyo caso, las fuerzas que actuan en cualquier

seccin de ese cuerpo se convierten en fuerzas externas, si seconsidera por separado la parte en cualquiera de los dos lados de laseccin. En el caso de un cuerpo rgido, dos fuerzas cualesquiera de lamisma magnitud, pero que acten en direcciones opuestas, puedensumarse o eliminarse, sin producir cambio en la accin de las fuerzas que

acten sobre el cuerpo, siempre y cuando no se afecte la resistenciamecnica del propio cuerpo.


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Es una medida cuantitativa de la inercia.

La masa de un cuerpo permanece inalterada porcualquier cambio fsico o qumico ordinario al quepueda exponerse.


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Dos fuerzas paralelas de magnitudes iguales queactan en direcciones opuestas y no son colinealesforman un par. Un par no puede reducirse a una

sola fuerza.

F

Fd

Las fuerzas que forman un par pueden moverse de un lado a otro ycambiarse su magnitud y direccin, siempre que permanezcan paralelasentre s y se conserven en el plano original, o bien, en uno paralelo alprimero, y siempre que el producto de una de las fuerzas y la distancia

perpendicular entre las dos sea constante y la direccin de la rotacinsiga siendo la misma.

El momento de un par es el producto de la magnitud de una de lasfuerzas y la distancia perpendicular entre las lineas de accin de lasmismas.


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MOMENTO DEL PAR = Fd ; d-brazo del par( La unidad del momento de

rotacin es el Nm ).

La magnitud, direccin y sentido de rotacinde un par quedan por completodeterminados por su eje del momento, quees una recta trazada perpendicular al planoen el que acta el par, con una flecha queapunte en la direccin desde la cualparezcaque el par tiene una rotacin; lalongitud del segmento rectilneo representala magnitud del momento del par.

A B

AB-Magnitud delmomento del par.

Para desplazar una sola fuerza F una distancia d paralela a s misma,debe agregarse al sistema un par cuyo momento sea Fa. El sentido delpar depender de la manera en que se desee desplazar la fuerza F.


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El momento de una fuerza con respecto a un punto es el producto de la

fuerza f y la distancia perpendicular del punto a la linea de accin deesa fuerza. Si se resuelve la fuerza en sus componentes paralela yperpendicular a una recta dada, el momento de la fuerza con respectoa la recta es el producto de la magnitud de la componenteperpendicular y la distancia de su linea de accin a esa recta.

El primer paso en la solucin de un problema es la determinacin de lasfuerzas de apoyo. Para tener un conocimiento completo de las fuerzasde apoyo se requieren los datos siguientes: magnitud, direccin y puntode aplicacin. Si varios cuerpos estn conectados entre s de modo queformen una estructura rgida, las fuerzas en los puntos de conexin

deben considerarse como internas y no se toman en cuenta en ladeterminacin de las fuerzas de apoyo para la estructura como untodo. La deformacinde cualquier estructuraprcticamente rgida bajosus cargas de trabajo es tan pequea que se puede despreciar en ladeterminacin de las fuerzas de apoyo.


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Momento de inercia: el momento de inercia de uncuerpo slido, con respecto a un eje dado, es ellmite de la suma de los productos de las masas delas partculas elementales en que puedeconcebirse que el cuerpo est dividido, y el

cuadrado de las distancias de stas al eje dado.

Movimiento angular: el desplazamiento angular es el cambio en laposicin angular de una recta dada, segn se mide respecto a una rectaconveniente de referencia. En la figura considerese el movimiento de

la recta ab, conforme se mueve desde su posicin original ab. Elngulo entre las rectas ab y abes el desplazamiento angular de larecta ab. Es una cantidad dirigida y es un vector. La longitud delvector es proporcional a la magnitud de dicho desplazamiento.

A

B

A

BX

Y

Z


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Para un cuerpo rgido que gira en un planoalrededor de un eje fijo, el momento

resultante respecto a ese eje debe ser igualal producto del momento de inercia(respecto a ese eje) y la aceleracin angular.Esta es una proposicin general que incluyeel caso particular de la rotacin alrededor

de un eje que pase por el centro degravedad. La rotacin de un cuerpoalrededor de su centro de gravedad solopuede ser provocada o cambiada por un par.

F F

F

r

En la figura, si se aplica una sola fuerza Fa la rueda, el eje actainmediatamente sobre sta con una fuerza igual para evitar latranslacin, y el resultado es un par (de momento Fr ) que actasobreel cuerpo y que provoca la rotacin alrededor de su centro degravedad.


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Determinandose todas las fuerzas externas que actan y susmomentos respecto al eje de rotacin, si estos momentos estnequilibrados, no habr cambio en el movimiento. Si los momentosno estn equilibrados, este momento no equilibrado o torque(momento de torsin) provocar una aceleracin angularalrededor del eje.


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Es la resistencia que se encuentra cuando dos superficies slidas sedeslizan o tienden a deslizarse una sobre la otra. Las superficiespueden estar secas o lubricadas. En el primer caso, cuando lassuperficies no cuentan con la presencia de fluidos o pelculaslubricantes, se dice que la resistencia se llama friccin en seco. La

friccin de las zapatas de freno sobre el tambor de la rueda es unejemplo de este tipo de friccin.

Cuando las superficies en frotamiento estan separadas entre s por unapelcula muy delgada de lubricante, la friccin es de lubricacin lmite(o grasosa). en este caso, la lubricacin depende de la fuerte adhesin

del lubricante al material de las superficies que se frotan; las capas delubricante resbalan una sobre otra, en lugar de que lo hagan lassuperficies secas. Como ejemplos podemos citar las herramientas decorte baadas con refrigerante y los recubrimientos utilizados entornillos.


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Cuando la lubricacin se dispone de modo que las superficies que se

frotan queden separadas por una pelcula de fluido, y la carga en lassuperficies quede por completo soportada por la presin hidrosttica ohidrodinmica de la pelcula, la friccin es de lubricacin completa ( oviscosa ). en este caso, las prdidas por friccin se deben nicamente ala friccin interna del fluido de la pelcula. Son ejemplos de lubricacin

completa los rodamientos con anillos de lubricacin.Se tiene lubricacin incompleta o mixta si la carga sobre las superficiesque se frotan es soportada parcialmente por una pelcula viscosa defluido y, por otra parte, por zonas de lubricacin lmite. La friccin esintermedia entre la de lubricacin fluida y la lmite.

