torque para tornillos
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1 Parte Teora
Resistencia de Materiales / Ley de Hooke Momento de una Fuerza Rozamiento Teora de las roscas Principio de Pascal Accin y Reaccin
Componentes de un sistema Bridado Bridas: par de elementos que conforma al conjunto. Junta: elemento de sello entre las superficies de las bridas Perno: elemento que por su tensin mecnica axial provee la fuerza para sostener unidas las bridas. Tuerca: elemento que produce tensin por torque y que lo sostiene.
El Principio del TornilloTorque
Es una de las denominadas mquinas simples. Se fundamenta en el principio del plano inclinado. La aplicacin de un par rotor sobre una rosca incrementa la fuerza aplicada.
Resultante
TrabajoUna fuerza hace trabajo mecnico cuando acta sobre un cuerpo que se desplaza. El trabajo es el producto de la distancia recorrida por el valor de la componente horizontal de la fuerza
Fh Fv FD
Fh
Fv
F
Plano InclinadoEl trabajo para subir un cuerpo a una determinada altura es el mismo, pero con un plano inclinado la fuerza es menor dado que la distancia es mayor
Trabajo = Fuerza x distancia
Si enrollamos el plano inclinado sobre s mismo, generando un cilindro, estamos frente al concepto del tornillo
Trabajo = Fuerza x distancia
El Torque de la Tuerca
nTorqueTiene que Proveer la Fuerza para:
Vencer el rozamiento de la tuerca contra su apoyo y entre las roscas, que adems se incrementan con el apriete y TENSIONAR el tornillo en s mismo: n.
fr
Perno
Elemento de vinculacin que al ser tensionado carga sobre las bridas la fuerza de unin y genera la presin especfica que requiere la junta para asegurar el sellado.El bridado requiere que todos los pernos de una misma brida provean igual tensin para asegurar presin especfica uniforme en la junta.
Comportamiento de los PernosDebe ejercer suficiente fuerza de unin para resistir cualquier carga predecible sin exceder el lmite elstico del perno Por debajo de su lmite elstico, el perno sufre una deformacin pero volver a su longitud original al cesar la fuerza, comportndose como un resorte Superado el lmite elstico el perno quedar con deformaciones permanentes perdiendo la propiedad de ajuste
Diagrama Tensin/DeformacinLey de Hooke 1)- Lmite de elasticidad 2)- Lmite de proporcionalidad 3)- Lmite de fluencia superior 4)- Lmite de fluencia inferior 5)- Mximo esfuerzo 6)- Rotura
EsfuerzoTensin5 3 2 4 1 6
Zona de fluencia
Deformacin permanente
Zona proporcional
Deformacin
Un Tirador Hidrulico ...mal llamado Tensionador... ... desarrolla gran esfuerzo de traccin, pero el ajuste final es manual y la carga residual resulta impredecible. ...CUIDADO... !!!
...porque con un tirador......si bien se mide la carga de traccin y se conoce la tensin a la que se lleva el perno... ...el problema es que... ..la efectividad del ajuste es imprevisible porque termina siendo un mtodo manual... ...y la tensin mecnica puede variar, aun usando los mejores tiradores de 25% a 35% de la aplicada...y adems...
...siendo los Tiradores ...
...sencillos cilindros hidrulicos de simple accin de retorno por carga...
...al liberar la presin hidrulica se produce una brusca relajacin con efecto de rebote en la brida y tirones en la tuerca......con un resultado final impredecible.
Tuerca
Esprrago
Un Tensionador Hidrulico ......parece un Tirador y efectivamente tiene una geometra parecida......y hasta trabaja con el mismo principio... ...tirando del perno con fuerza hidrulica como lo hace un tirador...
Pero... un Tensionador Hidrulico ...adems...
... gira la tuerca con fuerza hidrulica con... ...enclavamiento firme contra la brida... ...de modo que al soltar la carga no hay ningn movimiento en el perno.
Ajuste por Torque
Se aplica un par torsor directamente sobre la tuerca con una herramienta adecuadaLa tensin del perno se logra por medio del principio del tornillo. Se debe considerar el rozamiento del conjunto, proporcional a la tensin del perno. Es fundamental la limpieza, terminacin y lubricacin del conjunto para asegurar una tensin justa
Medicin del AlargamientoEl alargamiento puede ser determinado midiendo el esprrago antes y despus de ajustado Es necesaria una gran prctica en este mtodo No es recomendable para trabajo en campo
El error es del orden del 40%.
Llaves Hidrulicas
Torque por accin de un sistema hidrulico controlado Tornillera de alta precisin de torque Buena velocidad de apriete, muy bajo riesgo de accidentes Mxima relacin Torque / Peso de la herramienta Precisin depende del ngulo de giro y requiere sistema anti-relajacin Accesible a lugares reducidos
Cmo funciona una llave de Torque Hidrulica?
El principio de Pascal, establece que la presin aplicada en un punto de un fluido se transmite con la misma intensidad a cada punto del mismo
P=F/S
Cmo funciona una llave de Torque Hidrulica?
La fuerza es la presin multiplicada por el rea del embolo La fuerza se amplifica si se aplica a un fludo encerrado entre dos pistones de reas diferentes P = f/s = F/S
F2S2 S1
F1
P
P
F2= F1.S2/S1
Cmo funciona una llave de Torque Hidrulica?
Fuerza
Torque o Par MecnicoEl torque, par de una fuerza o momento torsor, es la resultante de aplicar una fuerza con un brazo de palanca. T=P=M=F x d (Kgm)
f dDistancia
Par = f x d
Principio de Accin y Reaccin
Para que una accin tenga efecto debe corresponderse una reaccin de igual magnitud y sentido contrario.
Si se desea aplicar fuerza con precisin, el mejor sistema es el hidrulico La fuerza y la distancia de aplicacin pueden medirse
Fuerza hidrulica
f d
Cmo funciona una llave de Torque Hidrulica?
Torsin Efecto que ocurre al aplicar el torque en la tuerca o pernos
El cese de la fuerza de torque hace que el perno gire a su posicin anterior Esto es debido al mdulo de elasticidad transversal, que genera un ngulo de rotacin sobre el eje del perno proporcional al torque y la longitud del perno La llave de torque hidrulico debe tener sistema de traba: ANTI-RELAJACION
LLAVE DE TORQUE HIDRAULICA
Rueda del Crique
Diente de Empuje
Pistn
Doble accin.
Anti-relajacin.
Eje de Arrastre
El Punto De Reaccin...
... en un plano distinto al del par, torsiona el cuerpo de la llave.
Cmo seleccionar una Llave Hidrulica?
Tipo de aplicacinCapacidad de torque Precisin
Segn la Aplicacin
Para bocallaves ....
...o de cabezales planos
Sistema de bridado.
El uso de 4 llaves en forma simultnea acelera el trabajo de bridado.
Bridado por Tensionado Exacto.Hoy da aplicar tensin exacta es muy fcil. Se aplica un par, pero el efecto sobre el perno es slo de... ...Tensin Pura
Precisin de tensin y rapidez se exige ms cada da. Siglo XXI: ya hay nueva tecnologa.