08.07.2020 | Categoría : spectrum

Par de apriete

Multiplicando la fuerza


Se llama par de apriete o momento (cuyo símbolo en física es “M”) al efecto de giro de una fuerza (F) sobre un punto, por ejemplo, una tuerca. Se calcula multiplicando la fuerza aplicada, en newtons o N, por la longitud del brazo usado sobre el punto de apoyo, en metros o m. Las unidades usadas para el momento o par resultante es N×m o N·m.

En cuanto a los principios físicos que involucra, una unión atornillada es técnicamente mucho más compleja que simplemente aplicar un destornillador, carraca o llave dinamométrica como hubiésemos creído.

En cuanto un tornillo es apretado, aparecen fuerzas axiales en él, y esto hace que el tornillo se alargue mientras la carga aumenta. Al mismo tiempo que el tornillo se alarga, las partes que se están uniendo, se comprimen. En cuanto se alcanza la carga ideal, la fricción entre las dos piezas a unir hace que ambas se comporten como una sola pieza.

Y, ¿qué tiene todo esto que ver con el par de apriete? Muy simple, para muchas uniones atornilladas hay predefinido un par de apriete obligatorio. Sólo se puede asegurar que la fuerza axial es la correcta, cuando ese par se ha aplicado correctamente. Por esto es imprescindible utilizar una herramienta dinamométrica en regla. En este caso, en regla significa que la llave se somete regularmente a un proceso de calibración. La práctica recomendada por STAHLWILLE es calibrar la llave anualmente en un laboratorio de calibración acreditado de acuerdo con la norma ISO6789. Solo así se posibilita un par de apriete controlado con una calidad reproducible.

Cuanto más largo es el brazo de palanca, menor es la fuerza que tiene que ejercer el usuario en la cabeza del tornillo. Por eso, cuando se utiliza un inserto en la boca intercambiable cuya distancia efectiva, difiere de la utilizada en el ajuste de la llave, esto se vuelve todavía más complicado. En estos casos las llaves mecánicas se ajustarán a un valor corregido que haga que el valor aplicado sea el correcto, y en las llaves electrónicas, se indicará la longitud efectiva como uno de los parámetros del par de apriete.

 

N·m – newton metros

La unidad de medida más utilizada para describir el par es el newton metro. Esta unidad es parte del Sistema Internacional de Unidades (SI) de cantidades físicas. Un newton metro corresponde a un julio de energía y es el trabajo mecánico realizado cuando un newton se aplica sobre una distancia de un metro.

 

ft·lb – Pies libra

Pies libra es la unidad de medida angloamericana usada en los Estados Unidos en Reino Unido para el par. Originalmente, se llamaba libras pies (lbf·ft), pero fue renombrada para evitar la confusión con la unidad de energía. Un Pie libra son aproximadamente 1.356 julios, que es la energía necesaria para que una masa de una libra se eleve una distancia de un pie.

 

in·lb – Pulgadas libra

La pulgada libra (in·lb) También es una unidad de medida angloamericana. Una in·lb corresponde a 0.11298483 julios, que es la energía necesaria para que una masa de una libra se eleve una distancia de una pulgada (2.54 cm).

 

El metal se mueve

Es difícil de creer, pero simplificando, un tornillo puede compararse a un muelle ya que puede recuperar su forma si se estira hasta cierta longitud, por eso se puede usar para crear una tensión. Un punto a tener en cuenta es que el atornillado está sujeto a muchos parámetros, como la cantidad de fricción bajo la cabeza, el punto de aplicación de la fuerza, la fricción en la rosca, y el efecto de asentamiento inherente en la unión atornillada. Una llave dinamométrica en manos de personal correctamente formado puede ayudar a minimizar los efectos negativos y conseguir resultados muy exactos.

 

Algo fundamental: el par de apriete

El par de apriete actúa en el punto de atornillado, en el centro del eje del tornillo. Desde un punto de vista físico, es el producto de la longitud del brazo de palanca por la fuerza aplicada para apretar el tornillo.

Si uno considera que de media sólo el 10% del momento total aplicado actúa sobre el plano inclinado de la rosca, provocando la tensión axial, mientras el resto se pierde en sobrepasar la fricción de la cabeza y de la rosca, en seguida se entiende que apretar manualmente sin una llave dinamométrica no es la solución correcta para realizar un apriete controlado. Además, hay que tener en cuenta que no hay dos casos de atornillado iguales, los tornillos se comportan diferente dependiendo de la unión específica en cuestión. Debido a las diferentes flexibilidades de los materiales a unir, el atornillado puede ser o muy duro o muy blando. Y esto dependerá del ángulo que gire la cabeza del tornillo una vez ha apoyado. El atornillado se considera muy duro si el ángulo es alrededor de 30°, y muy blando si es de unos 720°. Los factores que influyen aquí son los materiales que se van a unir (cobre con acero, arandelas, el número de materiales a unir y su longitud, etc.) junto con la calidad de los propios tornillos.

  1. Fuerza de apriete por operación manual
  2. Suma de todos los pares
  3. Fuerza axial
  4. Fricción en la rosca
  5. Fricción bajo la cabeza