Directrices para las conexiones de pernos: selección y aplicación correctas de los lavavajillas planas y los lavavajillas de resorte

En las conexiones atornilladas, las arandelas planas y las arandelas de resorte son dos de los accesorios más comunes y críticos. Aunque pueden parecer simples, la elección de usarlas y su correcta aplicación impacta directamente en la fiabilidad de la conexión, su capacidad para resistir el aflojamiento y la seguridad de los componentes conectados. Este artículo explicará claramente las diferencias entre ellas, los criterios de selección y los escenarios de aplicación.

I. Arandela plana: Aumenta el área, protege las superficies

Función principal:

La función principal de una arandela plana es distribuir la presión. Al aumentar el área de contacto entre la cabeza/tuerca del perno y la superficie de la pieza conectada, logra lo siguiente:

• Protege los materiales blandos: Evita que el perno aplaste o dañe las superficies conectadas más blandas, como el aluminio, el plástico o los materiales compuestos durante el apriete.
• Compensa las superficies irregulares: Proporciona una mejor superficie de apoyo en superficies ligeramente anguladas o irregulares.
• Actúa como espaciador: A veces se puede utilizar como calza de ajuste.

¿Cómo elegir una arandela plana?

• Compatibilidad de materiales:

  • Normalmente debe coincidir con el material de las piezas conectadas (por ejemplo, acero, acero inoxidable, aleación de aluminio) para evitar la corrosión electroquímica.
  • Para los requisitos de conductividad, se pueden elegir arandelas de cobre.

• Compatibilidad de tamaño:

  • Diámetro interior: Debe ser ligeramente mayor que el diámetro de la rosca o del vástago para garantizar una fácil inserción.
  • Diámetro exterior: Debe elegirse con un diámetro exterior mayor para proporcionar un soporte óptimo al conectar materiales blandos o cuando se utiliza junto con una arandela de resorte.

• Tipos especiales:

  • Cuando se utilizan pernos con grandes filetes, se deben utilizar arandelas planas con orificios interiores achaflanados para evitar interferencias.
  • Para pernos críticos de gran diámetro o conexiones que requieran una resistencia extremadamente alta al aplastamiento, las arandelas planas de acero son esenciales.

• Ventajas y limitaciones:

  • Ventajas: Protege eficazmente las superficies de contacto, distribuye la presión, bajo coste.
  • Limitaciones: No proporciona funcionalidad anti-aflojamiento y no puede amortiguar las vibraciones.

II. Arandela de resorte: Evita el aflojamiento, absorbe los golpes, bloqueo dinámico

Función principal:

La función principal de una arandela de resorte es evitar el aflojamiento y absorber los golpes. Su estructura de resorte de anillo partido crea una fuerza elástica continua después del apriete, proporcionando una fuerza de precarga opuesta a la dirección de apriete de la tuerca, lo que permite:

• Aumentar la fricción: Resiste eficazmente el aflojamiento de la tuerca causado por vibraciones, impactos o variaciones de carga.
• Proporcionar amortiguación: Absorbe parte de la energía vibratoria, protegiendo la conexión.

Puntos clave de aplicación:

• Las arandelas de resorte normalmente no se utilizan solas y deben combinarse con una arandela plana.
• La secuencia de instalación correcta es: Pieza conectada → Arandela plana → Arandela de resorte → Tuerca. La arandela plana contacta con la superficie de la pieza de trabajo para protegerla, mientras que la arandela de resorte proporciona la fuerza anti-aflojamiento bajo la tuerca.

Ventajas y limitaciones:

• Ventajas: Buen rendimiento anti-aflojamiento y absorción de impactos, fácil instalación, rentable.
• Limitaciones: Su rendimiento depende en gran medida de los procesos de material y tratamiento térmico. Las arandelas de resorte de mala calidad son propensas a fracturarse y fallar. Por lo tanto, es crucial obtenerlas de proveedores de renombre.

III. ¿Cómo elegir? Una guía práctica basada en las condiciones

En aplicaciones prácticas, la selección de arandelas depende principalmente de las condiciones de funcionamiento específicas:

• Carga estática, ligera, sin vibración: Es suficiente con utilizar solo una arandela plana. Su función es proteger la superficie y distribuir la presión.
• Presencia de vibración, impacto o variaciones de carga: La combinación de "Arandela plana + Arandela de resorte" es esencial. La arandela plana es responsable de proteger la superficie de contacto, mientras que la arandela de resorte proporciona principalmente capacidades anti-aflojamiento y absorción de impactos.
• Material base blando o fácilmente dañado: Siempre se debe utilizar una arandela plana para evitar daños por aplastamiento, independientemente de si se combina con una arandela de resorte.
• Requisitos especiales de rendimiento (por ejemplo, conductividad, sellado): Se deben seleccionar directamente arandelas especializadas con funciones específicas, como arandelas de cobre o arandelas de sellado.

IV. Conclusión y mejores prácticas

Para la gran mayoría de las aplicaciones industriales sujetas a vibraciones o cargas alternas, la combinación de una "Arandela plana + Arandela de resorte" es la opción óptima y más fiable. Esta combinación aborda simultáneamente:

• Protección (Arandela plana)
• Anti-aflojamiento (Arandela de resorte)
• Resistencia a la vibración (Arandela de resorte)

Recomendaciones finales:

Para garantizar la fiabilidad a largo plazo de la conexión, siempre:

1. Aclarar los requisitos en función de las condiciones de funcionamiento (carga estática/dinámica, nivel de vibración) y los materiales (blandos/duros).
2. Seleccionar arandelas con dimensiones coincidentes y materiales apropiados.
3. Priorizar la compra de arandelas, especialmente arandelas de resorte, de proveedores de calidad y fiables. Su calidad de tratamiento térmico afecta directamente a la vida útil anti-aflojamiento.

Seleccionar y utilizar correctamente las arandelas, aunque sea un detalle, es un paso crucial para garantizar la seguridad y la fiabilidad de toda la conexión mecánica.