Cuando no hay friccin, la resultante de las fuerzas entre las superficiesde dos cuerpos que se oprimen entre s es normal a la superficie decontacto; con friccin la resultante se desva respecto de la normal.


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Si una fuerza oprime un cuerpo contra otro, el primero no se mover,

siempre que el ngulo incluido entre la linea de accin de la fuerza yuna normal a las superficies en contacto no sobrepase cierto valor quedepende de la naturaleza de esas superficies. La fuerza resultantetiene la misma magnitud y linea de accin que la fuerza aplicada. Si semantiene constante la fuerza normal entre las superficies y se

incrementa en forma gradual la fuerza tangencial no habrmovimiento en tanto que la fuerza tangencial sea menor al productode la normal por el coeficiente de friccin. Se alcanza un estado demovimiento inminente cuando la fuerza tangencial se iguala al valordel coeficiente de friccin. Si se desliza una de las superficies sobrela otra, manteniendose oprimidas una contra la otra por una fuerzanormal, se debe vencer una fuerza de friccin que se opone almovimiento. Dentro de los lmites de velocidades prcticas dedeslizamiento, los coeficientes de friccin por deslizamiento sonmenores que los coeficientes de friccin esttica.


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Con velocidades pequeas de deslizamiento y superficies muy limpias,

los dos coeficientes no difieren en forma apreciable. El ccoeficientede friccin se reduce al aumentar la velocidad de deslizamiento.

Con presiones moderadas, la fuerza de friccin es proporcional a lacarga normal sobre las superficies que se frotan y es independientede la presin por unidad de rea de las superficies. Los coeficientes

de friccin para superficies secas dependen de los materiales que sedeslizan unos sobre otros y de las condiciones de acabado de esassuperficies, con lubricacin grasosa, los coeficientes dependen de losmateriales y las condiciones de las superficies, as como de loslubricantes que se empleen. Los coeficientes de friccin son

sensibles al polvo y humedad atmosfrica, las pelculas de xido, elacabado superficial, la velocidad de deslizamiento, la temperatura,la vibracin y lo extenso de la contaminacin. En muchos casos, quizel grado de contaminacin es la variable ms importante por s sola


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Sean:

r = radio medio de la rosca = 1/2 (radio de la raiz + radio exterior)L = paso (o avance de un tornillo de rosca sencilla)

b = ngulo de inclinacin de la rosca respecto a un plano que forme ngulos rectos en eleje del tornillo

f = coeficiente de friccin por deslizamiento = tan a

Para que un tornillo realice movimiento uniforme (despreciandose la friccin de lassuperficies de raz y exterior) se requiere de una fuerza p que acte, formandoangulos rectos con el eje, a la distancia r. Si b es menor o igual que a, el tornillo noquedar montado (o sea, se mover bajo la accin de la carga de las partes de la unin).La eficiencia para el movimiento opuesto a la direccin en la que acta la carga l es:

e = tan b / tan (b+a)

Para el movimiento en la misma direccin en la que acta l es:

e = tan (b-a) / tan b

El valor e es mximo cuando b = 45-1/2 a


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Sean:

c = 1/2 del ngulo entre las caras de una roscad = ngulo entre un plano normal al eje del tornillo, que pase por el puntode friccin resultante de la rosca, y un plano que sea tangente a lasuperficie de la rosca en el mismo punto.

Las eficiencias son:

e = tan b (1 - f tan b sec d) / (tan b + f sec d)Para el movimiento opuesto a l

e = (tan b - f sec d) / tan b (1 + f tan b sec d)

Para el movimiento con L.

Los valores negativos significan que la rosca no quedar montada. Laeficiencia de una rosca en v es inferior que la de una rosca cuadrada de lamisma hlice ya que:

f sec d > a


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Sean:

r= radio exterior de la rosca

r = radio en la raz de la roscaTenemos:

r = (r+ r) /2

tan d= f sec d

r = radio medio del asiento de la tuerca = 1.5 r ( aprox.)f = coeficiente de friccin entre la tuerca y el asiento.

Para apretar la tuerca el momento de torsin requerido es:

M = pr + L rf = L r (tan (d+ b) + 1.5f)

Para aflojarla:

M = L r (tan (d- b) + 1.5f)

La tensin total de un tornillo al apretarlo con un momento m es t. Al dividir t entre elrea en la raz se obtiene el esfuerzo unitario de traccin pura inducido st. Tambien setiene un esfuerzo unitario de torsin ss. Las eficiencias dependen de la aspereza de lassuperficies en contacto y del carcter de la lubricacin.


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D , d

D2, d2

D1 , d1

p 0.25p

0.125p

p / 2

p / 2

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LINEA DE PASO

EJE DE TORNILLO

0.375 H

0.125 H

0.625 H H

0.25 H

f c

f r

NOMBRE

DIAMETRO MAYOR d DDIAMETRO DE PASO d2 D2DIAMETRO MENOR d1 D1ALTURA DE LA ROSCA H HPASO A DISTANCIA ENTRE FILETES ADYACENTES p pPLANOS DE CRESTA Y RAZ f f

SIMBOLO

TORNILLO TUERCA


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Un instrumento es un dispositivo o aparato utilizado

para determinar el valor o la magnitud de unacantidad o una variable. Las variables de inters sonlas que ayudan a describir o definir un objeto,sistema o proceso. As, en una operacin industrial lacalidad del producto est relacionada con lasmediciones de sus diversas dimensiones ypropiedades fsicas; por ejemplo, su dureza y acabadoo terminado superficial. En un proceso de fabricacin,las mediciones y el control y regulacin de lastemperaturas, la presin, los flujos, etc., determinanla calidad y el rendimiento de la produccin.

Las mediciones pueden ser directas, como cuando se emplea unmicrmetro para medir una dimensin, o indirectas, como cuando sedetermina la humedad del vapor de agua midiendo la temperaturaen un calormetro de estrangulacin.


