Razones por las que los tornillos están flojos
1. Estanqueidad insuficiente
Los pernos que no están apretados o que no están apretados correctamente están inherentemente bajo fuerza de preapriete.
Si se aflojan nuevamente, la junta no tendrá suficiente fuerza de sujeción para mantener todas las piezas juntas.
Esto puede provocar un deslizamiento lateral entre dos piezas y el tornillo quedará sujeto a esfuerzos cortantes innecesarios, lo que eventualmente puede provocar la fractura del tornillo.
2. Vibración
La prueba de la conexión atornillada bajo vibración muestra que muchos pequeños movimientos "transversales" hacen que las dos partes de la conexión se muevan entre sí, y la cabeza del perno o tuerca y la parte conectada también se moverán.
Estos movimientos repetidos neutralizarán la fricción entre el tornillo y la pieza conectada.
Con el tiempo, la vibración hará que la rosca del tornillo se “suelte” y la junta pierda su fuerza de sujeción.
3. Incorporación
El ingeniero que diseña y desarrolla la tensión de los pernos puede tener un período de rodaje, lo que provocará cierta pérdida de fuerza de preapriete.
Durante este período, la tensión de los tornillos se relajará.
Esta relajación es provocada por el ajuste entre la cabeza del tornillo y/o la tuerca, la rosca y la superficie de unión de la pieza conectada, y puede ocurrir tanto en materiales blandos (como materiales compuestos) como en metales duros pulidos.
Si la junta no está diseñada correctamente o si el perno no alcanza la tensión especificada al principio, la inserción de la junta puede provocar una pérdida de fuerza de sujeción sin alcanzar la fuerza de sujeción mínima requerida.
Hay microirregularidades entre las superficies articulares.
Después de apretar, bajo la fuerza de preapriete del tornillo, la protuberancia colapsará y se producirá una deformación plástica permanente, lo que reducirá la longitud de sujeción del tornillo y eventualmente conducirá a la reducción de la fuerza de preapriete del tornillo.
4. Deslizamiento de las juntas y expansión térmica
Muchas uniones atornilladas incluyen una junta delgada y suave entre la cabeza del perno y la superficie de la junta para sellar la junta y evitar fugas de gas o líquido.
La propia arandela también actúa como un resorte, regresando bajo presión desde la cara del perno y la junta.
Con el tiempo, especialmente cuando se acercan altas temperaturas o productos químicos corrosivos, la junta puede "deslizarse", lo que significa que pierde elasticidad, lo que resulta en una pérdida de fuerza de sujeción.
Si los materiales de los tornillos y las juntas son diferentes, la diferencia de temperatura causada por los rápidos cambios ambientales o el proceso del ciclo industrial será muy grande, lo que provocará una rápida expansión o contracción de los materiales de los tornillos y puede aflojarlos.
5. Impacto
Cargas dinámicas o alternas de máquinas, generadores, aerogeneradores, etc. puede causar un impacto mecánico (la fuerza de impacto aplicada al perno o la junta) que hace que los pernos se deslicen entre sí.
Al igual que la vibración, este deslizamiento eventualmente hará que el tornillo se afloje.
Incluso el impacto a menudo no tiene en cuenta una carga tan grande al diseñar la conexión de unión.
¿Qué es la precarga?
Términos con múltiples significados en el proyecto.
Uno es la tensión (carga) generada cuando se aprieta inicialmente el sujetador.
Cuando se extiende el perno, la parte entre el perno y la tuerca se comprime, aumentando así la llamada carga de sujeción hasta completar el proceso de apriete.
Peligros de tornillos flojos
1. Fuga en la brida
2. El rotor del ventilador está separado de la sala de máquinas.
3. Los tornillos de conexión de vibración del motor del barco se caen
Los pernos de conexión vibratoria del motor del barco se cayeron y rodaron con el barco, causando más daños al equipo.
En las conexiones atornilladas, apretar la tuerca hace que el perno se alargue, como si se tirara de un resorte.
Esta tensión, o tensión, producirá fuerzas de sujeción opuestas, que sujetarán firmemente las dos partes del conector.
Si el tornillo está flojo, se reducirá la fuerza de sujeción.
Los tornillos flojos no son sólo un dolor de cabeza. Si la junta no se vuelve a apretar rápidamente, es posible que comiencen a filtrarse líquidos o gases, que el tornillo se rompa, que el equipo se dañe o que se produzca un accidente catastrófico.
Atornillar el riel
Resumen
"La mejor manera de evitar que se afloje es asegurarse de que la fuerza de preapriete sea suficiente y que la junta no experimente problemas como deslizamiento y apertura".
Del análisis anterior, se puede ver que hay tres razones para la holgura debido a una precarga insuficiente o reducida.
Por tanto, es necesario controlar especialmente la precarga de los tornillos para controlar el riesgo de aflojamiento.
Siempre que la fuerza de preapriete sea suficiente para cumplir con los requisitos y siempre que la longitud de sujeción no sea demasiado corta (como 1k ≥ 3d), incluso si hay una cierta carga de vibración, el tornillo generalmente no se aflojará.
Una combinación de un buen diseño de conexión atornillada, un desarrollo adecuado de la fuerza de sujeción y dispositivos de bloqueo de perno adecuados pueden asegurar de forma segura las conexiones atornilladas para enfrentar muchos de los desafíos de aflojamiento presentados aquí.
Una buena conexión atornillada se diseñará con pernos y tuercas del tamaño y tipo apropiado, y se especificará la tensión óptima para lograr la fuerza de sujeción necesaria para mantener la integridad de la conexión.
En la aplicación, una fuerza de sujeción adecuada requiere que la tensión (pretensión) en cada perno alcance el nivel correcto y permanezca en ese nivel durante toda su vida útil.
