Actualmente, los tornillos hexagonales se utilizan ampliamente en la industria de la fijación. En comparación con las cabezas rectas y cruzadas, los tornillos hexagonales ofrecen un mejor montaje debido a su menor tendencia a deslizarse y también proporcionan un par elevado.
Además, los tornillos de cabeza hexagonal tienen una estructura simple y son económicos en comparación con los tornillos de cabeza dodecagonal y de dientes múltiples.
Por lo tanto, los pernos hexagonales tienen un precio integral más alto y son el tipo de perno más utilizado en los automóviles.
Los tornillos hexagonales se pueden clasificar en dos tipos: tornillos hexagonales internos y tornillos hexagonales externos. ¿Qué distingue a estos dos tornillos y cómo elegir entre ellos a la hora de aplicarlos?
Este artículo presenta la estructura, el costo, las herramientas de sujeción, las ventajas, las desventajas y el ámbito de aplicación.
1. Estructura
Estructuralmente, los tornillos hexagonales internos y los tornillos hexagonales externos son fáciles de distinguir. Básicamente no hay diferencia en la parte roscada. El hexágono exterior se refiere a la cabeza en forma de hexágono, que no tiene depresión.
Para aumentar el área de soporte de la cabeza, también se pueden utilizar tornillos de brida hexagonales externos. Esta variante es muy utilizada. El borde exterior de la cabeza del tornillo hexagonal es redondo y el medio es un hexágono cóncavo. El tipo más común es el hexágono de cabeza cilíndrica, pero también hay casquillos hexagonales de cabeza plana, casquillos hexagonales de cabeza avellanada y casquillos hexagonales de cabeza plana.
Los tornillos prisioneros, los tornillos de límite, los tornillos para metales y otros artículos similares se denominan tornillos prisioneros. Los pernos hexagonales también se pueden cambiar por pernos de brida hexagonal para aumentar el área de contacto de la cabeza.
Para controlar el coeficiente de fricción de la cabeza del tornillo o mejorar el rendimiento antiaflojamiento, también se pueden utilizar tornillos combinados de hexágono externo y tornillos combinados de hexágono interno. Se ilustran en la siguiente figura.
2. Costo
Los tornillos de cabeza cilíndrica y los tornillos hexagonales generalmente tienen sus roscas formadas mediante atornillado. Las placas de empernado utilizadas para ambos son esencialmente las mismas y no existe una diferencia significativa en el costo entre ellas.
Sin embargo, el proceso de fabricación de la cabeza de estos dos tipos de tornillos es diferente. Debido a las diferentes estructuras del cabezal, se requieren moldes y procesos diferentes para cada uno.
El costo de fabricación de la cabeza de tornillo hexagonal es mayor que el de la rosca hexagonal debido a diferencias en el proceso de fabricación.
En mi experiencia, el costo del perno hexagonal externo es solo la mitad del costo del perno hexagonal interno.
3. Herramienta de sujeción
Se puede dividir en dos partes: montaje en vida y producción.
Para montaje en vivo, la forma del destornillador hexagonal es en forma de “L”, con un lado más largo que el otro. El extremo más corto se utiliza para atornillar, mientras que sujetar el extremo más largo puede ahorrar esfuerzo y apretar mejor los tornillos.
El tornillo hexagonal externo requiere una llave con cabeza hexagonal equilátera, como una llave ajustable, una llave de estrella o una llave de boca. Como se muestra en la figura siguiente, es posible que esté familiarizado con las dos herramientas siguientes si ha realizado montaje o mantenimiento diario en casa.
Para cumplir con los requisitos de automatización y calidad del apriete, el montaje en producción se realizará utilizando llaves dinamométricas fijas y pistolas de apriete de alta precisión. Para ello es necesario adaptar los casquillos de sujeción correspondientes.
El perno hexagonal exterior requiere un manguito hexagonal cóncavo, mientras que el perno hexagonal interior requiere un manguito hexagonal convexo. Como se muestra en la figura siguiente, se proporcionará una serie de manguitos para que coincidan con el tamaño de la cabeza del tornillo.
4. Ventajas y desventajas
4.1 Ventajas
Tornillos/pernos hexagonales externos:
- Tienen buenas propiedades de autobloqueo.
- Proporcionan una mayor área de contacto y fuerza de preapriete.
- El hilo completo tiene un rango de longitud más amplio.