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Debido a las limitaciones materiales de los dispositivos de

medicin y del sistema en estudio, las mediciones siempre tienen,en la prctica, algn error. La exactitudde un instrumento es lafidelidad con que sus lecturas o indicaciones se aproximan alverdadero valor de la variable que se mide. La precisinse refierea la reproducibilidad de las mediciones, es decir considerando un

valor fijo de la variable, cunto difieren entre s las sucesivaslecturas o indicaciones del instrumento. La sensibilidad es larelacin de la seal de salida (respuesta o reaccin) delinstrumento con la variacin de la variable de entrada que estmidiendose. La resolucinse relaciona con la variacin mnima del

valor medio a la que responder el instrumento.Los errores pueden clasificarse en sistemticos y aleatorios. Loserrores sitemticos los provocan causas determinables; puedenser estticos o dinmicos.


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Los estticos los originan las limitaciones de los dispositivos

medidores o las leyes fsicas que rigen su comportamiento. Porejemplo, se introduce un error esttico en la lectura de unmicrmetro al ejercer una presin excesiva sobre el usillo de este.Los errores dinmicos los causa el instrumento, el cual no respondelo bastante rpido para seguir las variaciones de la variable que se

mide; por ejemplo, el termmetro de una habitacin no indicar latemperatura correcta de la misma hasta varios minutos despus deque sta se haya estabilizado en un valor constante. Los erroresaleatorios los originan causas que no pueden adscribirse avariaciones fortutas del sistema.

Se han establecido estndares o normas de medicin, porcomparaciones muy precisas con estos estndares primarios sepreparan estndares secundarios los que , a su vez, son la base parael calibrado o graduacin de los instrumentos que se utilizan.


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Un ejemplo tpico es el de los bloques calibrados de precisinempleados para calibrar mquinas herramientas e instrumentos.

Un instrumento tiene tres partes esenciales: elemento sensible,medios transmisores y salida o elemento indicador. El elementosensible responde (o reacciona) directamente a la cantidad medidaproduciendo un movimiento relativo, una presin o una seal

elctrica. Estos son transmitidos por eslabones, tubera, alambrado,etc., A un dispositivo para su exhibicin, grabacin o control. Lasexhibiciones incluyen el movimiento de una aguja o pluma sobre unaescala calibrada, grfica, pantalla de osciloscopio o una indicacinnumrica directa. Las formas de grabacin incluyen la escriturasobre una grfica y el almacenamiento en cinta o disco. Elinstrumento puede accionarse por medios mecnicos, hidralicos,neumticos, elctricos, pticos u otras fuentes de energa. Paraconseguir exactitud, sensibilidad o cierta forma de la indicacin esfrecuente el uso de una combinacin de varias fuentes de energa.


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Aunque el fin realmente buscado en uniones atornilladas es lograr unapretensin alta y uniforme, no es fcil comprobar esa caracterstica.

Por eso en la fabricacin en serie tenemos que trabajar solo con eltorque y el ngulo de giro (se continan investigaciones de nuevastecnologas, por ejemplo la medicin de la unin atornillada resultantepor medio de seales electroacsticas).


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Control por medio del torque.

El tornillo se aprieta hasta llegar a determinado torque nominal. Estetorque nominal se determina de modo que el apriete sea suficiente ansi la friccin es alta. La mayoria de los controles electrnicos deatornillamiento son capaces de supervisar si el torque alcanzado quedadentro de determinados lmites. El control de torque se puede

combinar con varios mtodos de supervisin. An si el torque dado porel atornillador es muy exacto (dentro de un +/- 3%), si la variacin de lafriccin es normal, se tiene que contar con una variacin de pretensinde un +/- 20% a un +/- 25% del valor medio, esto significa que eltornillo de mayor apriete puede tener casi el doble de la tensin del

tornillo con el menor apriete. Sin embargo, el control del torque es elmtodo m usual de apriete.


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Control por ngulo de giro.

Se aprieta el tornillo hasta el punto de umbral, despus de pasar elasentamiento al principio del apriete. A partir de este umbral secontina girando el tornillo hasta completar el ngulo nominal. Sueletomarse el ngulo nominal lo suficientemente grande para que el tornilloentre apenas a el rea plstica. Dado que en esta rea ya no aumenta la

fuerza de pretensin, la variacin de esta es reducida, un +/- 8%. Lavariacin de friccin ya surte poco efecto sobre la fuerza depretensin, excepto a travs del momento de inicio de la medicin delngulo. Este mtodo se utiliza con frecuencia para uniones de altacarga o de importancia para la seguridad. La desventaja es que todos

los tornillos se estiran bastante y en forma diferente entre s, raznpor la cual suelen usarse slo una vez y cuando se tienen que desmontar,para volver a ensamblar se deben usar tornillos nuevos.


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Apriete hasta el lmite de estiramiento del tornillo.

El lmite de estiramiento se alcanza cuando el tornillo se alarg enforma permanente el 0.2% de su longitud original. Para determinar ellmite de estiramiento, constantemente se calcula la curva del torque.La curva deja de subir en el momento en que el tornillo entra a el reaplstica, de modo que es posible parar el apriete con bastante

exactitud al llegar al lmite de estiramiento. Para esto suele sernecesaria una disminucin del 50% de la inclinacin de la curva que secalcul en el rea plstica. Por medio de este mtodo se puedengenerar variaciones menores de la pretensin que por medio del torque(+/- un 80%), los alargamientos de los tornillos se mantienen reducidos

e uniformes, de modo que los tornillos puedan ser reutilizables.


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Mientras que los mtodos de mando detienen el atornillador cuandoalcanza el torque programado, el ngulo de giro o la inclinacin de lacurva de apriete, los mtodos de supervisin comparan los resultadosdel atornillamiento con las tolerancias previamente programadas detorque o ngulo de giro. S el resultado est dentro de las

tolerancias, el sistema da una seal de io (bien),y s est fuera detolerancia, da una seal nio (mal).

Los mtodos de supervisin pueden descubrir fallas en el sistema deatornillamiento, en componentes de las piezas de la unin atornillada,en la lubricacin, etc. Se trata de fallas que afectan las

caractersticas del torque y del ngulo de giro, y as el sistemaidentifica estas fallas.


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Supervisin del ngulo de giro.

