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2021-05-04

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2021-04-29

Causas del aflojamiento de los elementos de fijación roscados y estructuras comunes para evitar el aflojamiento

La pérdida de apriete en los elementos de fijación roscados es uno de los problemas más frecuentes. Los sujetadores más utilizados se aflojan debido a las vibraciones, a los cambios de carga elevada y baja, así como a los impactos durante su uso, lo que conduce a la reducción de la precisión del equipo y a una disminución de su seguridad y fiabilidad, afectando así la calidad y la eficiencia de la producción. 1. Causas de la pérdida de apriete en los elementos de fijación roscados La esencia de la unión mediante elementos roscados consiste en mantener unidos los componentes conectados mediante una fuerza axial. Cuando el tornillo se aprieta, si esta fuerza axial se reduce o se pierde, se produce lo que se denomina aflojamiento de la conexión roscada. Las principales causas de este fenómeno son las siguientes: 1.1 Defectos de diseño (1) Selección inadecuada de tornillos: Durante el proceso de apriete del tornillo, la fuerza de sujeción entre las piezas unidas aumenta rápidamente conforme se incrementa la precarga; al alcanzar el límite elástico, comienza a producirse deformación plástica. Sin embargo, cuando la fuerza de sujeción sigue aumentando con la precarga adicional, dicho aumento se vuelve muy pequeño o incluso nulo. Si se continúa incrementando la precarga, la fuerza de sujeción termina por disminuir gradualmente hasta llegar a romperse. Por ello, el diseñador debe analizar y calcular con precisión el par de apriete, teniendo en cuenta factores como el peso de los componentes, la carga soportada y las normas de seguridad, para seleccionar la conexión roscada adecuada. (2) Falta de consideración del diseño antiaflojamiento o métodos deficientes para evitarlo: Durante el servicio, la conexión roscada puede aflojarse e incluso desprenderse debido a las vibraciones, a los cambios de carga altos y bajos y a los impactos. Por ello, es fundamental implementar medidas efectivas contra el aflojamiento desde la fase de diseño del producto, a fin de prevenir el desprendimiento de tornillos o tuercas ante condiciones de trabajo severas. 1.2 Precarga insuficiente La fuerza de precarga generada al apretar el tornillo determina directamente la fuerza de sujeción entre las dos piezas unidas. Una precarga insuficiente inevitablemente provocará el aflojamiento de los tornillos y de las propias piezas conectadas. La precarga del tornillo debería aproximarse o alcanzar la resistencia a la fluencia del material del tornillo. No obstante, en la práctica, debido a la limitada fuerza manual del operario o a la inadecuación del modelo de herramienta elegido, el par de apriete aplicado suele ser insuficiente, impidiendo que el tornillo alcance la precarga requerida. Además, si el diseño y el proceso no establecen requisitos específicos sobre el par de apriete para los tornillos, y la estación de montaje carece de una llave dinamométrica adecuada, el operario suele basarse únicamente en su intuición y experiencia para determinar si el apriete es suficiente, lo que resulta en una precarga insuficiente en ciertas piezas sometidas a fuertes vibraciones y, en consecuencia, en aflojamientos. 1.3 Deformación y aflojamiento de la superficie de apoyo Cuando la superficie de contacto de la tuerca o del tornillo está sometida a una gran presión, tanto dicha superficie como la superficie de contacto de las piezas unidas pueden colapsarse y deformarse, reduciendo o anulando la fuerza de precarga de los elementos roscados y provocando una conexión floja. 1.4 Proceso de montaje inadecuado En el caso del apriete de múltiples tornillos dispuestos de forma regular, si el proceso de montaje no incluye un procedimiento detallado y razonable, y el operario depende exclusivamente de su experiencia personal para realizar el apriete, algunos tornillos podrían quedar mal apretados debido a una secuencia incorrecta o a una distribución desigual de la fuerza, lo que ocasionaría un apriete inconsistente y, en consecuencia, aflojamiento. Por ejemplo, los tornillos de montaje de forma cuadrada, muy comunes en muchos procesos de ensamblaje, suelen apretarse siguiendo una disposición diagonal para lograr un equilibrio óptimo; de lo contrario, los tornillos tienden a aflojarse y, además, las piezas conectadas pueden deformarse por la aplicación desigual de la fuerza. 1.5 Defectos en la calidad de fabricación La precisión dimensional de los orificios roscados o de los agujeros para tornillos reviste especial importancia en la unión de piezas; el tamaño de la rosca influye directamente en la magnitud de la fuerza de precarga obtenida por el tornillo. Si el orificio destinado a alojar el tornillo es demasiado pequeño, resultará difícil realizar el montaje; si, por el contrario, es excesivamente grande, la superficie de la pieza y la superficie de contacto del tornillo o la tuerca podrían quedar hundidas y deformadas, lo que también provocaría el aflojamiento del tornillo o la tuerca. 2. Estructuras comunes de elementos roscados para prevenir el aflojamiento Según su principio de funcionamiento, existen tres tipos principales: el primero es el anti‑aflojamiento por fricción; el segundo, el anti‑aflojamiento mecánico; y el tercero, el anti‑aflojamiento permanente.

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