Principio de bloqueo de la hidrolimpiadora
El principio detrás de la función antiaflojamiento de una arandela de seguridad es que una vez comprimida, genera una fuerza elástica constante que mantiene la conexión roscada entre la tuerca y el perno bajo tensión y crea un par de resistencia, evitando así que la tuerca se afloje.
Además, los bordes afilados de la arandela de seguridad en la abertura se presionan contra la superficie del tornillo y el componente conectado, inhibiendo cualquier rotación relativa entre el tornillo y la pieza conectada.
¿Qué tal el efecto antiaflojamiento del limpiador a presión?
Las arandelas elásticas se utilizan a menudo en componentes estructurales y no estructurales de diversos productos mecánicos debido a su bajo costo y facilidad de instalación. Son especialmente adecuados para piezas que requieren montaje y desmontaje frecuente.
Sin embargo, la capacidad antiaflojamiento de las lavadoras a presión es limitada. En países desarrollados como Europa y América, su uso está disminuyendo, especialmente en conexiones de carga cruciales, debido a la demanda de alta confiabilidad.
En algunas industrias militares, el uso de limpiadores a presión ha sido reemplazado por el de acero inoxidable. Se informa que la Academia China de Tecnología Espacial ha prohibido el uso de limpiadores a presión de acero por razones de seguridad, incluido el riesgo de fragilización y fatiga por hidrógeno.
Caja de bloqueo de lavadora a presión
La conexión entre el mando final del eje y la carcasa del eje utiliza tornillos clase 10.9 M16 x 100 con un par de apriete de (280+20) N·m, apretados con un destornillador eléctrico de alta precisión. Se midió el cambio en el torque con el ángulo de rotación durante el proceso de apriete del tornillo con y sin arandela elástica.
La comparación de las curvas de torsión-ángulo mostró que siempre había un torque de preapriete de aproximadamente 10 N·m cuando se usaba una arandela de seguridad, mientras que sin la arandela de seguridad el torque del tornillo se mantuvo en 0 N·m antes de aumentar significativamente. Esto sugiere que la arandela de seguridad se puede aplanar completamente con un par de apriete previo del tornillo de aproximadamente 10 N·m. La confirmación de esta inferencia se obtuvo mediante inspección con un torquímetro digital, que mostró que el torque del tornillo no alcanzó los 20 N·m y la lavadora a presión estaba completamente aplanada.
Estos resultados indican que la arandela de seguridad solo proporciona una fuerza elástica de 10 N m, que es insignificante en comparación con el par de apriete previo del tornillo de 280 N m. Además, una fuerza tan pequeña no es suficiente para incrustar las esquinas afiladas en la ranura de la arandela de seguridad en la superficie del tornillo y la pieza conectada. Después del desmontaje, no se observaron marcas evidentes en las superficies del tornillo y de la pieza conectada.
Como resultado, se puede ignorar el efecto antiaflojamiento de la arandela de seguridad sobre el perno.
Agregar una arandela entre el tornillo y la pieza conectada puede presentar otro riesgo potencial para la seguridad si la arandela tiene problemas de calidad. Cuando el par de apriete del tornillo es elevado (superior a 200 N·m), utilizar una arandela elástica como mecanismo de bloqueo no es eficaz e incluso puede resultar perjudicial. Bajo la influencia de impactos, vibraciones y cargas variables, la precarga puede desaparecer repentinamente, provocando que la conexión se afloje.
La NASA también reconoció las limitaciones de las lavadoras a presión abiertas. En el capítulo sobre tuercas de fijación de la norma de la NASA, se establece que “La típica arandela de seguridad helicoidal... sirve como resorte mientras se aprieta el perno. Sin embargo, la arandela suele ser plana cuando el perno está completamente apretado, momento en el que equivale a una arandela plana sólida y su capacidad de bloqueo es inexistente. En resumen, este tipo de arandela elástica no sirve para bloquear”.
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