El ngulo inicia en el punto umbral y se usa como parmetro desupervisin, mientras se aprieta el tornillo con el mando de torque.Supervisin del torque.

El torque se usa como parmetro de supervisin, mientras se aprieta eltornillo con el mando de ngulo de giro.

LIE LSE NGULO

TORQUE

LSE

LIE

Punto de umbral

Arranque conteo del ngulo

Ventana verdeLas tolerancias deltorque y del ngulo degiro forman una llamadaventana verde duranteun atornillamiento. La

forma de esta ventanaes variable y dependedel mtodo de mando:por torque o por ngulode giro.


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Una unin atornillada correcta es una unin con la fuerza de apriete tal

como se program. Sin embargo, lo nico que podemos medir son eltorque y el ngulo de giro, datos que nos sirven como base para decidirsi una unin atornillada est bien, utilizando el nexo existente entre eltorque y la fuerza de apriete. Se trata de una relacin no constante,pero si todas las influencias varan un poco, es posible obtener unainformacin indirecta y limitada sobre el monto de la fuerza de apriete(+/- 30%).En una buena unin atornillada, la curva de torque /ngulo de giro hastael punto donde descansa la cabeza en su superficie de apoyo sube enforma lineal. Al apretar el tornillo hasta entrar en su rea plstica, la

curva desciende. Entonces el resultado, o sea el punto de interrupcinde energa, queda dentro de la ventana verde.


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Dispersin del proceso(medidas lmite)

Gradode

CalidadAsignacin

Proceso de aprietede montaje

Aprovecha-miento

tornillos en%

Dispersinde fuerza

de tensinprevia

Parmetrosde control

Par deapriete

previoen %

Par deapriete

en %

Angulode giro

deapriete

en

grados

Tipo dedocumentacin

AD 18Par de apriete

controlado manual> 50 +/- 35 +/- 15

AD17

Par de apriete

controladoestrangulacin

> 55 +/- 33

MA

+/- 10

MNA 1

AD16Par de aprietecontrolado por

impulsos

> 60 +/- 30 MA,P,T +/- 8

AD15Par de apriete

controladoelctricamente

< 65 +/- 28

N/A

+/- 5

N/A

Diagrama depar de giro

MAist

AW12Pordebajodellmitedeestiraje

Angulo de girocontrolado al lmite

de estiraje

manual/automtico

> 75 +/- 15 +/- 5

Maist

WaistMNA 1

AW11Angulo de giro

controlado+/- 13 N/A

AW10Angulo de giro

controlado

+/- 15

+/- 15

AS10 Sobreelstico

Control del lmitede estiraje

Aproxima-damente

100 +/- 10

ME,MA,WA,

T,GA

N/A

N/A

N/A

Diagrama del

ngulo de girodel par de

apriete MNA 1


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ES POSIBLE UNA MULTITUD DE FALLAS Y ERRORES, DE LOS CUALES SE MENCIONARN ALGUNOS.

MONTANDO TORNOLLOS SUCIOS U OXIDADOS, AUMENTA FRECUENTEMENTE EL TORQUE, YA QUE PARA VENCER LA RESISTENCIA ORIGINADA PORCORROSIN O IMPURESAS SE REQUIERE DE UN TORQUE CONSIDERABLE ANTES DEL PUNTO UMBRAL.

LA DIFERENCIA PRINCIPAL HACIA UNA BUENA UNIN ATORNILLADA APARECE AL PRINCIPIO DEL ATORNILLADO, DONDE CRECE CONSIDERABLEMENTEEL NGULO DE GIRO. PUESTO QUE AL CALCULAR EL DATO DEL TORQUE, LO DIVIDIMOS ENTRE EL NGULO DE GIRO OBTENIENDO UN TORQUE RATECONSIDERABLEMENTE MS BAJO. EL ATORNILLADOR SE DETENDR EN EL MISMO TORQUE FINAL Y EL NGULO DE GIRO FINAL QUEDAR DENTRODEL REA NORMAL. ESTO SIGNIFICA QUE CON BASE EN UN DATO ENCONTRADO (ASCENSO DEMASIADO BAJO) QUE EL TORNILLO ESTABA MAL. S

VERIFICAMOS EL TORQUE FINAL CON TORQUMETRO, ESTE MARCAR BIEN. LLEGAMOS A LA CONCLUSIN DE QUE REALIZAMOS LA UNIN SEGNLA ESPECIFICACIN DEL TORQUE, ESTO QUERRA DECIR QUE TENEMOS UNA BUENA UNIN ATORNILLADA, PERO NO ES AS, YA QUE NO HEMOSLLEGADO A LA FUERZA DE APRIETE REQUERIDA PARA UNA CORRECTA UNIN. EN ESTE CASO LA FRICCIN FUE TAN ALTA QUE SE UTILIZ LA MITADDEL TORQUE PARA VENCERLA Y PARA LLEGAR AL TORQUE FINAL, SIN HABER ESTIRADO EL TORNILLO LO SUFICIENTE PARA FORMAR LA FUERZA DEAPRIETE SUFICIENTE.

EL APRIETE RESULTANTE DE UN TORNILLO COLOCADO EN FORMA TRASROSCADA ES SIMILAR A LA DE UNO CORRODO. TAMBIN EN ESTE CASO ELTORQUE PARA BAJAR EL TORNILLO ES ALTO Y NOS LLEVA A UNA INCLINACIN PRIMARIA BAJA Y SEGUNDOS VALORES MS O MENOS NORMALES.EN ESTE CASO EL ALTO TORQUE DE INTRODUCCIN ES PARA DEFORMAR LA CUERDA. AUNQUE EL TORQUE DE INTRODUCCIN EST DENTRO DE LASESPECIFICACIONES, LA UNIN ATORNILLADA ES INTIL, YA QUE LA CUERDA EST TAN DEBILITADA QUE NO PUEDE SOPORTAR LAS FUERZASEXTERNAS QUE EL TORNILLO TIENE QUE SOPORTAR.