- Pueden tener orificios avellanados para asegurar la posición de la pieza y soportar el corte provocado por la fuerza transversal.
- La cabeza es más delgada que la de un casquillo hexagonal y, en algunos casos, un casquillo hexagonal no se puede utilizar como reemplazo.
Tornillos/tornillos de cabeza hexagonal:
- Son fáciles de colocar.
- No son fáciles de desmontar.
- Tienen un ángulo antideslizante.
- Pueden caber en espacios pequeños.
- Pueden soportar grandes cargas.
- Se pueden avellanar e incrustar dentro de la pieza de trabajo, haciéndolas más exquisitas y hermosas sin interferir con otras piezas de trabajo.
4.2 Desventajas
Perno/perno hexagonal externo:
- Ocupa mucho espacio y no es apto para ocasiones más delicadas.
- No se puede utilizar para cabezas avellanadas.
Tornillos/tornillos de cabeza hexagonal:
- El área de contacto y la precarga son pequeñas.
- Más allá de cierta longitud, el hilo no está completamente presente.
- La herramienta de fijación puede ser difícil de combinar, pero es fácil de atornillar y reemplazar.
- Se debe utilizar una llave profesional para el desmontaje, ya que no es fácil de desmontar en circunstancias normales.
5. Ámbito de aplicación
Estas son las ventajas y desventajas del perno hexagonal externo y del perno hexagonal interno, entonces, ¿cómo elegirlos en la aplicación?
Si se requiere una gran fuerza axial en el punto de sujeción, lo que significa que el par de apriete es elevado y hay suficiente espacio exterior para apretar, entonces se debe utilizar un tornillo hexagonal exterior.
Sin embargo, si hay espacio limitado en la posición de sujeción o se necesita una cabeza avellanada para mejorar la estética, y la fuerza axial requerida para la sujeción es pequeña, lo que significa que el par de apriete es bajo, se puede utilizar un tornillo hexagonal.
Para ilustrar, consideremos el punto de conexión del subchasis y la carrocería de un automóvil, donde varios pernos pasan por la parte inferior del subchasis y se aprietan en la carrocería. Como el fondo no es visible y no tiene requisitos estéticos, y no hay impedimento para apretar, se requiere una fuerza axial y un par de torsión elevados (los tornillos se aprietan después de ceder).
Por lo tanto, para esta posición de conexión, se recomienda utilizar tornillos hexagonales externos para apretar.
La conexión del revestimiento interior es un área visible para el cliente y, a menudo, requiere consideraciones estéticas. Como tal, se requiere una estructura de cabeza avellanada y la parte superior de la cabeza del tornillo debe estar alineada con la estructura de la pieza conectada o cubrirse con una capa adicional de piezas.
Además, la fuerza axial y el par necesarios para apretar en estas posiciones son bajos. Por lo tanto, los pernos hexagonales o pernos hexagonales son muy adecuados para la fijación en estos escenarios.
Si no estás seguro de qué elegir, dependerá de si la posición de conexión requiere una apariencia elegante y tiene un espacio de montaje limitado. En tales casos, se recomienda elegir tornillos/tornillos con cabeza hueca hexagonal.
De lo contrario, se puede seleccionar un perno/perno hexagonal externo. Es económico y puede cumplir con la mayoría de los demás requisitos.
Esto explica por qué los pernos/pernos hexagonales externos se usan más comúnmente que los pernos/pernos hexagonales internos.
6. Experiencia y conclusión
Los pernos/pernos de cabeza hexagonal se utilizan ampliamente en diversas industrias debido a su estructura simple, uso conveniente, precio moderado y facilidad de ajuste.
Hay dos tipos de tornillos/pernos de cabeza hexagonal comunes: hexagonal exterior y hexagonal interior. Se puede distinguir claramente la estructura principal de ambos.
En términos de coste, el hexágono exterior cuesta la mitad que el tornillo hexagonal interior. Además, las herramientas de sujeción utilizadas para ambos tipos tienen diferentes vidas útiles y métodos de producción.
Según las ventajas y desventajas de los dos, se recomienda seleccionar tornillos/tornillos de cabeza hueca si la posición de conexión requiere delicadeza, belleza y espacio de montaje limitado. Sin embargo, si no existen tales requisitos, entonces se debe elegir un tornillo/perno de cabeza hexagonal externo.