LOS CASOS NO ACEPTABLES CON DATOS BAJOS DE INCLINACIN EN APRIETE FINAL SUELEN SIGNIFICAR TORNILLOS DEMASIADO DBILES O

PIEZAS DE TRABAJO QUE CEDEN. EL TRABAJO ADICIONAL SE EST GASTANDO PARA ESTIRAR EL TORNILLO EN FORMA PERMANENTE O PARADESTRUIR LA UNIN. LA SOLUCIN EN CASO DE ATORNILLAMIENTOS INCORRECTOS ES REEMPLAZAR EL TORNILLO U OTROS COMPONENTES QUECEDIERON A LA TENSIN.

OTROS CASOS NO ACEPTABLES DEBIDO A TORQUE DEMASIADO ALTO INCLUYEN DEFECTOS QUE OCACIONAN QUE EL TORQUE FINAL SE ALCANCE CONMENOS ESFUERZO DE LO NORMAL, POR EJEMPLO UN CUERPO EXTRAO DURO EN EL FONDO DE UN BARRENO CIEGO BLOQUEA EL TORNILLO ANTES DELLEGAR AL FONDO, PERO LA PROFUNDIDAD DE ROSCA YA SE AFIANZ LO SUFICIENTE PARA NO BARRER LA CUERDA. LA CONSECUENCIA ES QUEDESDE EL MOMENTO DE INTRODUCCIN SE LLEGA CON MUCHA RAPIDEZ AL TORQUE FINAL A TRAVS DE UN NGULO DE GIRO MUY REDUCIDO. OTROCASO ES CUANDO LA FRICCIN ES EXTREMADAMENTE ALTA EN LA CUERDA O ENTRE LA CABEZA DEL TORNILLO Y LA PIEZA DE TRABAJO.. ESTECOMPORTAMIENTO TAMBIN SE PRESENTA CUANDO EXISTEN LQUIDOS EN UN BARRENO CIEGO (AUNQUE ESTO PUEDE CAUSAR UN AUMENTO BAJODE LA INCLINACIN, S EL LQUIDO ES DE BAJA VISCOCIDAD Y LA ROSCA ENTRA FLOJA). LAS SIGUIENTES CARACTERSTICAS DEATORNILLAMIENTO SUELEN ESTAR LIGADAS A DATOS BAJOS O ALTOS

BAJA INCLINACIN

GRN NGULO

ATORNILLAMIENTO BLANDO

MS TRABAJO

FRICCIN BAJA

TORNILLO LARGO

JUNTA BLANDA

ALTA INCLINACIN

NGULO PEQUEO

ATORNILLAMIENTO DURO

MENOS TRABAJO

FRICCIN ALTA

TORNILLO CORTO

NO HAY JUNTA

INICIALMENTE HAY QUE HACER INCAPI EN QUE ESTE MTODO NO ES MUY CONFIABLE PARA VERIFICAR OS SISTEMAS DE ATORNILLAMIENTO


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INICIALMENTE HAY QUE HACER INCAPI EN QUE ESTE MTODO NO ES MUY CONFIABLE PARA VERIFICAR ,OS SISTEMAS DE ATORNILLAMIENTOMODERNOS, SERA COMO QUERER VERIFICAR APARATOS DE LABORATORIO MODERNO POR MEDIO DE HERRAMIENTAS DE LA EDAD DE PIEDRA. PEROSI EL USILLO DEL ATORNILLADOR NO EST EQUIPADO CON EMISOR DE TORQUE, SE PUEDE UTILIZAR STE PROCEDIMIENTO DE VERIFICACIN.

ADEMS EL MTODO EN CUESTIN NO DEBE APLICARSE EN TORNILLOS APRETADOS CON MANDO DE NGULO DE GIRO O DE LMITE DEESTIRAMIENTO, PORQUE ESTOS TORNILLOS YA SE APRETARON HASTA SU LMITE DE ESTIRAMIENTO PLSTICO, Y SI LOS APRETAMOS MS, PUEDEDAARSE TODA LA UNIN ATORNILLADA.

TENEMOS QUE DIFERENCIAR ENTRE UNA UNIN ATORNILLADA BLANDA Y UNA DURA, CONSIDERANDO QUE EL TIPO DE MATERIAL Y SU LUBRICACINEJERCEN INFLUENCIA EN ESTE MTODO. EN UN ATORNILLAMIENTO BLANDO ESPERAMOS UN TORQUE FINAL MENOR QUE EL INSTALADO. EN

CAMBIO, EN UN ATORNILLAMIENTO DURO SE ESPERA UN TORQUE FINAL MS ALTO. LA RAZN DE ESTO ES LA DIFERENCIA EN EL ASENTAMIENTO YEN LA FRICCIN DESLIZANTE (AL APRETAR) Y LA FRICCIN ADHERENTE (EN EL APRIETE FINAL), SOBRE TODO CUANDO TRANSCURRE UN TIEMPOPROLONGADO ENTRE EL MONTAJE Y LA VERIFICACIN, EN ATORNILLAMIENTOS BLANDOS EL TORQUE DE APRIETE FINAL PUEDE SER BASTANTE MSBAJO QUE EL DEL APRIETE PRINCIPAL. ADEMS LOS VALORES ENCONTRADOS EN EL TORQUMETRO DEPENDEN DE LA EXACTITUD DE ESTE Y DE LACAPACIDAD DE REACCIN O HABILIDAD DEL OPERADOR.

ESTAS DESVENTAJAS HACEN QUE LA VERIFICACIN DE POR MEDIO DE TORQUE DE APRIETE POSTERIOR SEA POCO PRECISA, DE MODO QUE LOSRESULTADOS NO PUEDAN SER MUY EXACTOS CON RESPECTO AL ESTADO DE LA UNIN ATORNILLADA. SI A PESAR DE LO ANTERIOR SOLAMENTE SEPUEDE UTILIZAR ESTE MTODO, NOS DEBEMOS CERCIORAR DE QUE SOLAMENTE SE ESTN UTILIZANDO TORNILLOS APRETADOS CON TORQUMETROY NO OLVIDAR QUE EL RESULTADO OBTENIDO ES POCO PRECISO, O SE PUEDEN OBTENER RESULTADOS DE QUE LA UNIN ESTA BIN Y EN REALIDADNO SIRVE.

A CONTINUACIN SE PRESENTA UNA LISTA DE LAS POSIBLES CAUSAS DE UNA MALA UNIN ATORNILLADA:

ROSCA MACHUELEADA DEMASIADO GRANDE

FLANCOS DE LA CUERDA MUY PUNTIAGUDOS

BARRENO DEMASIADO GRANDE PARA EL NCLEO DEL TORNILLO

NO SE MACHUELE TODO EL BARRENO

NO SE HIZO SUFICIENTE CUERDA EN EL TORNILLO (VSTAGO MUYLARGO)

REBABAS EN LA CUERDA

CUERDA IRREGULAR NO COINCIDEN LOS BARRENOS

LAS PIEZAS A ENSAMBLAR ESTN DESALINEADAS

PIEZAS A ENSAMBLAR DEFORMADAS

REBABAS U OTROS CUERPOS BLANDOS ENTRE LAS PARTES DE LAUNIN

DEMASIADA PRESIN BAJO LA CABEZA DEL TORNILLO

LA CABEZA DEL TORNILLO SE ENTIERRA EN LA PIEZA DETRABAJO

EL TORNILLO NO TIENE CUERDA

SE MONTARON DOS O MS JUNTAS EN LUGAR DE UNA

PIEZAS A ENSAMBLARSE NO ENCAJAN

EL TORNILLO TIENE PUNTA CENTRADORA EN BARRENO CIEGOQUE LE FALTA PROFUNDIDAD

FALTA LA JUNTA O ALGO SIMILAR

CUERPO EXTRAO DURO DENTRO DEL BARRENO

ACEITE EN BARRENO CIEGO

NO LLEG LA TUERCA O EL TORNILLO

LA LLAVE NO AJUST EN LA CABEZA

LA LLAVE O LA CABEZA DEL TORNILLO ESTN DAADAS

NO HUBO TRANSMISIN DEL TORQUE COMPLETO AL TORNILLO

EL DADO DE LA LLAVE EST ROTO O DEMASIADO SUCIO

DEFECTO DEL USILLO O DEL MANDO

SE MODIFIC LA DUREZA DEL ATORNILLAMIENTO

LAS RPM SON MUY ALTAS


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UN SISTEMA DE ATORNILLADO SE LLAMA SEGURO CUANDO QUEDA PROBADO QUE SE ALCANZA CON LOS PARMETROS DE CONTROLUN NDICE DE HABILIDAD MECNICA Cmk > 1.66O BIN UN NDICE DE HABILIDAD PARA PROCESOS DE Cpk > 1.33. DADO QUETALES AFIRMACIONES SOLO SE BASAN EN UN REGISTRO MOMENTNEO DE LIMITACIN TEMPORAL, NO SE PUEDEN HACERCONCLUSIONES SOBRE LA ESTABILIDAD A LARGO PLAZO. SISTEMAS DE ATORNILLADO DE SEGURIDAD PROPIADISPONEN ADEMS DECIRCULOS DE MEDIDA REDUNDANTES, CUYOS RESULTADOS SE COMPARAN ENTRE S. LAS VARIACIONES QUE EXCEDEN UNA MEDIDAADMISIBLE, PRODUCEN ALARMA. AS SE PUEDEN RECONOCER A TIEMPO LOS FALLOS EN EL SISTEMA DE ATORNILLADO EN S. PARAUN ATORNILLADO SEGURO NO SOLO ES DESICIVO EL SISTEMA UTILIZADO SINO PRINCIPALMENTE LOS MTODOS DESCRITOS

ANTERIORMENTE PARA ASEGURAR EL PROCESO. LOS CASOS DE ATORNILLADO SE PUEDEN CLASIFICAR DE LA SIGUIENTE MANERA:CATEGORA A: PELIGRO DIRECTO O INDIRECTO PARA EL USUARIO Y SU VIDA.

CATEGORA B: MATERIAL NO VENDIBLE.

CATEGORA C:DISGUSTO POR PARTE DE LOS CLIENTES.

PARA LOS CASOS DE ATORNILLADO A Y B SE DEBERN UTILIZAR SISTEMAS CONTROLADOS. SI NO ES POSIBLE POR MOTIVOS DECOSTOS O DE APLICACIN, ESTAS UNIONES DEBERN SER REDOBLADAS SEALADAS Y ADEMS SE DEBERN COMPROBAR LOS PARESDE REAPRIETE A INTERVALOS MS CORTOS, PARA ASEGURAR EL PROCESO. EN CASOS DE ATORNILLADOS A SE DEBER CONTAR CONUN CONTROL DE PARES DE APRIETE APARTE DEL CONTROL DEL NGULO DE GIRO.

CADA UNIN ATORNILLADA EST MARCADA POR LA TOTALIDAD DE SUS PARMETROS Y SUS INFLUENCIAS SOBRE LA FABRICACIN.EN MONTAJES EN SERIE SE DEBERN TENER EN CONSIDERACIN PARA ASEGURAR EL PROCEDIMIENTO EN LOS PROCESOS DE APRIETEY LA DOCUMENTACIN DE SEGURIDAD, INCLUIDOS LOS PARMETROS DE LOS PROCESOS. ADEMS SE REQUIEREN PRESCRIPCIONESEN LAS INSTRUCCIONES PARA LOS TRABAJOS SOBRE LOS MEDIOS DE PRODUCCIN Y COMPONENTES AS COMO PERSONAL , MANEJODE PIEZAS Y RETOQUES. ESTO SIGNIFICA QUE:

* EL PERSONAL DEBE SER SUFICIENTEMENTE ENTRENADO Y CAPACITADO.

* LOS MEDIOS DE PRODUCCIN UTILIZADOS DEBEN ESTAR CORRECTAMENTE DIMENSIONADOS Y UTILIZABLES EN SENTIDOERGONMICO.

* LA FRECUENCIA DE COMPROBACIN Y LOS CAMBIOS DE HERRAMIENTA SE DEBERN ELEGIR DE TAL FORMA, QUE SE PUEDAN TOMAR A

TIEMPO LAS MEDIDAS PARA EVITAR UNA PRDIDA DE LA HABILIDAD DE LAS MQUINAS DEBIDO AL DESGASTE.* SE DEBE ASEGURAR UN ABASTECIMIENTO DE ENERGA UNIFORME Y SUFICIENTE.

* LOS ELEMENTOS DE UNIN UTILIZADOS SE DEBERN COMPROBAR ANTES DE LA PRIMERA APLICACIN O BIN EN CASO DEPRODUCIRSE UNA MAYOR PARTE DE ATORNILLADOS DEFECTUOSOS.

* SE DEBERN COMPROBAR ATORNILLAMIENTOS EFECTUADOS ELIGIENDO PIEZAS AL AZAR.

* SE DEBEN PREVEER MEDIDAS ADECUADAS PARA NO DESCUIDARSE UNIONES (POR EJEMPLO MARCAJE DE COLORES)

* PARA EL CASO NO CORRECTO DEBER EXISTIR UNA SOLUCIN EXACTA PARA LOS RETRABAJOS DE ACUERDO CON EL TIPO DE FALLA(POR EJEMPLO NGULO DE GIRO MUY PEQUEO, CAMBIAR EL TORNILLO).

*PARA EL FALLO TOTAL DEL SISTEMA DEBER EXISTIR UNA ESTRATEGIA DE EMERGENCIA

EN LA VALORACIN DE LA SEGURIDAD DE LOS PROCESOS DE LOS SISTEMAS DE ATORNILLADO SE DEBER DISTINGUIR ENTRE TRES GRUPOS DE


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EN LA VALORACIN DE LA SEGURIDAD DE LOS PROCESOS DE LOS SISTEMAS DE ATORNILLADO SE DEBER DISTINGUIR ENTRE TRES GRUPOS DEPARMETROS DISTINTOS:

1. PARMETROS DE MONTAJE: VALORES DE MONTAJE PRESCRITOS POR EL PLANO, POR EJEMPLO PARES DE APRIETE.

2. PARMETROS DE CONTROL: NGULO DE GIRO O PARES DE ENROSCADO SIRVEN EN EL CONTROL DE LOS CASOS DE ATORNILLADO PARA PODERDETECTAR DEFECTOS EN EL MISMO.

3. PARMETROS DE PRUEBA: ESTOS PARMETROSSE DETERMINAN EN EL PRODUCTO TERMINADO, POR LOS USUARIOS Y NO SE DEBEN RELACIONARDIRECTAMENTE CON LOS PARMETROS DE MONTAJE INDICADOS EN EL PLANO.

EN TODOS LOS SISTEMAS DE ATORNILLADO (MANUALES, ESTACIONARIOS, CONTROLADOS, NO CONTROLADOS , ETC.) DEBE EXISTIR HABILIDADMECNICA Y DE PROCESOS DE ACUERDO CON VDA 6.1 Y VDA 6.3 POR EL ECHO DE QUE LA DISPERSIN DE LOS PARMETROS DE MONTAJE CUMPLE COMOMNIMO UN NDICE DE HABILIDAD DE PROCESOS Cpk > 1.33. SE DEBER CONFIRMAR REGULARMENTE EL CUMPLIMIENTO DE ESTA EXIGENCIA TANTOEN LA PUESTA DE SERVICIO DEL SISTEMA DE ATORNILLADO CORRESPONDIENTE, COMO TAMBIN DURANTE EL FUNCIONAMIENTO DE SERIE Y DEBERQUEDAR DOCUMENTADO.

LOS PARMETROS DE CONTROL Y DE ENSAYO NO SE PUEDEN CLASIFICAR MEDIANTE NMEROS DE IDENTIFICACIN DE LA CAPACIDAD PARAPROCESOS, YA QUE ESTN SOMETIDOS A GRANDES DISPERSIONES, QUE SE DETERMINAN POR LA ACCIN CONJUNTA SIMULTNEA DE VARIASMAGNITUDES INFLUYENTES, TAL COMO FRICCIN, NMERO DE REVOLUCIONES DEL ATORNILLADOR, ESTADO DE LOS COMPONENTES, ETC. LOSPARMETROS DE CONTROL SOLO SE PUEDEN DETERMINAR Y VALORAR EN SISTEMAS DE ATORNILLADO CONTROLADO. LOS SISTEMAS SIN CONTROLSLO SON CONTROLADOS POR LOS PARMETROS DE PRUEBA.

AL UTILIZAR SISTEMAS DE ATORNILLADO CONTROLADOS SE REQUIERE LA DETERMINACIN Y CONTROL COMPLEMENTARIOS DE PARMETROS DEPRUEBA NICAMENTE, CUANDO EN EL CASO DE ATORNILLADO ES PROBABLE QUE SE PRODUZCAN MAYORES PRDIDAS POR ASENTAMIENTO (POREJEMPLO UNIONES CNICAS O ATORNILLADO DE JUNTAS) O BIEN, CUANDO NO SE PUEDE DETERMINAR MEDIANTE UN PROCESO DE MEDICINREDUNDANTE, QUE LOS VALORES MEDIDOS SEAN CONFIABLES.

PARA LA DETERMINACIN DE LOS PARMETROS DE PRUEBA EL PAR DE APRIETE DIRECTAMENTE DESPUS DEL MONTAJE SE LLAMA MNA1.LOSVALORES SE DEBERN DETERMINAR EN EL PLAZO DE 30 MINUTOS DESPUS DEL MONTAJE. EL PAR DE REAPRIETE DESPUS DEL ESFUERZO DINMICOO TRMICO EFECTUADO EN EL PUNTO DE UNIN, SE LLAMAMNA2. APLICA EN LAS AUDITORAS Y DEMS CONTROLES AS COMO EN LAFABRICACIN (MONTAJE), S ALL NO ES POSIBLE EFECTUAR UNA MEDICIN DIRECTA (SISTEMA DE ROSCA CONTROLADO) DE LOS PARMETROS DEMONTAJE. EL VALOR MNAES EL PAR DE APRIETE MS PEQUEO, QUE SE MIDE SIGUIENDO EL GIRO DEL TORNILLO (O TUERCA) POR POCOS GRADOSDEL NGULO (MX. 10 GRADOS). FRECUENTEMENTE LOS EFECTOS DE ROZAMIENTO POR ADHERENCIA PRODUCEN UN PAR DE APRIETE PUNTA, EL ASLLAMADO PAR DE DESGARRE DE ROTURA (PAR DE ROTURA), PERO QUE NO DEBE SER VALORADO COMO PAR DE REAPRIETE. EN CONSECUENCIA NO SEPUEDEN UTILIZAR HERRAMIENTAS QUE SOLO ADMITEN UNA INDICACIN DEL VALOR PUNTA, PARA LA DETERMINACIN CORRECTA DE LOS VALORES

MNA. PAR DEGIRO

PAR DEGIRO

NGULO DE GIRO NGULO DE GIRO

MAMA

MNAMNA

PAR DE DESGARRE ODE ROTURA


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LA DETERMINACIN DE LOS LMITES DE ACCIN SE DEBE EFECTUAR SEGN LAS MISMAS REGLAS DESCRITAS PARA PARMETROS DE CONTROL DEDIRECCIN DE PROCESOS. LOS PARES DE REAPRIETE NO SE PUEDEN RELACIONAR DIRECTAMENTE CON LOS PARMETROS DE APRIETE INDICADOS ENEL PLANO CON LAS TOLERANCIAS CORRESPONDIENTES. DEBIDO A PROCESOS DE ASENTAMIENTO DE LA UNIN CONDICIONADOS POR EL SISTEMA OMODIFICACIN DEL ROZAMIENTO, LA CARACTERSTICA (DISPERSIN Y POSICIN DEL VALOR MEDIO) DE LAS DISTRIBUCIONES DE PARES DEREAPRIETE Y LOS CORRESPONDIENTES PARES DE APRIETE PUEDEN VARIAR MUCHO ENTRE S.

EN CASO DE MONTAJE SOBREELSTICO NO SE PUEDEN DERIVAR LOS VALORES LMITE NICAMENTE DE LAS EVALUACIONES ESTADSTICAS, YA QUELA RESISTENCIA DE LOS TORNILLOS DETERMINA TAMBIN EL PAR DE APRIETE OBTENIDO COMO OTRO PARMETRO MS. AL UTILIZAR UN SEGUROQUMICO PARA LOS ATORNILLADOS (POR EJEMPLO LOCTITE) SE PRODUCE EL ENDURECIMIENTO DEL PEGAMENTO YA DURANTE EL MONTAJE. PARANO DESTRUIR EL AGLUTINADO, NO SE DEBEN DETERMINAR PARES DE REAPRIETE EN ESTAS UNIONES.

DADA QUE LAS CONDICIONES SECUNDARIAS ENTRE UNA PLANTA DE FABRICACIN A OTRA SON DISTINTAS (ENTORNO, SISTEMA DE ATORNILLADOY PRUEBA UTILIZADA) NO SE PUEDEN APROVECHAR LOS PARMETROS DE PRUEBA OBTENIDOS EN OTRAS PLANTAS, INCLUSO TRATANDOSE DELMISMO CASO DE ATORNILLADO.

SE DEBE CONSEGUIR BSICAMENTE, QUE LA PARTE CORRESPONDIENTE A RETOQUES SEA MNIMA (OBJETIVO CERO FALLAS). POR LO TANTO, UNRETRABAJO CALIFICADO NO SE DEBE LIMITAR NICAMENTE A UNA ACCIN GLOBAL REPETIDA. SE DEBEN DETERMINAR Y RESOLVER LAS CAUSASQUE ORIGINAN RETRABAJOS. EN CASO DE NACESIDAD SE DEBEN SUSTITUIR ELEMENTOS DE UNIN O PIEZAS MONTADAS ERRONEAMENTE.

SE PUEDE REDUCIR NOTABLEMENTE LA PARTE PROPORCIONAL DE FALLOS CON PARMETROS ADAPTADOS MEDIANTE UN ATORNILLADO REPETIDOEFECTUADO AUTOMATICAMENTE EN CASO DE FALLO SIN REQUERIR UN TIEMPO CONSIDERABLE COMPLEMENTARIO. PARA UN RETRABAJO EFECTIVO

DE UNA UNIN ROSCADA YA ENSAMBLADA UNA VEZ, NO SE PUEDEN UTILIZAR LOS PARMETROS DE APRIETE DEL ATORNILLADO PRIMARIO. SEGNLA FUERZA DE TENSIN PREVIA CONSEGUIDA SE PUEDEN PRODUCIR DATOS DE ROSCADO MUY DISTINTO. POR ESTO, SE DEBEN DETERMINARINDIVIDUALMENTE LOS PARMETROS DE CONTROL EN EL REA DE RETRABAJOS.

SE DEBEN DOCUMENTAR LOS RESULTADOS DEL ROSCADO PARA QUE:

EN CASO DE FALLO SEA POSIBLE EL RASTREO Y AS MISMO LA LIMITACIN DE LOS ATORNILLADOS AFECTADOS.

SE PUEDAN EFECTUAR VALORACIONES ESTADSTICAS PARA LA DETERMINACIN DEL VALOR LMITE DE LOS PARMETROS DE CONTROL Y DE PRUEBA.

SE PUEDAN EFECTUAR ANLISIS DE FALLO PARA DETERMINAR EL ORIGEN DE ESTE.

SE PUEDA PROBAR LA SEGURIDAD DEL PROCESO.

LA DOCUMENTACIN DE SEGURIDAD SE DEBER EFECTUAR BAJO LA RESPONSABILIDAD TCNICA DEL DEPARTAMENTO DE PRODUCCINCORRESPONDIENTE. LOS VALORES DE MEDICIN PARA DOCUMENTACIN DE SEGURIDAD SE DEBER DETERMINAR Y ANOTAR, DE ACUERDO CON ELDEPARTAMENTO DE ASEGURAMIENTO DE CALIDAD CORRESPONDIENTE.

LA DOCUMENTACIN SE DEBE EFECTUAR:

DURANTE EL MONTAJE:

DOCUMENTACIN DE LOS VALORES REALES REGISTRADOS DURANTE EL ATORNILLADO POR EL DISPOSITIVO DE ROSCADO.

DOCUMENTACIN DE LA PRECISIN DE LA HERRAMIENTA.

DESPUS DEL MONTAJE:

DOCUMENTACIN DE LOS PARES DE REAPRIETE

Uniones atornilladas

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